一种壁障定位方法、壁障定位系统、壁障定位设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及车辆计算机辅助工程技术领域，尤其涉及一种壁障定位方法、壁障定位系统、壁障定位设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在汽车整车开发过程中，计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)对于汽车结构优化、轻量化设计起至关重要的作用。随着CAE技术的不断成熟与完善，采用数字样车进行碰撞仿真来代替传统实车碰撞试验，对于车企内部提升研发效率、节省样车和试验成本、加速车型迭代优化有着重要意义。

目前在车辆碰撞仿真的工作中，壁障定位的工作通常都是由工程师根据车辆几何面、路面线、壁障几何面在软件中手动操作完成定位。但人工定位不仅效率低，而且容易出错。特别是对于新开发的车型，不仅所需考察的碰撞仿真工况数量较多，而且随着造型、结构等更改，需要频繁地对每个工况的壁障重新定位才能进行碰撞仿真工作。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种壁障定位方法、壁障定位系统、壁障定位设备及计算机可读存储介质，能有效提升壁障定位效率和精度。

具体地，本发明提出了一种壁障定位方法，包括步骤：

S1，根据所需壁障定位的工况，选择壁障模型和车辆模型；

S2，根据所述壁障模型和工况确定所述壁障模型的边界点集合，根据所述车辆模型和工况确定所述车辆模型的边界点集合；

S3，基于所述工况、所述壁障模型的边界点集合，及所述车辆模型的边界点集合来计算所述壁障模型和车辆模型在二维空间投影下的第一接触点；

S4，将所述壁障模型调整至所述第一接触点前的第一阈值；

S5，调整所述壁障模型与车辆模型之间的距离，包括：

S51，使所述壁障模型以步长a向所述车辆模型靠拢；

S52，计算所述壁障模型在三维空间的高度z；

S53，根据所述高度z判断所述壁障模型和车辆模型是否接触；

S54，若所述壁障模型和车辆模型无接触，则重复执行步骤S51至S53直至所述壁障模型调整至所述第一接触点前的第二阈值；

S6，根据所述壁障模型与车辆模型之间的距离，修改所述壁障模型的质心点坐标偏移量；

S7，将所述壁障模型与所述车辆模型关联。

根据本发明的一个实施例，所述第一阈值为9～11mm，所述第二阈值为5～8mm。

根据本发明的一个实施例，所述步长a为1mm。

根据本发明的一个实施例，壁障定位方法还包括步骤：

S8，检查所述车辆模型中是否存在错误信息，若不存在错误信息，则将所述车辆模型提交至服务器，若存在错误信息，则将提示错误信息。

本发明还提供了一种壁障定位系统，包括：

工况选择单元，用于提供壁障碰撞所需的工况；

壁障模型单元，用于提供壁障模型；

车辆模型单元，用于提供车辆模型；

辅助信息单元，用于提供所述车辆模型的辅助信息；

壁障定位方法单元，包括：

选择模块，通过所述工况选择单元选择壁障碰撞的工况，根据所述工况从所述壁障模型单元选择壁障模型并从所述车辆模型单元选择车辆模型；

边界计算模块，根据所述壁障模型和工况来计算所述壁障模型的边界点集合，根据所述车辆模型和工况来计算所述车辆模型的边界点集合；

第一接触点计算模块，基于所述工况、所述壁障模型的边界点集合，及所述车辆模型的边界点集合来计算所述壁障模型和车辆模型在二维空间投影下的第一接触点；

第一调整模块，将所述壁障模型调整至所述第一接触点前的第一阈值；

第二调整模块，调整所述壁障模型与车辆模型之间的距离，使所述壁障模型调整至所述第一接触点前的第二阈值且未接触所述车辆模型；

所述壁障定位系统还包括：

修改单元，根据所述第二调整模块的调整结果来修改所述壁障模型的质心点坐标偏移量；

关联单元，修改所述车辆模型，使所述车辆模型与所述壁障模型关联。

根据本发明的一个实施例，所述第二调整模块包括：

步长模块，用于确定步长a；

移动模块，将所述壁障模型以步长a向所述车辆模型靠拢；

高度计算模块，计算所述壁障模型在三维空间的高度z；

判断模块，根据所述高度z判断所述壁障模型和车辆模型是否接触，若所述壁障模型和车辆模型无接触，则使所述移动模块继续执行靠拢动作直至所述壁障模型调整至所述第一接触点前的第二阈值。

根据本发明的一个实施例，所述第一阈值为9～11mm，所述步长a为1mm，所述第二阈值为5～8mm。

根据本发明的一个实施例，所述壁障定位系统还包括：

检查单元，用于检查所述车辆模型中是否存在错误信息；

错误处理单元，对所述检查单元的检查结果进行处理，若不存在错误信息，则将所述车辆模型提交至服务器，若存在错误信息，则将提示错误信息。

本发明还提供了一种壁障定位设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述任一项所述壁障定位方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一项所述壁障定位方法的步骤。

本发明提供的一种壁障定位方法、壁障定位系统、壁障定位设备及计算机可读存储介质，能有效提升壁障定位效率和精度。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的解释，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了本发明一个实施例的壁障定位方法的流程框图。

图2示出了本发明一个实施例的壁障定位系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本发明一个实施例的壁障定位方法的流程框图。如图所示，本发明提供了一种壁障定位方法，该壁障定位方法包括步骤：

S1，根据所需壁障定位的工况，选择壁障模型和车辆模型。壁障碰撞的工况种类较多，包含正碰、侧碰、后碰、行人保护等工况。在本步骤中，需要根据具体的工况来选择壁障模型。可以任意选择一种车辆类型，但通常在执行壁障定位方法过程中会选定某一种车辆模型。

S2，根据壁障模型和工况确定壁障模型的边界点集合，根据车辆模型和工况确定车辆模型的边界点集合。

S3，基于工况、壁障模型的边界点集合，及车辆模型的边界点集合来计算壁障模型和车辆模型在二维空间投影下的第一接触点。步骤S3计算第一接触点，采用的是在二维空间投影下的初步估算方法。

S4，将壁障模型调整至第一接触点前的第一阈值。第一阈值为经验值，工程师可根据实际操作的经验来确定，以保证壁障模型与车辆模型保持非接触状态。

S5，调整壁障模型与车辆模型之间的距离，包括：

S51，使壁障模型以步长a向车辆模型靠拢；

S52，计算壁障模型在三维空间的高度z，根据所选择的工况和地面线信息来计算高度z。

S53，根据高度z判断壁障模型和车辆模型是否接触；

S54，若壁障模型和车辆模型无接触，则重复执行步骤S51至S53直至壁障模型调整至第一接触点前的第二阈值。

在步骤S5中，通过步骤S3来判断壁障模型和车辆模型在三维空间下是否接触，用以修正在二维空间下的接触计算结果，提升壁障定位精度。

S6，根据壁障模型与车辆模型之间的距离，修改壁障模型的质心点坐标偏移量。根据步骤S5的计算结果来修改对应的壁障模型。

S7，将壁障模型与车辆模型关联。在该步骤中，将修改后的壁障模型数据加入到车辆模型中，实现壁障自动定位。

较佳地，第一阈值为9～11mm，第二阈值为5～8mm。

较佳地，步长a为1mm。

较佳地，壁障定位方法还包括步骤：

S8，检查车辆模型中是否存在错误信息，若不存在错误信息，则将车辆模型提交至服务器，若存在错误信息，则将提示错误信息。

以下提供一实施例来具体说明壁障定位方法的实施步骤。

S1，选择工况，选择一个摆锤工况，根据该摆锤工况，选择车辆模型的工作路径，从该工作路径下找到车辆模型；根据摆锤工况找到壁障模型，在本实施例中壁障模型是一个摆锤模型。

S2，根据摆锤模型和摆锤工况确定摆锤模型的边界点集合，根据车辆模型和摆锤工况确定车辆模型的边界点集合。

S3，基于摆锤工况、摆锤模型的边界点集合，及车辆模型的边界点集合来计算摆锤模型和车辆模型在二维空间投影下的第一接触点。

S4，将摆锤模型调整至第一接触点前的第一阈值，在本实施例中，第一阈值为10mm。

S5，调整摆锤模型与车辆模型之间的距离，包括：

S51，使摆锤模型以步长a向车辆模型靠拢，步长a取值为1mm；

S52，计算摆锤模型在三维空间的高度z；

S53，根据高度z及其它辅助信息判断摆锤模型和车辆模型是否接触，该辅助信息包括地面线信息，车辆配重信息等。若无辅助信息，则需要操作人员提供。

S54，若摆锤模型和车辆模型无接触，则重复执行步骤S51至S53直至摆锤模型调整至第一接触点前的第二阈值，这里的第二阈值取值范围为5～7mm。若在此调整距离过程中，摆锤模型和车辆模型有接触，则报告操作人员，查找接触原因或重新选择工况。

S6，根据步骤S5计算的摆锤模型与车辆模型之间的距离，修改摆锤模型的质心点坐标偏移量。

S7，将摆锤模型与车辆模型关联。在该步骤中，将修改后的壁障模型数据加入到车辆模型中，并根据摆锤工况需求修改车辆模型的配重信息、初始速度等信息，实现壁障自动定位。

S8，检查车辆模型中是否存在错误信息，若不存在错误信息，则将车辆模型提交至服务器进行计算，若存在错误信息，则将提示错误信息，由操作人员进行检查。

图2示出了本发明一个实施例的壁障定位系统的结构示意图。如图所示，本发明还提供了一种壁障定位系统200。该壁障定位系统200包括：

工况选择单元201，用于提供壁障碰撞所需的工况。工况包含正碰、侧碰、后碰、行人保护等。

壁障模型单元202，用于提供壁障模型；

车辆模型单元203，用于提供车辆模型；

辅助信息单元204，用于提供车辆模型的辅助信息，例如车配重信息、地面线信息、假人位置信息等。

壁障定位方法单元205，包括：

选择模块206，通过工况选择单元201选择壁障碰撞的工况，根据工况从壁障模型单元202选择壁障模型并从车辆模型单元203选择车辆模型；

边界计算模块207，根据壁障模型和工况来计算壁障模型的边界点集合，根据车辆模型和工况来计算车辆模型的边界点集合；

第一接触点计算模块208，基于工况、壁障模型的边界点集合，及车辆模型的边界点集合来计算壁障模型和车辆模型在二维空间投影下的第一接触点；

第一调整模块209，将壁障模型调整至第一接触点前的第一阈值；

第二调整模块210，调整壁障模型与车辆模型之间的距离，使壁障模型调整至第一接触点前的第二阈值且未接触车辆模型；

壁障定位系统还包括：

修改单元211，根据第二调整模块210的调整结果来修改壁障模型的质心点坐标偏移量；

关联单元212，修改车辆模型，使车辆模型与壁障模型关联。

较佳地，第二调整模块210包括：

步长模块，用于确定步长a；

移动模块，将壁障模型以步长a向车辆模型靠拢；

高度计算模块，计算壁障模型在三维空间的高度z；

判断模块，根据高度z判断壁障模型和车辆模型是否接触，若壁障模型和车辆模型无接触，则使移动模块继续执行靠拢动作直至壁障模型调整至第一接触点前的第二阈值。

较佳地，第一阈值为9～11mm，步长a为1mm，第二阈值为5～8mm。

较佳地，壁障定位系统200还包括：

检查单元213，用于检查车辆模型中是否存在错误信息；

错误处理单元214，对检查单元213的检查结果进行处理，若不存在错误信息，则将车辆模型提交至云端的服务器，若存在错误信息，则将提示错误信息。

本发明还提供了一种壁障定位设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述任一项壁障定位方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述任一项壁障定位方法的步骤。

其中，壁障定位系统、壁障定位设备、计算机可读存储介质的具体实现方式和技术效果均可参见上述本发明所提供的壁障定位方法的实施例，在此不再赘述。

本发明提供的壁障定位方法、壁障定位系统、壁障定位设备及计算机可读存储介质与现有技术相比具有如下优点：

1.无需使用有限元前处理软件，即可完成各种工况的壁障自动定位并完成碰撞仿真模型的搭建，可以减少有限元软件license的使用数量，节省大量的license费用。

2.通常CAE模型需要使用高性能工作站来操作，然而本发明的壁障定位系统仅需普通配置的电脑即可运行，可以节省一部分高性能工作站的硬件费用。

3.可以在云端配备云服务器来安装此壁障定位系统，实现碰撞仿真模型远程搭建。

4.可以实现碰撞仿真壁障全自动定位、碰撞模型全自动搭建。不仅降低了工程师手动定位壁障、手动搭建模型出错的概率，还大幅度提高了工作效率，节省工时。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。