一种汽车乘坐舒适性评价方法和系统与流程

1.本发明涉及汽车，具体涉及一种汽车乘坐舒适性评价方法和系统。


背景技术：

2.随着汽车工业的大力发展，各大企业越来越重视汽车在各个方向上的发展。乘坐舒适性作为用户在汽车行驶过程中能够明显感知的一环，常常被作为评价汽车优秀与否的重要指标。目前汽车乘坐舒适性的客观评价方法主要是在汽车硬点上安装传感器并采集数据来表征舒适性，只针对汽车进行数据采集来评价汽车乘坐舒适性，而乘员的舒适感受受多种部件的综合影响，采用上述的评价方法难以准确的、有效的表征乘员实际舒适性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提出一种汽车乘坐舒适性评价方法和系统，以更准确的、更有效表征乘员实际舒适性。
4.本发明所述的一种汽车乘坐舒适性评价方法，包括以下步骤：布置传感器：在测试员的脚底位置、测试员的坐垫位置、测试员的背部位置、测试员的胸部位置以及测试员的头部位置布置加速度传感器和位移传感器；测试设备连接：将各加速度传感器接入第一数据采集模块，将各位移传感器接入第二数据采集模块，将第一数据采集模块和第二数据采集模块接入数采主机；测试并采集测试数据：待测试汽车按测试要求进入相应测试道路行驶，采集各加速度传感器和各位移传感器的测试数据；处理测试数据：对采集的测试数据进行去噪处理，得到处理后的数据；计算舒适性评价指标：基于处理后的数据计算测试员的脚底位置和测试员的坐垫位置之间的三分量位移差d1和三分量加速度差a1，基于处理后的数据计算测试员的背部位置和测试员的胸部位置的三分量位移差d2和三分量加速度差a2，基于处理后的数据计算测试员的背部位置和测试员的头部位置之间的三分量位移差d3和三分量加速度差a3，基于处理后的数据计算测试员的坐垫位置和测试员的背部位置之间的三分量位移差d4；利用快速傅里叶变换，将三分量位移差d1、三分量位移差d2、三分量位移差d3、三分量位移差d4、三分量加速度差a1、三分量加速度差a2和三分量加速度差a3的数据变换到频域内，再通过savitzky-golay滤波器对变换到频域内的数据进行滤波，得到滤波后的数据；评价舒适性：针对同一测试员在不同汽车或不同汽车状态下的评价方式为：采用三分量位移差
d1、三分量位移差d4、三分量加速度差a1、三分量加速度差a2、三分量加速度差a3的滤波后的数据作为舒适性抖动的评价指标，采用三分量位移差d2的数据作为舒适性身体部位晃动的评价指标，采用三分量位移差d3的数据作为舒适性头部晃动的评价指标；针对不同测试员在不同汽车或不同汽车状态下的评价方式为：采用三分量加速度差a1、三分量加速度差a2以及三分量加速度差a3的滤波后的数据作为舒适性抖动的评价指标。
5.可选的，所述测试员的脚底位置为测试员的脚部或者供汽车地板上供测试员放脚的部位，所述测试员的坐垫位置为测试员的臀部或者汽车座椅的坐垫，所述测试员的背部位置为测试员的背部或者汽车座椅的靠背，所述测试员的胸部位置为测试员的胸部，所述测试员的头部位置为测试员的头部或者汽车座椅的头枕。
6.可选的，所述测试设备连接还包括以下步骤：将数采主机与电脑连接，在电脑中设置采样频率和信号采集模式。
7.可选的，所述采集传感器数据还包括以下步骤：在测试开始前，将测试汽车熄火停于零坡度区域，采集加速度传感器和位移传感器的数据n秒，其中n为预设值。
8.可选的，所述采集传感器数据具体为：在测试开始前，将测试汽车熄火停于零坡度区域，采集加速度传感器和位移传感器的数据n秒得到测试前数据，其中n为预设值；待测试汽车按测试要求进入相应测试道路行驶，待测试汽车的后车轮进入试验道路3米后，开始采集各加速度传感器和各位移传感器的测试数据。
9.可选的，所述处理测试数据包括以下步骤：先计算测试前数据的平均值，基于测试前数据的平均值，利用零位自学习功能去除测试数据的零点漂移，得到修正后的测试数据；再利用合适频段的带通滤波器去除修正后的测试数据中的高频噪音；然后利用卡尔曼滤波方式对修正后的测试数据进行优化，得到处理后的数据。
10.本发明所述的一种汽车乘坐舒适性评价系统，包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、多个加速度传感器和多个位移传感器，多个加速度传感器均与第一数据采集模块相连，多个位移传感器均与第二数据采集模块相连；多个加速度传感器分别用于布置在测试员的脚底位置、测试员的坐垫位置、测试员的背部位置、测试员的胸部位置以及测试员的头部位置；多个位移传感器分别用于布置在测试员的脚底位置、测试员的坐垫位置、测试员的背部位置、测试员的胸部位置以及测试员的头部位置。
11.本发明通过合理设置传感器位置以及合理设置舒适性评价指标，能够在在整车行驶状态下表征行驶过程中汽车的乘坐舒适性，能够更准确的、更有效表征乘员实际舒适性。
附图说明
12.图1为具体实施方式中所述的汽车乘坐舒适性评价方法的流程图；图2为具体实施方式中所述的汽车乘坐舒适性评价系统的示意图；图3为传感器安装位置示意图。
具体实施方式
13.下面结合附图对本发明作进一步说明。
14.如图1所示的一种汽车乘坐舒适性评价方法，包括步骤一至步骤六：步骤一、布置传感器：如图3所示，在测试员的脚底位置35、测试员的坐垫位置34、测试员的背部位置33、测试员的胸部位置32以及测试员的头部位置31布置加速度传感器和位移传感器。
15.步骤二、测试设备连接：将各加速度传感器接入第一数据采集模块，将各位移传感器接入第二数据采集模块，将第一数据采集模块和第二数据采集模块接入数采主机。
16.步骤三、测试并采集测试数据：待测试汽车按测试要求进入相应测试道路行驶，采集各加速度传感器和各位移传感器的测试数据。
17.步骤四、处理测试数据：对采集的测试数据进行去噪处理，得到处理后的数据。
18.步骤五、计算舒适性评价指标：基于处理后的数据计算测试员的脚底位置和测试员的坐垫位置之间的三分量位移差d1和三分量加速度差a1，基于处理后的数据计算测试员的背部位置和测试员的胸部位置的三分量位移差d2和三分量加速度差a2，基于处理后的数据计算测试员的背部位置和测试员的头部位置之间的三分量位移差d3和三分量加速度差a3，基于处理后的数据计算测试员的坐垫位置和测试员的背部位置之间的三分量位移差d4；利用快速傅里叶变换(fft)，将三分量位移差d1、三分量位移差d2、三分量位移差d3、三分量位移差d4、三分量加速度差a1、三分量加速度差a2和三分量加速度差a3的数据变换到频域内，再通过savitzky-golay滤波器对变换到频域内的数据进行滤波（其窗口长度推荐为11，多项式拟合的阶数推荐为1），得到滤波后的数据，分析各数据5-50hz内的振幅大小；在具体实施时，记录频域内幅值最大5个波峰的频率和幅值作为滤波后的数据。
19.步骤六、评价舒适性：针对同一测试员在不同汽车或不同汽车状态下的评价方式为：采用三分量位移差d1、三分量位移差d4、三分量加速度差a1、三分量加速度差a2、三分量加速度差a3的滤波后的数据作为舒适性抖动的评价指标，采用三分量位移差d2的数据作为舒适性身体部位晃动的评价指标，采用三分量位移差d3的数据作为舒适性头部晃动的评价指标；针对不同测试员在不同汽车或不同汽车状态下的评价方式为：采用三分量加速度差a1、三分量加速度差a2以及三分量加速度差a3的滤波后的数据作为舒适性抖动的评价指标。本评价方法针对不同切换进行评价时，需要同一测试员在汽车同一位置，传感器安装误差不超过5cm。
20.采用上述的汽车乘坐舒适性评价方法，通过合理设置传感器位置以及合理设置舒适性评价指标，能够在在整车行驶状态下表征行驶过程中汽车的乘坐舒适性，能够更准确的、更有效表征乘员实际舒适性。
21.在一些实施例中，所述测试员的脚底位置为测试员的脚部或者供汽车地板上供测试员放脚的部位，在测试员的脚底位置布置传感器的方式包括但不限于将传感器安装在汽
车地板上或穿戴在测试员的脚部；所述测试员的坐垫位置为测试员的臀部或者汽车座椅的坐垫，在测试员的坐垫位置布置传感器的方式包括但不限于将传感器安装在汽车座椅的坐垫上或穿戴在测试员的臀部；所述测试员的背部位置为测试员的背部或者汽车座椅的靠背，在测试员的背部位置布置传感器的方式包括但不限于将传感器安装在汽车座椅的靠背上或穿戴在测试员的背部；所述测试员的胸部位置为测试员的胸部，在测试员的胸部位置布置传感器的方式包括但不限于将传感器穿戴在测试员的胸部；所述测试员的头部位置为测试员的头部或者汽车座椅的头枕，在测试员的头部位置布置传感器的方式包括但不限于将传感器安装在汽车座椅的头枕或穿戴在测试员的头部。合理设置传感器位置，有利于能够更准确的、更有效表征乘员实际舒适性。
22.在一些实施例中，所述测试设备连接还包括以下步骤：将数采主机与电脑连接，在电脑的数据采集软件中设置采样频率和信号采集模式，作为一种具体示例，在数据采集软件中设置好采样频率1000hz，储存模式设置为“always fast”。在具体实施时，数据采集软件可以是基于labview软件平台搭建的数据采集软件。
23.在一些实施例中，所述采集传感器数据还包括以下步骤：在测试开始前，将测试汽车熄火停于零坡度区域（坡度＜2
°
的区域），采集加速度传感器和位移传感器的数据n秒，其中n为预设值，在具体实施时，可以将n设置成60，其间要求测试员保持静止，无明显动作，保证采集数据的随机性是由设备本身噪声造成的。
24.在一些实施例中，所述采集传感器数据具体为：在测试开始前，将测试汽车熄火停于零坡度区域（坡度＜2
°
的区域），采集加速度传感器和位移传感器的数据n秒得到测试前数据，其中n为预设值，在具体实施时，可以将n设置成60；在测试开始后，待测试汽车按测试要求进入相应测试道路行驶，待测试汽车的后车轮进入试验道路3米后，开始采集并记录各加速度传感器和各位移传感器的测试数据，重复三次同项测试，期间要求测试员无自身主观动作，保证采集数据的单一性。
25.在一些实施例中，所述处理测试数据包括以下步骤：先计算测试前数据的平均值，基于测试前数据的平均值，利用零位自学习功能去除测试数据的零点漂移，得到修正后的测试数据；再利用合适频段（如30hz）的带通滤波器去除修正后的测试数据中的高频噪音；在具体实施时，带通滤波合适频段为10hz-50hz；然后利用卡尔曼滤波方式对修正后的测试数据进行优化，得到处理后的数据。采用上述的方案，有利于提升处理后的数据的准确性，有利于提升评价乘员实际舒适性的准确性。
26.如图2所示，本发明还提出了一种汽车乘坐舒适性评价系统，汽车乘坐舒适性评价系统能够用于执行上述的汽车乘坐舒适性评价方法，汽车乘坐舒适性评价系统包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、多个加速度传感器、多个位移传感器、数采主机和电脑，多个加速度传感器均通过数据采集线与第一数据采集模块相连，多个位移传感器均通过数据采集线与第二数据采集模块相连，第一数据采集模块和第二数据采集模块均通过数据传输线与数采主机相连，数采主机通过usb数据线与电脑相连，为了便于携带电脑可以采用笔记本电脑；
多个加速度传感器分别用于布置在测试员的脚底位置、测试员的坐垫位置、测试员的背部位置、测试员的胸部位置以及测试员的头部位置；多个位移传感器分别用于布置在测试员的脚底位置、测试员的坐垫位置、测试员的背部位置、测试员的胸部位置以及测试员的头部位置；第一数据采集模块用于采集多个加速度传感器的信号并将采集的信号传输给数采主机，第二数据采集模块用于采集多个位移传感器的信号并将采集的信号传输给数采主机，数采主机能够储存收到的信号并将信号传输给电脑进行分析。
27.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。