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JP2015184132A - Deformation analyzer and collision detection device - Google Patents

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JP2015184132A JP2014060610A JP2014060610A JP2015184132A JP 2015184132 A JP2015184132 A JP 2015184132A JP 2014060610 A JP2014060610 A JP 2014060610A JP 2014060610 A JP2014060610 A JP 2014060610A JP 2015184132 A JP2015184132 A JP 2015184132A
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義勝 木佐貫
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Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately analyze the deformation of a three-dimensional shape of an object to be measured.SOLUTION: A coordinate conversion unit 502 calculates a three-dimensional coordinate value of each position indicating a three-dimensional shape of an object to be measured at each prescribed time on the basis of rotation angles of installation positions of a plurality of sensors which are measured by a sensor 101, and three-dimensional coordinate values of the installation positions of the plurality of sensors being a preset reference. A state calculation unit 504 calculates deformation amounts of the three-dimensional shape of the object to be measured and the three-dimensional shape being the reference on the basis of the calculated three-dimensional coordinate value of each position indicating the three-dimensional shape of the object to be measured at each prescribed time, and the three-dimensional value of the installation position of each of the plurality of sensors being the preset reference.

Description

本発明は、変形解析装置及び衝突検知装置に係り、特に、測定対象物の3次元形状の変形を解析する変形解析装置、及び測定対象物に衝突物が衝突したことを検知する衝突検知装置に関する。   The present invention relates to a deformation analysis apparatus and a collision detection apparatus, and more particularly, to a deformation analysis apparatus that analyzes deformation of a three-dimensional shape of a measurement object, and a collision detection apparatus that detects that a collision object collides with the measurement object. .

従来、衝突検知装置として、車両の衝突形態を判別する衝突形態判別手段と車両の衝突部位の衝突に伴う経時変形量を推定する変形量推定手段が具備されている装置が知られている(特許文献1)。当該衝突形態判別手段としては、車両に加速度計を配置して、計測された衝突時の加速度から衝突の有無を判別するとされている。また、当該変形量推定手段は、記憶手段に予め記憶された車両の対象部位の変形に相関する変形物理量との関係から求められている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a collision detection device, there is known a device including a collision type determination unit that determines a vehicle collision type and a deformation amount estimation unit that estimates a temporal deformation amount associated with a collision of a vehicle collision part (patent) Reference 1). As the collision type determination means, an accelerometer is arranged in the vehicle, and the presence or absence of a collision is determined from the measured acceleration at the time of the collision. Further, the deformation amount estimation means is obtained from the relationship with the deformation physical quantity correlated with the deformation of the target portion of the vehicle stored in advance in the storage means.

また、車両の側面衝突における衝突検知技術としては、加速度センサで計測したX軸とY軸の加速度変化により、既定の閾値に対する大小関係から衝突の有無を判別し、サイドエアバッグなどの乗員保護装置の起動をおこなう技術が知られている(特許文献2)。   Also, as a collision detection technique in a side collision of a vehicle, an occupant protection device such as a side airbag is determined by determining the presence or absence of a collision from the magnitude relationship with respect to a predetermined threshold based on the acceleration change of the X axis and the Y axis measured by an acceleration sensor. There is known a technique for starting (Patent Document 2).

また、加速度センサを車両に配置すると共に、ヨーレートセンサを合わせて具備することで、斜め衝突やオフセット衝突時の衝突の有無の判別を行う方法も知られている(特許文献3)。   There is also known a method of determining whether or not there is a collision at the time of an oblique collision or an offset collision by arranging an acceleration sensor in a vehicle and providing a yaw rate sensor together (Patent Document 3).

また、ドアのインナーパネルとアウターパネルの間に密閉空間を設け、密閉空間の圧力変動を基に衝突の有無を判別している方法も知られている(特許文献4)。また、密閉空間を上下方向に分割する中間隔壁を設けることにより、バリア衝突とポール衝突の衝突形態の判別が可能である。   A method is also known in which a sealed space is provided between an inner panel and an outer panel of a door, and whether or not there is a collision is determined based on pressure fluctuations in the sealed space (Patent Document 4). Further, by providing an intermediate partition wall that divides the sealed space in the vertical direction, it is possible to determine the collision mode of the barrier collision and the pole collision.

また、圧電フィルムから成るセンサ素子が荷重検出のためにフロントバンパーに配置されており、センサ素子で検出された衝突荷重に対応した値を基に衝突の有無を判別する方法も知られている(特許文献5)。   In addition, a sensor element made of a piezoelectric film is arranged on a front bumper for load detection, and a method for determining the presence or absence of a collision based on a value corresponding to a collision load detected by the sensor element is also known (patent) Reference 5).

また、変形センサで計測された曲率及び曲率の変化率に基づいて、衝突時のエネルギーが算出され歩行者保護装置の作動要件が決定される方法も知られている(特許文献6)。   Moreover, based on the curvature measured by the deformation sensor and the rate of change of the curvature, a method is also known in which the energy at the time of collision is calculated and the operating requirements of the pedestrian protection device are determined (Patent Document 6).

特開2013−166515号公報JP2013-166515A 特開2013−151192号公報JP 2013-151192 A 特開2013−154838号公報JP2013-154838A 特開2013−141887号公報JP 2013-141887 A 特開2009−51298号公報JP 2009-51298 A 特開2006−248508号公報JP 2006-248508 A

従来技術においては、車両の衝突の判別を衝突による車両の変形によって生じる加速度、角速度、荷重及び圧力などの物理量から行う。しかし、これらの物理量は、車両の変形状態によって変化するものであり、衝突対象や車両の構造、剛性ごとに異なった値となる。このため、衝突対象を精度よく判別することが困難であると共に、衝突有無の判別精度が低いなどの問題がある。また、判別精度を向上させるためには、多数のセンサを配置しなければならず、配置上の制約やコストの問題に加え、走行時の振動による誤動作などの問題もある。   In the prior art, a vehicle collision is determined from physical quantities such as acceleration, angular velocity, load, and pressure generated by the deformation of the vehicle due to the collision. However, these physical quantities change depending on the deformation state of the vehicle, and have different values depending on the collision target, the structure of the vehicle, and the rigidity. For this reason, there is a problem that it is difficult to accurately determine the collision target and that the determination accuracy of the presence or absence of the collision is low. In addition, in order to improve the discrimination accuracy, a large number of sensors must be arranged, and there are problems such as malfunction due to vibration during traveling, in addition to restrictions on arrangement and cost.

また、変形センサを用いて変形状態から衝突対象や衝突有無を判別する場合においては、圧電フィルムによるセンサ素子からフィルム変形に応じた電圧変化と曲率を対応付けている。フィルム変形が2次元変形の場合は対応づけが可能であるが、ねじれ変形など3次元変形においては電圧変化と曲率の対応付けが困難となるという問題がある。これは、圧電フィルムでは静電容量や発生する電荷が3次元変形によっても変化することによるものである。また、2次元変形では、衝突対象の判別が困難な場合があるという問題がある。更に、曲率を求めるのに隣接するセンサ素子からの信号を必要とするため、衝突などによりセンサ素子が破損した場合などは衝突の検知が困難となる問題がある。   In addition, when the deformation sensor is used to determine the collision target and the presence / absence of the collision from the deformation state, the voltage change corresponding to the film deformation and the curvature are associated from the sensor element using the piezoelectric film. When the film deformation is a two-dimensional deformation, it is possible to make the correspondence, but there is a problem that it is difficult to associate the voltage change with the curvature in the three-dimensional deformation such as torsional deformation. This is due to the fact that the electrostatic capacity and generated charges in the piezoelectric film change due to three-dimensional deformation. In addition, there is a problem that in the two-dimensional deformation, it is sometimes difficult to determine a collision target. Further, since a signal from an adjacent sensor element is required to obtain the curvature, there is a problem that it is difficult to detect the collision when the sensor element is damaged due to a collision or the like.

本発明では、上記問題点を解決するために成されたものであり、測定対象物の3次元形状の変形を精度よく解析することができる変形解析装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a deformation analysis apparatus that can accurately analyze the deformation of the three-dimensional shape of the measurement object.

また、本発明では、測定対象物に衝突物が衝突したことを高精度に検知することができる衝突検知装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a collision detection device that can detect with high accuracy that a collision object has collided with a measurement object.

上記目的を達成するために、第1の発明に係る変形解析装置は、測定対象物に設置され、設置位置に作用する物理量を検出する複数のセンサと、前記測定対象物に変形が生じた際に、所定時間毎に、前記複数のセンサの各々で検出された物理量に基づいて、前記複数のセンサの設置位置の各々の回転角度を測定する測定手段と、前記測定手段により前記所定時間毎に測定された前記複数のセンサの設置位置の各々の回転角度と、予め定められた基準となる前記複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値を演算する座標演算手段と、前記座標演算手段により演算された前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値と、前記予め定められた基準となる前記複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状と基準となる3次元形状との形状の変形量を演算する状態演算手段と、を含んで構成されている。   In order to achieve the above object, a deformation analysis apparatus according to a first aspect of the present invention includes a plurality of sensors that are installed on a measurement object and detect physical quantities that act on the installation position, and the measurement object is deformed. And measuring means for measuring a rotation angle of each of the installation positions of the plurality of sensors based on a physical quantity detected by each of the plurality of sensors at a predetermined time, and by the measuring means at the predetermined time intervals. The measurement at each predetermined time based on the measured rotation angle of each of the plurality of sensor installation positions and the three-dimensional coordinate value of each of the plurality of sensor installation positions serving as a predetermined reference. Coordinate calculation means for calculating the three-dimensional coordinate value of each position representing the three-dimensional shape of the object, and 3 for each position representing the three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time calculated by the coordinate calculation means. Dimensional coordinate values, The shape of the three-dimensional shape of the measurement object and the reference three-dimensional shape for each predetermined time based on the three-dimensional coordinate values of the installation positions of the plurality of sensors serving as the predetermined reference. And a state calculating means for calculating the amount of deformation.

第1の発明によれば、複数のセンサにより、設置位置に作用する物理量を検出し、測定手段により、測定対象物に変形が生じた際に、所定時間毎に、センサにより検出された物理量に基づいて、複数のセンサの設置位置の各々の回転角度を測定し、座標演算手段により、所定時間毎に測定された複数のセンサの設置位置の各々の回転角度と、予め定められた基準となる複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標を演算し、状態変算手段により、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値と、予め定められた基準となる複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、所定時間毎の測定対象物の3次元形状と、基準と成る3次元形状との形状の変形量を演算する。   According to the first invention, the physical quantity acting on the installation position is detected by the plurality of sensors, and when the measurement object is deformed by the measuring means, the physical quantity detected by the sensor is detected at predetermined time intervals. Based on this, the rotation angle of each of the plurality of sensor installation positions is measured, and the rotation angle of each of the plurality of sensor installation positions measured every predetermined time by the coordinate calculation means becomes a predetermined reference. Based on the three-dimensional coordinate value of each of the installation positions of the plurality of sensors, the three-dimensional coordinates of each position representing the three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time are calculated, and the state conversion means The measurement target at every predetermined time based on the three-dimensional coordinate value of each position representing the three-dimensional shape of the measurement object and the three-dimensional coordinate value of each of the installation positions of a plurality of sensors serving as a predetermined reference The three-dimensional shape of the object and the standard It calculates the amount of deformation of the dimension shape.

このように、所定時間毎に測定された複数のセンサの設置位置の各々の回転角度に基づいて、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標を演算し、演算された所定時間毎の測定対象物の3次元形状と、基準となる3次元形状との変形量を演算することによって、測定対象物の3次元形状の変形を精度よく解析することができる。   Thus, based on the rotation angles of the installation positions of the plurality of sensors measured every predetermined time, the three-dimensional coordinates of each position representing the three-dimensional shape of the measurement object every predetermined time are calculated and calculated. The deformation of the three-dimensional shape of the measurement object can be analyzed with high accuracy by calculating the deformation amount between the three-dimensional shape of the measurement object and the reference three-dimensional shape for each predetermined time.

また、第1の発明に係る変形解析装置において、前記複数のセンサは、角速度センサであり、前記測定手段は、前記測定対象物に変形が生じた際に、所定時間毎に、前記複数の角速度センサの各々で検出された角速度に基づいて、前記複数の角速度センサの設置位置の各々の回転角度を測定してもよい。   Further, in the deformation analysis apparatus according to the first invention, the plurality of sensors are angular velocity sensors, and the measuring means is configured to measure the plurality of angular velocities at predetermined time intervals when the measurement object is deformed. Based on the angular velocity detected by each of the sensors, the rotation angle of each of the installation positions of the plurality of angular velocity sensors may be measured.

また、第1の発明に係る変形解析装置において、前記複数のセンサは、角度センサとしてもよい。   Further, in the deformation analysis apparatus according to the first invention, the plurality of sensors may be angle sensors.

第2の発明に係る変形解析装置は、測定対象物に設置され、設置位置に作用する物理量を検出する複数のセンサと、前記複数のセンサにより前記所定時間毎に検出された前記複数のセンサの設置位置の各々の物理量と、予め定められた前記物理量と前記設置位置の変化量との関係と、予め定められた基準となる前記複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値と、に基づいて、前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値を演算する座標演算手段と、前記座標演算手段により演算された前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値と、前記予め定められた基準となる前記複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、前記測定対象物の3次元形状と基準となる3次元形状との形状の変形量を算出する状態演算手段と、を含んで構成されている。   A deformation analysis apparatus according to a second aspect of the present invention includes a plurality of sensors that are installed on a measurement object and that detect a physical quantity that acts on an installation position, and the plurality of sensors that are detected every predetermined time by the plurality of sensors Each physical quantity of the installation position, a relationship between the predetermined physical quantity and the change amount of the installation position, and a three-dimensional coordinate value of each of the installation positions of the plurality of sensors serving as a predetermined reference Based on the coordinate calculation means for calculating the three-dimensional coordinate value of each position representing the three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time, and the measurement object for each predetermined time calculated by the coordinate calculation means The three-dimensional shape of the measurement object based on the three-dimensional coordinate value of each position representing the three-dimensional shape and the three-dimensional coordinate values of the installation positions of the plurality of sensors serving as the predetermined reference And standard 3 It is configured to include a state calculating means for calculating an amount of deformation of the original shape, the.

第2の発明によれば、複数のセンサにより、設置位置に作用する物理量を検出し、座標演算手段により、所定時間毎に検出された複数のセンサの設置位置の各々の物理量と、予め定められた前記物理量と前記設置位置の変化量との関係と、予め定められた基準となる複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標を演算し、状態演算手段により、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値と、予め定められた基準となる複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、測定対象物の3次元形状と、基準と成る3次元形状との形状の変形量を演算する。   According to the second invention, the physical quantity acting on the installation position is detected by the plurality of sensors, and each physical quantity at the installation position of the plurality of sensors detected every predetermined time by the coordinate calculation means is determined in advance. Further, based on the relationship between the physical quantity and the amount of change in the installation position, and the three-dimensional coordinate values of the installation positions of a plurality of sensors serving as predetermined references, the three-dimensional measurement object for each predetermined time A three-dimensional coordinate of each position representing the shape is calculated, and a three-dimensional coordinate value of each position representing the three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time and a plurality of sensors serving as a predetermined reference are calculated by the state calculation means. Based on the three-dimensional coordinate values of the respective installation positions, the deformation amount of the shape between the three-dimensional shape of the measurement object and the reference three-dimensional shape is calculated.

このように、所定時間毎に検出された複数のセンサの設置位置の各々の物理量と、予め定められた物理量と設置位置の変化量との関係とに基づいて、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標を演算し、演算された所定時間毎の測定対象物の3次元形状と、基準となる3次元形状との変形量を演算することによって、測定対象物の3次元形状の変形を精度よく解析することができる。   Thus, based on the physical quantity of each of the installation positions of the plurality of sensors detected every predetermined time and the relationship between the predetermined physical quantity and the change amount of the installation position, the measurement object at every predetermined time is measured. The measurement object is calculated by calculating the three-dimensional coordinates of each position representing the three-dimensional shape and calculating the deformation amount between the calculated three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time and the reference three-dimensional shape. It is possible to accurately analyze the deformation of the three-dimensional shape.

また、第2の発明に係る変形解析装置において、前記複数のセンサは、角速度センサとしてもよい。   In the deformation analysis apparatus according to the second invention, the plurality of sensors may be angular velocity sensors.

第3の発明に係る衝突検知装置は、第1又は2の発明の変形解析装置と、前記状態演算手段により演算された前記測定対象物の3次元形状と前記基準となる3次元形状との形状の変形量に基づいて、前記測定対象物に対する衝突を検知する衝突検知手段と、を含んで構成されている。   A collision detection device according to a third aspect of the present invention is the deformation analysis device according to the first or second aspect, and the shape of the three-dimensional shape of the measurement object calculated by the state calculation means and the reference three-dimensional shape. And a collision detection means for detecting a collision with the measurement object based on the amount of deformation.

第3の発明によれば、測定対象物の3次元形状の変化量に基づいて、測定対象物に対する衝突を検知することによって、測定対象物に衝突物が衝突したことを高精度に検知することができる。   According to the third invention, it is possible to detect with high accuracy that the collision object has collided with the measurement object by detecting the collision with the measurement object based on the change amount of the three-dimensional shape of the measurement object. Can do.

また、第3の発明において、前記状態演算手段により演算された前記測定対象物の3次元形状と前記基準となる3次元形状との形状の変形量に基づいて、前記測定対象物に衝突した衝突物を判定する判定手段を更に含んでもよい。   In the third invention, the collision that collides with the measurement object based on the deformation amount of the shape of the three-dimensional shape of the measurement object calculated by the state calculation means and the reference three-dimensional shape. A determination means for determining an object may be further included.

以上説明したように、本発明の変形解析装置によれば、所定時間毎に測定された複数のセンサの設置位置の各々の物理量に基づいて、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標を演算し、基準となる3次元形状との変形量を演算することによって、測定対象物の3次元形状の変形を精度よく解析することができる。また、本発明の衝突検知装置によれば、測定対象物に衝突物が衝突したことを高精度に検知することができる。   As described above, according to the deformation analysis apparatus of the present invention, the three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time is represented based on the physical quantities of the installation positions of the plurality of sensors measured every predetermined time. By calculating the three-dimensional coordinates of each position and calculating the amount of deformation from the reference three-dimensional shape, the deformation of the three-dimensional shape of the measurement object can be analyzed with high accuracy. Moreover, according to the collision detection apparatus of the present invention, it is possible to detect with high accuracy that the collision object has collided with the measurement object.

衝突検知装置の例を示す図であるIt is a figure which shows the example of a collision detection apparatus. 本発明の第1の実施の形態に係る衝突検知装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the collision detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. ドアパネルへのセンサ取り付け例を示す図である。It is a figure which shows the example of sensor attachment to a door panel. センサの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a sensor. 傾斜角度の算出の例を示す図である。It is a figure which shows the example of calculation of an inclination angle. センサの配置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of a sensor. 測定対象物に衝突体が衝突した例を示す図である。It is a figure which shows the example which the colliding body collided with the measuring object. 各種の3次元変形形態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of various three-dimensional deformation | transformation forms. 傾斜角度と変形量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an inclination angle and a deformation amount. 複数センサによる変形形状の推定の例を示す図である。It is a figure which shows the example of estimation of the deformation | transformation shape by multiple sensors. 本発明の第1の実施の形態に係る衝突検知装置における衝突検知処理ルーチンを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the collision detection process routine in the collision detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. サイドドアへの衝突形態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the collision form to a side door. 変形形状演算結果例を示す図である。It is a figure which shows an example of a deformation | transformation shape calculation result. 本発明の第2の実施の形態に係る衝突検知装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the collision detection apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 角速度と測定対象物の傾斜角度の変化量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between angular velocity and the variation | change_quantity of the inclination angle of a measuring object. 本発明の第2の実施の形態に係る衝突検知装置における衝突検知処理ルーチンを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the collision detection process routine in the collision detection apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る衝突検知装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the collision detection apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. バンパー及びフード変形による歩行者衝突検知の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the pedestrian collision detection by a bumper and hood deformation | transformation. 車室内変形把握による救急サービスへの適用例を示す図である。It is a figure which shows the example of application to emergency service by vehicle interior deformation | transformation grasp.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る衝突検知装置は、図1に示すように、測定対象物に取り付けられたセンサを用いて、衝突体が衝突した場合の、測定対象物の形状を演算し、衝突の有無を検知するものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the collision detection apparatus according to the embodiment of the present invention calculates the shape of a measurement object when a collision object collides using a sensor attached to the measurement object, It detects the presence or absence of.

<第1の実施の形態に係る衝突検知装置の構成>
まず、本発明の第1の実施の形態に係る衝突検知装置100の構成について説明する。図2に示すように、本発明の実施の形態に係る衝突検知装置100は、CPUと、RAMと、後述する衝突検知処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したROMと、を含むコンピュータで構成することが出来る。この衝突検知装置100は、機能的には図2に示すようにセンサ101A〜101Iと、信号処理回路104と、車両コンピュータECU105とを備えている。
<Configuration of collision detection apparatus according to first embodiment>
First, the configuration of the collision detection apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 2, a collision detection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a CPU, a RAM, and a ROM that stores a program and various data for executing a collision detection processing routine described later. Can be configured with a computer. Functionally, the collision detection device 100 includes sensors 101A to 101I, a signal processing circuit 104, and a vehicle computer ECU 105 as shown in FIG.

衝突検知装置100は、図3に示すように、サイドドア12のドアアウターパネル14の内面に取り付けられている。本発明の第1の実施の形態においては、車両バンパーやポールなどの衝突体がサイドドア12に衝突するとドアアウターパネル14が変形し、衝突のエネルギーが大きい場合は、ドアインパクトビーム180や、ドアインナーパネル16などもドアアウターパネル14の変形に引き続いて変形する。   As shown in FIG. 3, the collision detection device 100 is attached to the inner surface of the door outer panel 14 of the side door 12. In the first embodiment of the present invention, when a collision body such as a vehicle bumper or a pole collides with the side door 12, the door outer panel 14 is deformed, and when the collision energy is large, the door impact beam 180 or the door The inner panel 16 and the like are also deformed following the deformation of the door outer panel 14.

センサ101A〜101Iは、図3に示すように、測定対象物であるサイドドア12のドアアウターパネル14の内面に所定間隔で、格子状に設置されており、信号処理回路104と信号線及び電源線で接続されている。また、センサ101A〜101Iは、図4に示すように、隣接して設置されているセンサ間の相対距離Lを固定するための結合体で結合されており、隣接して設置されているセンサ間の、測定対象物の変形形状に沿った相対距離Lは、測定対象物の変形に関わらず固定とする。   As shown in FIG. 3, the sensors 101 </ b> A to 101 </ b> I are installed in a grid pattern at predetermined intervals on the inner surface of the door outer panel 14 of the side door 12 that is a measurement object. Connected with wires. Further, as shown in FIG. 4, the sensors 101 </ b> A to 101 </ b> I are coupled by a coupling body for fixing the relative distance L between adjacent sensors, and between adjacent sensors. The relative distance L along the deformation shape of the measurement object is fixed regardless of the deformation of the measurement object.

センサ101B〜101Iは、センサ101Aと同様の構成であるため、以下、センサ101Aの構成について説明する。センサ101Aは、センサ座標軸における3軸周りの角速度を検出する角速度計測部400Aと、A/D変換部402Aと、処理部404Aと、通信部406Aとを含んで構成されている。   Since the sensors 101B to 101I have the same configuration as the sensor 101A, the configuration of the sensor 101A will be described below. The sensor 101A includes an angular velocity measurement unit 400A that detects angular velocities around three axes in the sensor coordinate axes, an A / D conversion unit 402A, a processing unit 404A, and a communication unit 406A.

角速度計測部400Aは、所定時間毎に、センサ座標軸におけるXYZ軸の3軸周りの角速度ω、ω、及びωをアナログ値の物理量として検出し、A/D変換部402Aに出力する。なお、角速度計測部400Aが角速度センサの一例である。 The angular velocity measurement unit 400A detects the angular velocities ω x , ω y , and ω z around the three axes of the XYZ axes in the sensor coordinate axis as predetermined physical quantities and outputs them to the A / D conversion unit 402A at predetermined time intervals. The angular velocity measuring unit 400A is an example of an angular velocity sensor.

A/D変換部402Aは、角速度計測部400Aから入力されるアナログ値の角速度について、アナログ−ディジタル変換し、処理部404Aに出力する。   The A / D conversion unit 402A performs analog-digital conversion on the angular velocity of the analog value input from the angular velocity measurement unit 400A, and outputs the result to the processing unit 404A.

処理部404Aは、A/D変換部402Aから入力されたディジタル値の角速度について、1階の時間積分をし、所定時間毎に、センサ101Aのセンサ座標軸における回転角度の変化量θ、θ、及びθを測定し、測定した回転角度の変化量と、ワールド座標系軸におけるセンサ101Aの回転角度の前回測定値又は初期値とに基づいて、ワールド座標系軸におけるセンサ101Aの回転角度を測定し、通信部406Aを介して信号処理回路104に出力する。なお、角速度の積分処理の際に、ノイズや直流成分による誤差の影響を考慮し、図5に示すように、誤差を除去するための信号ωを差分とすることにより、誤差の低減処理を行ってもよい。また、ワールド座標系軸における回転角度を、以後センサの傾斜角度とする。また、センサ101A〜101Iの各々の初期状態のセンサの傾斜角度は、予めメモリ(図示省略)に記憶されているものとする。また、処理部404Aが測定手段の一例である。 The processing unit 404A integrates the first-order time with respect to the angular velocity of the digital value input from the A / D conversion unit 402A, and changes in rotational angles θ x , θ y on the sensor coordinate axis of the sensor 101A every predetermined time. And θ z are measured, and the rotation angle of the sensor 101A on the world coordinate system axis is determined based on the measured change amount of the rotation angle and the previous measured value or initial value of the rotation angle of the sensor 101A on the world coordinate system axis. Measure and output to the signal processing circuit 104 via the communication unit 406A. In the angular velocity integration process, the influence of errors due to noise and DC components is taken into consideration, and the error reduction process is performed by setting the signal ω 0 for removing errors as a difference, as shown in FIG. You may go. The rotation angle on the world coordinate system axis is hereinafter referred to as the sensor tilt angle. In addition, it is assumed that the inclination angle of each of the sensors 101A to 101I in the initial state is stored in advance in a memory (not shown). The processing unit 404A is an example of a measuring unit.

具体的に、図6に示すように配置されているセンサ101A及びセンサ101Bの例について考えてみると、ドアアウターパネル14に衝突対象物であるポールが衝突した場合、ドアアウターパネル14の変形状況は図7に示す通りになる。   Specifically, when considering the example of the sensor 101A and the sensor 101B arranged as shown in FIG. 6, when a pole as a collision object collides with the door outer panel 14, the deformation state of the door outer panel 14 Is as shown in FIG.

このとき、センサ101A及びセンサ101Bは、図7のように座標軸が傾斜する。ここで、簡単のために、センサ101A及びセンサ101Bがy軸周りにθとθだけ回転したとする。そのため、センサ101A及びセンサ101Bは、センサ101A及びセンサ101Bの傾斜角度θとθの各々を信号処理回路104へ出力する。なお、各軸の方向をサイドドア12のUP−OUT方向に対して、図6のように定めるものとする。また、当該具体例においては、ワールド座標系軸とセンサ座標系軸が同一である場合について説明したものとする。 At this time, the coordinate axes of the sensor 101A and the sensor 101B are inclined as shown in FIG. Here, for simplicity, it is assumed that the sensor 101A and the sensor 101B are rotated by θ 1 and θ 2 around the y axis. Therefore, the sensor 101A and sensor 101B outputs the respective inclination angle theta 1 and theta 2 sensors 101A and sensor 101B to the signal processing circuit 104. It is assumed that the direction of each axis is determined as shown in FIG. Further, in this specific example, it is assumed that the world coordinate system axis and the sensor coordinate system axis are the same.

信号処理回路104は、衝突物が測定対象物であるサイドドア12に衝突したか否かを検知して、車両コンピュータECU105に出力する。信号処理回路104は、入力部500と、演算部501と、出力部510とを含んで構成されている。   The signal processing circuit 104 detects whether or not the colliding object has collided with the side door 12 that is the object to be measured, and outputs it to the vehicle computer ECU 105. The signal processing circuit 104 includes an input unit 500, a calculation unit 501, and an output unit 510.

入力部500は、センサ101A〜101Iの各々から、所定時間毎に入力されるセンサの傾斜角度の各々を受け付ける。   The input unit 500 receives each of the sensor tilt angles input from the sensors 101A to 101I every predetermined time.

演算部501は、座標変換部502と、状態演算部504と、衝突検知部505と、判定部506と、記憶部508と、を備えて構成されている。   The calculation unit 501 includes a coordinate conversion unit 502, a state calculation unit 504, a collision detection unit 505, a determination unit 506, and a storage unit 508.

座標変換部502は、所定時間毎に、入力部500において受け付けたセンサ101A〜101Iの各々の、センサの傾斜角度と、記憶部508に記憶されているセンサ101A〜101Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値とに基づいて、測定対象物の全体形状を表す各位置の3次元座標値を演算して、測定対象物の全体形状を構築する。センサ101A〜101Iをドアアウターパネル14に平面分散配列している場合においては、図8のような3次元変形形状を構築することができる。例えば、センサ各々の初期状態の3次元座標値において、センサ各々の傾斜角度を用いて、当該3次元座標値において、センサ各々の傾斜を持たせた線分を結んで形成された形状を測定対象物の全体形状として構築する。   The coordinate conversion unit 502 is configured such that the sensor tilt angle of each of the sensors 101A to 101I received by the input unit 500 and the world coordinate system axis of each of the sensors 101A to 101I stored in the storage unit 508 at predetermined time intervals. Based on the initial three-dimensional coordinate value in FIG. 3, the three-dimensional coordinate value of each position representing the entire shape of the measurement object is calculated to construct the entire shape of the measurement object. In the case where the sensors 101A to 101I are arranged in a plane dispersion on the door outer panel 14, a three-dimensional deformed shape as shown in FIG. 8 can be constructed. For example, in the initial three-dimensional coordinate value of each sensor, using the inclination angle of each sensor, in the three-dimensional coordinate value, the shape formed by connecting the line segments having the inclination of each sensor is measured. Construct as the overall shape of the object.

状態演算部504は、所定時間毎に、座標変換部502から入力される測定対象物の全体形状と、記憶部508に記憶されているセンサ101A〜101Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値から構築される測定対象物の初期状態の全体形状とに基づいて、測定対象物の3次元形状の変形量を算出し、衝突検知部505に出力する。具体的には、測定対象物の3次元形状の変化における、予め定められた平面での断面積を、3次元形状の変形量として算出する。例えば、測定対象物の3次元形状の変化における、センサ面と垂直な平面であって、かつ、鉛直方向を含む平面での断面積と、測定対象物の3次元形状の変化における、センサ面と垂直な平面であって、かつ、水平方向を含む平面での断面積とを、3次元形状の変形量として各々算出する。   The state calculation unit 504 receives the initial shape of each of the world coordinate system axes of the sensors 101A to 101I stored in the storage unit 508 and the entire shape of the measurement object input from the coordinate conversion unit 502 every predetermined time. A deformation amount of the three-dimensional shape of the measurement object is calculated based on the initial shape of the measurement object constructed from the three-dimensional coordinate values, and is output to the collision detection unit 505. Specifically, the cross-sectional area at a predetermined plane in the change in the three-dimensional shape of the measurement object is calculated as the deformation amount of the three-dimensional shape. For example, a cross-sectional area in a plane that is perpendicular to the sensor surface and includes a vertical direction in a change in the three-dimensional shape of the measurement object, and a sensor surface in a change in the three-dimensional shape of the measurement object A cross-sectional area in a plane that is a vertical plane and includes a horizontal direction is calculated as a deformation amount of the three-dimensional shape.

例えば、図9、図10に示すように、センサの傾斜角度θに応じて、測定対象物の3次元形状が変化し、3次元形状の変化における断面積が算出される。   For example, as shown in FIGS. 9 and 10, the three-dimensional shape of the measurement object changes according to the inclination angle θ of the sensor, and the cross-sectional area in the change of the three-dimensional shape is calculated.

衝突検知部505は、所定時間毎に、状態演算部504から入力される測定対象物の3次元形状の変形量に基づいて、測定対象物に衝突物が衝突したか否かの判定を行い、結果を判定部506及び出力部510へ出力する。   The collision detection unit 505 determines whether the collision object collides with the measurement object based on the deformation amount of the three-dimensional shape of the measurement object input from the state calculation unit 504 every predetermined time. The result is output to determination unit 506 and output unit 510.

判定部506は、衝突検知部505から測定対象物に衝突物が衝突したという判定結果が入力された場合には、判定部506は、状態演算部504から入力される測定対象物の3次元形状の変形量、及び、記憶部508に記憶されている測定対象物の3次元形状の変形量と衝突物の種類との対応関係情報とに基づいて、衝突物が何かを判定し、結果を出力部510へ出力する。   When the determination unit 506 receives a determination result that the collision object collides with the measurement object from the collision detection unit 505, the determination unit 506 determines the three-dimensional shape of the measurement object input from the state calculation unit 504. And the correspondence information between the deformation amount of the three-dimensional shape of the measurement object stored in the storage unit 508 and the type of the collision object, the collision object is determined and the result is obtained. Output to the output unit 510.

例えば、測定対象物の3次元形状の変化における、センサ面と垂直な平面であって、かつ、鉛直方向を含む平面での断面積が大きく、測定対象物の3次元形状の変化における、センサ面と垂直な平面であって、かつ、水平方向を含む平面での断面積が小さい場合には、衝突物はポールであると判定する。また、測定対象物の3次元形状の変化における、センサ面と垂直な平面であって、かつ、鉛直方向を含む平面での断面積が小さく、測定対象物の3次元形状の変化における、センサ面と垂直な平面であって、かつ、水平方向を含む平面での断面積が大きい場合には、衝突物は車両のバンパーであると判定する。   For example, the sensor surface in the change in the three-dimensional shape of the measurement object is a plane perpendicular to the sensor surface and having a large cross-sectional area in the plane including the vertical direction. If the cross-sectional area in the plane including the horizontal direction is small, the collision object is determined to be a pole. Further, the sensor surface in the change in the three-dimensional shape of the measurement object is small in cross-sectional area in the plane perpendicular to the sensor surface and including the vertical direction in the change in the three-dimensional shape of the measurement object. If the cross-sectional area in the plane including the horizontal direction is large, it is determined that the collision object is a bumper of the vehicle.

記憶部508は、センサ101A〜101Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値と、測定対象物の3次元形状の変形量と衝突物の種類との対応関係情報と、を記憶している。   The storage unit 508 stores the initial three-dimensional coordinate value of each of the sensors 101A to 101I on the world coordinate system axis, and the correspondence information between the deformation amount of the three-dimensional shape of the measurement object and the type of the collision object. doing.

出力部510は、衝突検知部505及び判定部506から入力された判定結果を、車両コンピュータECU105に出力する。   The output unit 510 outputs the determination results input from the collision detection unit 505 and the determination unit 506 to the vehicle computer ECU 105.

車両コンピュータECU105は、出力部510から入力された判定結果に基づいて、制御装置(図示省略)に、乗員保護装置(図示省略)への制御命令を出力する。具体的には、出力部510から衝突物が衝突したという結果が入力された場合には、乗員保護装置を起動させる命令を制御装置に行わせるように制御装置に命令を行う。   The vehicle computer ECU 105 outputs a control command to the occupant protection device (not shown) to the control device (not shown) based on the determination result input from the output unit 510. Specifically, when the result that the colliding object has collided is input from the output unit 510, the control device is instructed to cause the control device to issue a command to start the occupant protection device.

<第1の実施の形態に係る衝突検知装置の作用>
次に、第1の実施の形態に係る衝突検知装置100の作用について説明する。まず、初期状態から所定時間毎に、センサ101A〜101Iの各々が、当該センサの傾斜角度を測定して信号処理回路104に出力する毎に、衝突検知装置100は、センサ101A〜101Iの各々のセンサの傾斜角度を、信号処理回路104により受け付ける。そして、衝突検知装置100によって、図11に示す衝突検知処理ルーチンが実行される。
<Operation of the collision detection device according to the first embodiment>
Next, the operation of the collision detection apparatus 100 according to the first embodiment will be described. First, every time each of the sensors 101A to 101I measures the tilt angle of the sensor and outputs it to the signal processing circuit 104 every predetermined time from the initial state, the collision detection apparatus 100 causes the sensors 101A to 101I to An inclination angle of the sensor is received by the signal processing circuit 104. Then, the collision detection processing routine shown in FIG.

まず、ステップS100では、記憶部508に記憶されているセンサ101A〜101Iの各々の、ワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値を読み込む。   First, in step S100, the three-dimensional coordinate values in the initial state of the world coordinate system axis of each of the sensors 101A to 101I stored in the storage unit 508 are read.

次に、ステップS104では、記憶部508に記憶されている測定対象物の3次元形状の変形量と衝突物の種類との対応関係情報を読み込む。   Next, in step S104, the correspondence information between the deformation amount of the three-dimensional shape of the measurement object and the type of the collision object stored in the storage unit 508 is read.

次に、ステップS106では、信号処理回路104により受け付けたセンサ101A〜101Iの各々のセンサの傾斜角度と、ステップS100において取得したセンサ101A〜101Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値と、に基づいて、測定対象物の全体形状を表す各位置の3次元座標値を演算して、測定対象物の全体形状を構築する。   Next, in step S106, the inclination angle of each of the sensors 101A to 101I received by the signal processing circuit 104 and the initial three-dimensional coordinates on the world coordinate system axes of each of the sensors 101A to 101I acquired in step S100. Based on the value, a three-dimensional coordinate value of each position representing the entire shape of the measurement object is calculated to construct the entire shape of the measurement object.

次に、ステップS108では、ステップS106において取得した測定対象物の全体形状と、ステップS100において取得したセンサ101A〜101Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値から構築される測定対象物の初期状態の全体形状とを比較して、測定対象物の3次元形状の変形量を算出する。   Next, in step S108, the measurement target constructed from the overall shape of the measurement target acquired in step S106 and the initial three-dimensional coordinate values of the world coordinate system axes of the sensors 101A to 101I acquired in step S100. The deformation amount of the three-dimensional shape of the measurement object is calculated by comparing the overall shape of the object in the initial state.

次に、ステップS109では、ステップS108において取得した測定対象物の3次元形状の変形量に基づいて、測定対象物に衝突物が衝突したか否かを判定する。測定対象物に衝突物が衝突したと判定される場合には、ステップ110へ移行し、測定対象物に衝突物が衝突していないと判定された場合には、ステップ112へ移行する。   Next, in step S109, based on the deformation amount of the three-dimensional shape of the measurement object acquired in step S108, it is determined whether or not the collision object collided with the measurement object. If it is determined that the collision object has collided with the measurement object, the process proceeds to step 110, and if it is determined that the collision object has not collided with the measurement object, the process proceeds to step 112.

ステップS110では、ステップS108において取得した測定対象物の3次元形状の変形量と、ステップS104において取得した測定対象物の3次元形状の変形量と衝突物の種類との対応関係の情報とに基づいて、衝突した対象物が何かということを判定する。   In step S110, based on the deformation amount of the three-dimensional shape of the measurement object acquired in step S108 and information on the correspondence relationship between the deformation amount of the three-dimensional shape of the measurement object acquired in step S104 and the type of the collision object. Then, it is determined what the colliding object is.

次に、ステップS112では、ステップS109又はステップS110において取得した、判定結果を出力部510から出力して、衝突検知処理ルーチンを終了する。   Next, in step S112, the determination result acquired in step S109 or step S110 is output from the output unit 510, and the collision detection processing routine is terminated.

以上説明したように、本発明の第1の実施の形態に係る衝突検知装置によれば、所定時間毎に測定された複数のセンサの設置位置の各々のセンサの傾斜角度に基づいて、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標を演算し、基準となる3次元形状との変形量を演算することによって、測定対象物に衝突体が衝突したことを高精度に検知することができる。   As described above, according to the collision detection device according to the first embodiment of the present invention, the predetermined time based on the inclination angle of each of the plurality of sensor installation positions measured every predetermined time. By calculating the three-dimensional coordinates of each position representing the three-dimensional shape of each measurement object and calculating the amount of deformation from the reference three-dimensional shape, it is highly accurate that the collision object has collided with the measurement object. Can be detected.

また、衝突体が車両のバンパーなどのようなものであれば、対象範囲において上下方向に比べ長手方向に顕著な変形が生じ、衝突体がポールであるような場合には、対象範囲において上下方向に顕著な変形が生じる。このような変形量により、衝突体がバンパー、ポール等の判別を精度よく行うことができる。   In addition, if the collision object is a vehicle bumper or the like, a significant deformation occurs in the longitudinal direction in the target range as compared to the vertical direction, and if the collision object is a pole, the vertical direction in the target range. Noticeable deformation occurs. With such a deformation amount, it is possible to accurately determine whether the collision object is a bumper, a pole, or the like.

また、衝突体の衝突が生じた直後から、測定対象物の3次元変形履歴が得られることから、一定量の変形が生じてから検出が可能となる加速度や圧力などの物理量に比べて、早期に衝突の有無を検知することができる。   In addition, since the three-dimensional deformation history of the measurement object is obtained immediately after the collision of the colliding body, compared with physical quantities such as acceleration and pressure that can be detected after a certain amount of deformation occurs, The presence or absence of a collision can be detected.

また、測定対象物が柔軟体である場合においても、3次元変形履歴を基に衝突の有無を判定することから、精度よく衝突の有無を検知することができる。   Even when the measurement object is a flexible body, the presence or absence of a collision can be accurately detected because the presence or absence of a collision is determined based on the three-dimensional deformation history.

また、センサ各々の計測結果を基に3次元変形量を算出するため、衝突時の大きな衝撃によって、一部のセンサが破損した場合であっても、衝突の有無の検知をすることができる。   Further, since the three-dimensional deformation amount is calculated based on the measurement result of each sensor, it is possible to detect the presence or absence of a collision even when some sensors are damaged due to a large impact at the time of the collision.

また、衝突検知装置は、サイドドアの内部などの狭い空間にも配置することが可能であり、更に、ドアアウターパネルの衝突直後の3次元変形形態を基に衝突の有無を判別することから、短時間で衝突の検知を行うことができる。これにより、乗員保護装置を早期に作動させることが可能となり、高い保護性能を得ることができる。   Further, the collision detection device can be arranged in a narrow space such as the inside of the side door, and further, it is determined whether or not there is a collision based on the three-dimensional deformation mode immediately after the collision of the door outer panel, A collision can be detected in a short time. Thereby, it becomes possible to operate an occupant protection device at an early stage, and high protection performance can be obtained.

また、ドアアウターパネルの変形範囲や変形量などから、衝突体の大きさや衝突時のエネルギーを容易に把握することが可能であり、衝突体の大きさや衝突時のエネルギーに応じて保護装置を選択して起動させたり、保護装置の機能を選択して制御させたりすることができる。これにより、より衝突状況に応じた乗員保護を行うことができるといった優れた効果を得ることができる。   In addition, it is possible to easily grasp the size of the collision object and the energy at the time of collision from the deformation range and deformation amount of the door outer panel, and select a protective device according to the size of the collision object and the energy at the time of the collision. Can be activated, and the function of the protective device can be selected and controlled. Thereby, the outstanding effect that the passenger | crew protection according to the collision condition can be performed more can be acquired.

具体的に、図12を用いて説明する。図12においては、(a)〜(d)までの4種類の衝突体がドアアウターパネル14に衝突する状況を示している。ここで、Hはドアの高さ方向、Wは幅方向、Lは厚み方向の座標軸となる。ドアアウターパネル14の内側(IN)には、複数のセンサ101が配置されている。例えば、衝突体として(a)の短円柱が衝突すると、3次元形状演算結果として図13の(a)のような演算結果が得られる。すなわち、Wが車両前方方向で、変形範囲は衝突体の進入形状に対応し、Hは下方の値となる。Lはドアへの侵入量であるので、衝突エネルギーが大きければLも大きくなる。よって、H及びWから衝突体の概略の形状とドアアウターパネル14への衝突位置を得ることができ、さらにLの値より衝突エネルギーの大きさを得ることができる。   This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 12 shows a situation in which four types of collision bodies (a) to (d) collide with the door outer panel 14. Here, H is the height direction of the door, W is the width direction, and L is the coordinate axis in the thickness direction. A plurality of sensors 101 are arranged on the inner side (IN) of the door outer panel 14. For example, when a short cylinder (a) collides as a colliding body, a calculation result as shown in FIG. 13A is obtained as a three-dimensional shape calculation result. That is, W is the forward direction of the vehicle, the deformation range corresponds to the approach shape of the collision object, and H is a downward value. Since L is the amount of entry into the door, L increases as the collision energy increases. Therefore, the approximate shape of the collision object and the collision position with the door outer panel 14 can be obtained from H and W, and the magnitude of the collision energy can be obtained from the value of L.

また、(b)〜(d)の衝突体についても、同様にH、W、及びLの値から、衝突体の概略の形状と衝突位置および衝突エネルギーが得られる。このように、衝突時の各種の情報が得られることから、衝突の有無を高精度に検知することができる。また、衝突状況に応じた保護装置の起動が行える。なお、図13の(e)は、精度検証のために行った実験の形状演算結果の一例であり、半円柱を衝突検知装置に衝突させた際の結果である。図13(e)に示すように半円柱の外形に対応した3次元変形形状が得られる。   Similarly, for the collision bodies (b) to (d), the approximate shape, collision position, and collision energy of the collision body can be obtained from the values of H, W, and L. Thus, since various information at the time of a collision is obtained, the presence or absence of a collision can be detected with high accuracy. Also, the protection device can be activated according to the collision situation. FIG. 13 (e) is an example of the shape calculation result of the experiment conducted for accuracy verification, and is the result when the half cylinder is collided with the collision detection device. As shown in FIG. 13E, a three-dimensional deformed shape corresponding to the outer shape of the semi-cylinder is obtained.

また、微小な衝突状況においても衝突の検知を行うことができる。   Further, it is possible to detect a collision even in a minute collision situation.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.

例えば、第1の実施の形態においては、センサは101A〜101Iの9個の場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、センサの数を他の数にしてもよい。 For example, in the first embodiment, the case of nine sensors 101A to 101I is described, but the present invention is not limited to this, and the number of sensors may be other numbers.

また、第1の実施の形態においては、衝突検知装置100をサイドドア12に設置する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、車両のサイドドア12以外の部位に設置してもよいし、車両以外の物に設置してもよい。   Moreover, in 1st Embodiment, although the case where the collision detection apparatus 100 was installed in the side door 12 was demonstrated, it is not limited to this. For example, you may install in parts other than the side door 12 of a vehicle, and you may install in things other than a vehicle.

また、第1の実施の形態においては、センサ101A〜101Iがサイドドア12のドアアウターパネル14の内面に所定間隔で格子状に設置された例を示したが、必ずしもセンサの配置は格子状に限定されるものではなく、例えばランダム状であってもよい。   Moreover, in 1st Embodiment, although the sensors 101A-101I showed the example installed in the grid | lattice form by the predetermined space | interval on the inner surface of the door outer panel 14 of the side door 12, the arrangement | positioning of a sensor is not necessarily a grid | lattice form. For example, it may be random.

次に、第2の実施の形態に係る衝突検知装置について説明する。   Next, a collision detection apparatus according to the second embodiment will be described.

第2の実施の形態においては、センサにより検出された角速度を用いて測定対象物の3次元形状を構築している点が第1の実施の形態と異なる。なお、第1の実施の形態に係る衝突検知装置と同様の構成及び作用については、同一の符号を付して説明を省略する。   The second embodiment is different from the first embodiment in that the three-dimensional shape of the measurement object is constructed using the angular velocity detected by the sensor. In addition, about the structure and effect | action similar to the collision detection apparatus which concerns on 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

<第2の実施の形態に係る衝突検知装置の構成>
まず、本発明の第2の実施の形態に係る衝突検知装置600の構成について説明する。図14に示すように、本発明の実施の形態に係る衝突検知装置600は、CPUと、RAMと、後述する衝突検知処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したROMと、を含むコンピュータで構成することが出来る。この衝突検知装置600は、機能的には図14に示すようにセンサ700A〜700Iと、信号処理回路800と、車両コンピュータECU105とを備えている。
<Configuration of collision detection apparatus according to second embodiment>
First, the configuration of the collision detection apparatus 600 according to the second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 14, a collision detection apparatus 600 according to an embodiment of the present invention includes a CPU, a RAM, and a ROM that stores a program and various data for executing a collision detection processing routine described later. Can be configured with a computer. Functionally, the collision detection device 600 includes sensors 700A to 700I, a signal processing circuit 800, and a vehicle computer ECU 105 as shown in FIG.

センサ700A〜700Iは、測定対象物であるサイドドア12のドアアウターパネル14の内面に所定間隔で格子状に設置されており、信号処理回路800と信号線及び電源線で接続されている。   The sensors 700 </ b> A to 700 </ b> I are installed in a grid pattern at predetermined intervals on the inner surface of the door outer panel 14 of the side door 12, which is a measurement object, and are connected to the signal processing circuit 800 through signal lines and power lines.

センサ700B〜700Iは、センサ700Aと同様の構成であるため、以下、センサ700Aの構成について説明する。センサ700Aは、センサ座標軸における3軸周りの角速度を検出する角速度計測部400Aと、A/D変換部402Aと、通信部406Aとを含んで構成されている。   Since the sensors 700B to 700I have the same configuration as the sensor 700A, the configuration of the sensor 700A will be described below. The sensor 700A includes an angular velocity measuring unit 400A that detects angular velocities around three axes in the sensor coordinate axes, an A / D conversion unit 402A, and a communication unit 406A.

信号処理回路800は、衝突物が測定対象物であるサイドドア12に衝突したか否かを検知して、車両コンピュータECU105に出力する。信号処理回路800は、入力部500と、演算部802と、出力部510とを含んで構成されている。   The signal processing circuit 800 detects whether or not the colliding object has collided with the side door 12 that is the object to be measured, and outputs it to the vehicle computer ECU 105. The signal processing circuit 800 includes an input unit 500, a calculation unit 802, and an output unit 510.

入力部500は、センサ700A〜700Iの各々から、所定時間毎に入力されるセンサの角速度の各々を受け付ける。   The input unit 500 receives each of the angular velocities of the sensor input from the sensors 700A to 700I every predetermined time.

演算部802は、座標変換部804と、状態演算部504と、衝突検知部505と、判定部506と、記憶部806と、を備えて構成されている。   The calculation unit 802 includes a coordinate conversion unit 804, a state calculation unit 504, a collision detection unit 505, a determination unit 506, and a storage unit 806.

座標変換部804は、所定時間毎に、入力部500において受け付けたセンサ700A〜700Iの各々の、センサの角速度と、記憶部806に記憶されているセンサ700A〜700Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値と、センサ700A〜700Iの各々のワールド座標系軸における初期状態又は一時刻前の傾斜角度と、予め定められた角速度と測定対象物の傾斜角度の変化量との対応関係情報とに基づいて、測定対象物の全体形状を表す各位置の3次元座標値を演算して、測定対象物の全体形状を構築し、記憶部806に記憶すると共に衝突検知部505へ出力する。例えば、入力部500において受け付けたセンサ700A〜700Iの各々の、センサの角速度と、予め定められた角速度と測定対象物の傾斜角度の変化量との対応関係情報と、初期状態又は一時刻前の傾斜角度とに基づいて、各センサの傾斜角度を求め、求めた各センサの傾斜角度と、記憶部508に記憶されているセンサ700A〜700Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値とに基づいて、測定対象物の全体形状を表す各位置の3次元座標値を演算して、測定対象物の全体形状を構築する。   The coordinate conversion unit 804 is configured to receive the angular velocity of each of the sensors 700A to 700I received in the input unit 500 and the world coordinate system axis of each of the sensors 700A to 700I stored in the storage unit 806 at predetermined time intervals. Correspondence between the initial three-dimensional coordinate values, the initial state or the previous one tilt angle in the world coordinate system axis of each of the sensors 700A to 700I, and the amount of change in the predetermined angular velocity and the tilt angle of the measurement object Based on the relationship information, the three-dimensional coordinate value of each position representing the overall shape of the measurement object is calculated, the overall shape of the measurement object is constructed, stored in the storage unit 806, and output to the collision detection unit 505 To do. For example, for each of the sensors 700A to 700I received in the input unit 500, correspondence information between the angular velocity of the sensor, a predetermined angular velocity and the amount of change in the tilt angle of the measurement object, and the initial state or one hour before Based on the inclination angle, the inclination angle of each sensor is obtained, and the obtained inclination angle of each sensor and the three-dimensional coordinates of the initial state in the world coordinate system axis of each of the sensors 700A to 700I stored in the storage unit 508 Based on the value, a three-dimensional coordinate value of each position representing the entire shape of the measurement object is calculated to construct the entire shape of the measurement object.

状態演算部504は、例えば、図15に示すように、センサの角速度ωに応じて、測定対象物の3次元形状が変化し、3次元形状の変化における断面積を算出する。   For example, as illustrated in FIG. 15, the state calculation unit 504 changes the three-dimensional shape of the measurement object according to the angular velocity ω of the sensor, and calculates the cross-sectional area in the change of the three-dimensional shape.

記憶部806は、センサ700A〜700Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値、予め定められた角速度と測定対象物の傾斜角度の変化量との対応関係情報、測定対象物の3次元形状の変形量と衝突物の種類との対応関係情報、及び前回の時刻における測定対象物の全体形状を記憶している。   The storage unit 806 is an initial state three-dimensional coordinate value of each of the sensors 700A to 700I on the world coordinate system axis, correspondence information between a predetermined angular velocity and the amount of change in the tilt angle of the measurement object, and information on the measurement object. Correspondence information between the deformation amount of the three-dimensional shape and the type of the collision object, and the entire shape of the measurement object at the previous time are stored.

<第2の実施の形態に係る衝突検知装置の作用>
次に、第2の実施の形態に係る衝突検知装置600の作用について説明する。まず、初期状態から所定時間毎に、センサ700A〜700Iの各々が、当該センサの角速度を検出して信号処理回路800に出力する毎に、衝突検知装置600は、センサ700A〜700Iの各々のセンサの角速度を、信号処理回路800により受け付ける。そして、衝突検知装置600によって、図16に示す衝突検知処理ルーチンが実行される。
<Operation of the collision detection device according to the second embodiment>
Next, the operation of the collision detection apparatus 600 according to the second embodiment will be described. First, every time the sensors 700A to 700I detect the angular velocities of the sensors and output them to the signal processing circuit 800 every predetermined time from the initial state, the collision detection device 600 detects each of the sensors 700A to 700I. Is received by the signal processing circuit 800. Then, the collision detection processing routine shown in FIG.

ステップS200では、記憶部508に記憶されているセンサの角速度と測定対象物の傾斜角度の変化量との対応関係情報を読み込む。   In step S200, the correspondence information between the angular velocity of the sensor stored in the storage unit 508 and the amount of change in the tilt angle of the measurement object is read.

ステップS202では、記憶部508に記憶されている前回の時刻における測定対象物の全体形状を読み込む。   In step S202, the entire shape of the measurement object at the previous time stored in the storage unit 508 is read.

次に、ステップS204では、信号処理回路800により受け付けたセンサ700A〜700Iの各々の角速度と、ステップS200において取得したセンサの角速度と測定対象物の傾斜角度の対応関係情報と、ステップS100において取得したセンサ700A〜700Iの各々のワールド座標系軸における初期状態又は一時刻前の3次元座標値と、センサ700A〜700Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の傾斜角度とに基づいて、測定対象物の全体形状を表す各位置の3次元座標値を演算して、測定対象物の全体形状を構築する。   Next, in step S204, the angular velocity of each of the sensors 700A to 700I received by the signal processing circuit 800, the correspondence information of the angular velocity of the sensor acquired in step S200 and the inclination angle of the measurement object, and acquired in step S100. An object to be measured based on the initial state of each of the sensors 700A to 700I in the world coordinate system axis or a three-dimensional coordinate value one hour before and the inclination angle in the initial state of each of the sensors 700A to 700I on the world coordinate system axis. The three-dimensional coordinate value of each position representing the entire shape of the object is calculated to construct the entire shape of the measurement object.

以上説明したように、本発明の第2の実施の形態に係る衝突検知装置によれば、所定時間毎に検出された複数のセンサの設置位置の各々の角速度に基づいて、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標を演算し、基準となる3次元形状との変形量を演算することによって、測定対象物に衝突体が衝突したことを高精度に検知することができる   As described above, according to the collision detection device according to the second embodiment of the present invention, the measurement at predetermined time intervals is based on the angular velocities of the installation positions of the plurality of sensors detected at predetermined time intervals. By calculating the three-dimensional coordinates of each position representing the three-dimensional shape of the target object and calculating the amount of deformation from the reference three-dimensional shape, it is detected with high accuracy that the colliding body has collided with the measurement target object. be able to

また、センサの各々において検出された角速度に基づいて、測定対象物の全体形状を構築することができるので、センサの傾斜角度を用いる場合よりも、高速に衝突を検知することができる。   Further, since the overall shape of the measurement object can be constructed based on the angular velocity detected in each of the sensors, it is possible to detect a collision at a higher speed than in the case of using the tilt angle of the sensor.

次に、第3の実施の形態に係る衝突検知装置について説明する。   Next, a collision detection device according to a third embodiment will be described.

第3の実施の形態においては、センサによりセンサの傾斜角度自体を検出する点が第1の実施の形態と異なる。なお、第1の実施の形態に係る衝突検知装置と同様の構成及び作用については、同一の符号を付して説明を省略する。   The third embodiment is different from the first embodiment in that the sensor tilt angle itself is detected by the sensor. In addition, about the structure and effect | action similar to the collision detection apparatus which concerns on 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

<第3の実施の形態に係る衝突検知装置の構成>
まず、本発明の第3の実施の形態に係る衝突検知装置1000の構成について説明する。図17に示すように、本発明の実施の形態に係る衝突検知装置1000は、CPUと、RAMと、後述する衝突検知処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したROMと、を含むコンピュータで構成することが出来る。この衝突検知装置1000は、機能的には図17に示すようにセンサ1100A〜1100Cと、信号処理回路1200と、車両コンピュータECU105とを備えている。
<Configuration of collision detection apparatus according to third embodiment>
First, the configuration of the collision detection apparatus 1000 according to the third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 17, a collision detection apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention includes a CPU, a RAM, and a ROM that stores a program and various data for executing a collision detection processing routine described later. Can be configured with a computer. Functionally, the collision detection apparatus 1000 includes sensors 1100A to 1100C, a signal processing circuit 1200, and a vehicle computer ECU 105 as shown in FIG.

センサ1100A〜1100Iは、測定対象物であるサイドドア12のドアアウターパネル14の内面に所定間隔で格子状に設置されており、信号処理回路1200と信号線及び電源線で接続されている。なお、センサ1100A〜1100Iが角度センサの一例である。   The sensors 1100A to 1100I are installed in a grid pattern at predetermined intervals on the inner surface of the door outer panel 14 of the side door 12, which is a measurement object, and are connected to the signal processing circuit 1200 through signal lines and power lines. Sensors 1100A to 1100I are examples of angle sensors.

センサ1100B〜1100Iは、センサ1100Aと同様の構成であるため、以下、センサ1100Aの構成について説明する。センサ1100Aは、センサの傾斜角度を検出する角度計測部1101Aと、A/D変換部402Aと、通信部406Aとを含んで構成されている。なお、A/D変換部402Aが測定手段の一例である。   Since the sensors 1100B to 1100I have the same configuration as the sensor 1100A, the configuration of the sensor 1100A will be described below. The sensor 1100A includes an angle measurement unit 1101A that detects the tilt angle of the sensor, an A / D conversion unit 402A, and a communication unit 406A. The A / D conversion unit 402A is an example of a measuring unit.

角度計測部1101Aは、センサ1100Aのセンサの傾斜角度を検出する。なお、角度計測部1101Aが角度センサの一例である。   The angle measurement unit 1101A detects the tilt angle of the sensor of the sensor 1100A. Note that the angle measurement unit 1101A is an example of an angle sensor.

信号処理回路1200は、衝突物が測定対象物であるサイドドア12に衝突したか否かを検知して、車両コンピュータECU105に出力する。信号処理回路1200は、入力部500と、演算部1300と、出力部510とを含んで構成されている。   The signal processing circuit 1200 detects whether or not the colliding object has collided with the side door 12 that is the object to be measured, and outputs it to the vehicle computer ECU 105. The signal processing circuit 1200 includes an input unit 500, a calculation unit 1300, and an output unit 510.

入力部500は、センサ1100A〜1100Iの各々から、所定時間毎に入力されるセンサの傾斜角度の各々を受け付ける。   The input unit 500 receives each of the tilt angles of the sensor input from the sensors 1100A to 1100I every predetermined time.

演算部1300は、座標変換部1400と、状態演算部504と、衝突検知部505と、判定部506と、記憶部508と、を備えて構成されている。   The calculation unit 1300 includes a coordinate conversion unit 1400, a state calculation unit 504, a collision detection unit 505, a determination unit 506, and a storage unit 508.

座標変換部1400は、所定時間毎に、入力部500において受け付けたセンサ1100A〜1100Iの各々の、センサの傾斜角度と、記憶部508に記憶されているセンサ1100A〜1100Iの各々のワールド座標系軸における初期状態の3次元座標値とに基づいて、測定対象物の全体形状を表す各位置の3次元座標値を演算して、測定対象物の全体形状を構築する。   The coordinate conversion unit 1400 receives the sensor tilt angles of the sensors 1100A to 1100I received by the input unit 500 and the world coordinate system axes of the sensors 1100A to 1100I stored in the storage unit 508 at predetermined time intervals. Based on the initial three-dimensional coordinate value in FIG. 3, the three-dimensional coordinate value of each position representing the entire shape of the measurement object is calculated to construct the entire shape of the measurement object.

以上説明したように、本発明の第3の実施の形態に係る衝突検知装置によれば、所定時間毎に検出された複数のセンサの傾斜角度に基づいて、所定時間毎の測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標を演算し、基準となる3次元形状との変形量を演算することによって、測定対象物に衝突体が衝突したことを高精度に検知することができる。   As described above, according to the collision detection device according to the third embodiment of the present invention, the measurement object 3 for each predetermined time is determined based on the inclination angles of the plurality of sensors detected for each predetermined time. By calculating the three-dimensional coordinates of each position representing the three-dimensional shape and calculating the amount of deformation from the reference three-dimensional shape, it is possible to detect with high accuracy that the collision object has collided with the measurement object.

次に、第4の実施の形態に係る衝突検知装置について説明する。   Next, a collision detection apparatus according to a fourth embodiment will be described.

第4の実施の形態においては、図18に示すように、衝突検知装置100を車両のバンパー及びボンネットに設置する形態が第1の実施の形態と異なる。なお、第1の実施の形態に係る衝突検知装置100と同様の構成及び作用については、同一の符号を付して説明を省略する。   In 4th Embodiment, as shown in FIG. 18, the form which installs the collision detection apparatus 100 in the bumper and bonnet of a vehicle differs from 1st Embodiment. In addition, about the structure and effect | action similar to the collision detection apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

衝突検知装置100は、図18に示すように、車両のバンパー及びボンネットに設置されている。   As shown in FIG. 18, the collision detection apparatus 100 is installed in a bumper and a bonnet of a vehicle.

以上説明したように、本発明の第4の実施の形態に係る衝突検知装置100によれば、衝突時の衝突範囲や衝突エネルギー取得することができるので、衝突体が歩行者あるいは自転車乗員である場合に、歩行者に関しては、大人と子供の区別や、歩行者と道路ポールとの判別などが容易に行うことが出来る。また、歩行者と、自転車乗員の区別も行うことができる。車両と衝突体の衝突直後の早期にこれらの判別を行うことができるので、保護装置の早期の起動をすることができる。   As described above, according to the collision detection device 100 according to the fourth embodiment of the present invention, the collision range and collision energy at the time of collision can be acquired, so the collision body is a pedestrian or a bicycle occupant. In this case, for pedestrians, it is possible to easily distinguish between adults and children, and distinguish between pedestrians and road poles. In addition, a pedestrian and a bicycle occupant can be distinguished. Since these determinations can be made at an early stage immediately after the collision between the vehicle and the collision object, the protection device can be activated at an early stage.

また、バンパーやボンネットなどは空間が狭いが、このような狭い空間への衝突検知装置の設置も可能であることから、車両の意匠による制約を回避することができる。   In addition, although bumpers, bonnets, and the like have a narrow space, it is possible to install a collision detection device in such a narrow space, so it is possible to avoid restrictions due to the design of the vehicle.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.

例えば、第4の実施の形態において、衝突検知装置100を車両のバンパー及びボンネットに設置する場合について説明したがこれに限定されるものではなく、車両の他の部分に設置してもよい。   For example, in the fourth embodiment, the case where the collision detection device 100 is installed in a bumper and a hood of a vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this and may be installed in other parts of the vehicle.

次に、第5の実施の形態に係る衝突検知装置について説明する。   Next, a collision detection device according to a fifth embodiment will be described.

第5の実施の形態では、衝突検知装置100をトーボードに設置している形態が第1の実施の形態と異なる。なお、第1の実施の形態に係る衝突検知装置100と同様の構成及び作用については、同一の符号を付して説明を省略する。   In the fifth embodiment, the form in which the collision detection device 100 is installed on the toe board is different from the first embodiment. In addition, about the structure and effect | action similar to the collision detection apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

衝突検知装置100は、図19に示すように、車両のトーボード5に設置されている。   As shown in FIG. 19, the collision detection device 100 is installed on the toe board 5 of the vehicle.

以上説明したように、本発明の第5の実施の形態に係る衝突検知装置100によれば、事故時のトーボードの3次元変形履歴を計測して把握することで、乗員に作用する外力や作用部位を高精度に把握することができる。また、当該情報を活用することにより、救急サービスの向上を図ることができる。   As described above, according to the collision detection apparatus 100 according to the fifth embodiment of the present invention, the external force and action acting on the occupant can be obtained by measuring and grasping the three-dimensional deformation history of the toe board at the time of the accident. The part can be grasped with high accuracy. In addition, by using the information, it is possible to improve the emergency service.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.

上記第1〜5の実施の形態に係る衝突検知装置は一例であり、上記第1〜5の実施形態以外においても適用することができる。   The collision detection devices according to the first to fifth embodiments are examples, and can be applied to other than the first to fifth embodiments.

5 トーボード
12 サイドドア
14 ドアアウターパネル
16 ドアインナーパネル
100 衝突検知装置
101 センサ
104 信号処理回路
180 ドアインパクトビーム
400 角速度計測部
402 変換部
404 処理部
406 通信部
500 入力部
501 演算部
502 座標変換部
504 状態演算部
506 判定部
508 記憶部
510 出力部
600 衝突検知装置
700 センサ
800 信号処理回路
802 演算部
804 座標変換部
806 記憶部
1000 衝突検知装置
1100 センサ
1101 角度センサ
1200 信号処理回路
1300 演算部
1400 座標変換部
5 Toe board 12 Side door 14 Door outer panel 16 Door inner panel 100 Collision detection device 101 Sensor 104 Signal processing circuit 180 Door impact beam 400 Angular velocity measurement unit 402 Conversion unit 404 Processing unit 406 Communication unit 500 Input unit 501 Calculation unit 502 Coordinate conversion unit 504 State calculation unit 506 Determination unit 508 Storage unit 510 Output unit 600 Collision detection device 700 Sensor 800 Signal processing circuit 802 Calculation unit 804 Coordinate conversion unit 806 Storage unit 1000 Collision detection device 1100 Sensor 1101 Angle sensor 1200 Signal processing circuit 1300 Calculation unit 1400 Coordinate converter

Claims (7)

測定対象物に設置され、設置位置に作用する物理量を検出する複数のセンサと、
前記測定対象物に変形が生じた際に、所定時間毎に、前記複数のセンサの各々で検出された物理量に基づいて、前記複数のセンサの設置位置の各々の回転角度を測定する測定手段と、
前記測定手段により前記所定時間毎に測定された前記複数のセンサの設置位置の各々の回転角度と、予め定められた基準となる前記複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値を演算する座標演算手段と、
前記座標演算手段により演算された前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値と、前記予め定められた基準となる前記複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状と基準となる3次元形状との形状の変形量を演算する状態演算手段と
を含む、変形解析装置。
A plurality of sensors installed on the measurement object and detecting physical quantities acting on the installation position;
Measuring means for measuring a rotation angle of each of the installation positions of the plurality of sensors based on a physical quantity detected by each of the plurality of sensors every predetermined time when the measurement object is deformed; ,
Based on the rotation angle of each of the installation positions of the plurality of sensors measured at the predetermined time by the measuring means and the three-dimensional coordinate value of each of the installation positions of the plurality of sensors serving as a predetermined reference. Coordinate calculating means for calculating a three-dimensional coordinate value of each position representing the three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time;
The three-dimensional coordinate value of each position representing the three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time calculated by the coordinate calculation means, and each of the installation positions of the plurality of sensors serving as the predetermined reference A deformation analysis apparatus, comprising: state calculation means for calculating a deformation amount of the shape between the three-dimensional shape of the measurement object and the reference three-dimensional shape for each predetermined time based on a three-dimensional coordinate value.
前記複数のセンサは、角速度センサであり、
前記測定手段は、前記測定対象物に変形が生じた際に、所定時間毎に、前記複数の角速度センサの各々で検出された角速度に基づいて、前記複数の角速度センサの設置位置の各々の回転角度を測定する請求項1記載の変形解析装置。
The plurality of sensors are angular velocity sensors,
The measuring means rotates each of the installation positions of the plurality of angular velocity sensors based on the angular velocities detected by each of the plurality of angular velocity sensors every predetermined time when the measurement object is deformed. The deformation analysis apparatus according to claim 1, which measures an angle.
前記複数のセンサは、角度センサである請求項1記載の変形解析装置。   The deformation analysis apparatus according to claim 1, wherein the plurality of sensors are angle sensors. 測定対象物に設置され、設置位置に作用する物理量を検出する複数のセンサと、
前記測定対象物に変形が生じた際に、前記複数のセンサにより所定時間毎に検出された前記複数のセンサの設置位置の各々の物理量と、予め定められた前記物理量と前記設置位置の変化量との関係と、予め定められた基準となる前記複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値と、に基づいて、前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値を演算する座標演算手段と、
前記座標演算手段により演算された前記所定時間毎の前記測定対象物の3次元形状を表す各位置の3次元座標値と、前記予め定められた基準となる前記複数のセンサの設置位置の各々の3次元座標値とに基づいて、前記測定対象物の3次元形状と基準となる3次元形状との形状の変形量を算出する状態演算手段と
を含む、変形解析装置。
A plurality of sensors installed on the measurement object and detecting physical quantities acting on the installation position;
The physical quantities of the installation positions of the plurality of sensors detected by the plurality of sensors every predetermined time when the measurement object is deformed, the predetermined physical quantities, and the change amounts of the installation positions. And a three-dimensional coordinate value of each of the installation positions of the plurality of sensors serving as a predetermined reference, for each position representing the three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time Coordinate calculation means for calculating a three-dimensional coordinate value;
The three-dimensional coordinate value of each position representing the three-dimensional shape of the measurement object for each predetermined time calculated by the coordinate calculation means, and each of the installation positions of the plurality of sensors serving as the predetermined reference A deformation analysis apparatus, comprising: state calculation means for calculating a deformation amount of a shape between the three-dimensional shape of the measurement object and a reference three-dimensional shape based on a three-dimensional coordinate value.
前記複数のセンサは、角速度センサである請求項4記載の変形解析装置。   The deformation analysis apparatus according to claim 4, wherein the plurality of sensors are angular velocity sensors. 請求項1〜請求項5の何れか1項記載の変形解析装置と、
前記状態演算手段により演算された前記測定対象物の3次元形状と前記基準となる3次元形状との形状の変形量に基づいて、前記測定対象物に対する衝突を検知する衝突検知手段と、
を含む衝突検知装置。
The deformation analysis apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A collision detection means for detecting a collision with the measurement object based on a deformation amount of the shape of the three-dimensional shape of the measurement object calculated by the state calculation means and the reference three-dimensional shape;
A collision detection device including:
前記状態演算手段により演算された前記測定対象物の3次元形状と前記基準となる3次元形状との形状の変形量に基づいて、前記測定対象物に衝突した衝突物を判定する判定手段を更に含む、請求項6記載の衝突検知装置。   Determination means for determining a collision object that has collided with the measurement object based on a deformation amount of the shape of the three-dimensional shape of the measurement object calculated by the state calculation means and the reference three-dimensional shape. The collision detection device according to claim 6.
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