SAE J3157-2019
Рекомендация по целям тестирования велосипедистов на активную безопасность
- Стандартный №
- SAE J3157-2019
- Дата публикации
- 2019
- Разместил
- Society of Automotive Engineers (SAE)
- состояние
- быть заменен
- SAE J3157_201902
- Последняя версия
- SAE J3157_201902
- сфера применения
-
Предыстория стандарта и технологическая эволюция
Стандарт SAE J3157™ был разработан рабочей группой по испытательным мишеням для велосипедов в рамках Международного комитета по стандартам систем активной безопасности SAE. Его цель — предоставить автомобильной промышленности унифицированные спецификации для суррогатных мишеней для велосипедов и велосипедистов. С широким внедрением на рынке систем автоматического экстренного торможения (AEB) срочно необходимы стандартизированные испытательные мишени для оценки их эффективности обнаружения велосипедистов.
Этот стандарт был разработан на основе конкретных данных по США и демографических характеристик. В отличие от стандарта ISO, который в основном фокусируется на испытаниях с боковым обзором, SAE J3157 применяется к сценариям всестороннего тестирования с углом подхода 360 градусов. В процессе разработки стандарта рабочая группа изучила все известные суррогатные целевые показатели велосипедов и проанализировала новейшие технологические характеристики.
Технические требования к целевой спецификации
Характеристики размеров и пропорций
Согласно данным NHTSA о дорожно-транспортных происшествиях, велосипедисты в возрасте 15 лет и старше составляют 94,6% смертельных случаев и 78% травм. Поэтому стандарт рекомендует использовать целевой показатель размера велосипеда для взрослых, взвешенный по полу, представляющий рост 173,5 см (85-й процентиль среднего роста мужчин 175,6 см + 15-й процентиль среднего роста женщин 161,9 см). Целевой показатель размера велосипеда для детей представляет возрастную группу 5-9 лет, используя рост 120 см (50-й процентиль для 7-летних). Выбор типа велосипеда основан на данных рынка США, где взрослые велосипеды в основном представляют собой смесь горных велосипедов и шоссейных велосипедов с 26-дюймовыми колесами, в то время как детские велосипеды имеют 16-дюймовые колеса.
Части тела Размер взрослого (мм) Размер ребенка (мм) Допуск Рост 1735 1194 ±2% Высота плеча 1408 944 ±2% Длина руки 525 390 ±2% Высота бедра 924 571 ±2% Требования к кинематическим характеристикам
Исследования естественного вождения показали, что 83% велосипедистов крутят педали при переходе дороги и 100% велосипедистов крутят педали при движении по дороге.
- Частота педалирования: 48–60 об/мин (на основе данных естественной езды)
- Вращение колеса: должно свободно вращаться или приводиться в движение мотором
- Движение суставов ног: имитировать реальное педалирование
Совместимость характеристик датчика
Тип датчика Определение размера Движение педалирования Вращение колеса Характеристики RCS Угол обзора Цвет одежды Камера ✓ ✓ ✓ - ✓ ✓ Радар 76-78 ГГц ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ - Лидар ✓ ✓ ✓ - ✓ - Спецификации визуальных характеристик
Стандарт устанавливает конкретные требования к визуальным характеристикам открытых частей (голова и руки):
- Цвет кожи: в диапазоне 10-27 по шкале цвета Фон Лушана (средняя треть)
- Цвет волос: в диапазоне PY по шкале цвета Фишера-Саллера (каштановые или черные)
- Черты лица: необязательны, но форма головы должна позволять надевать коммерческий велосипедный шлем
Требования к цвету одежды
Основываясь на исследовании естественного вождения транспортного средства TASI 110, стандарт определяет наиболее представительный диапазон цветов одежды:
- Взрослые: темно-серый (RGB: 57,60,67) ±10% изменение яркости
- Дети: черный (RGB: 47,45,50) ±10% изменение яркости
Углубленный анализ рассеяния радара Характеристики
Характеристики диаграммы направленности
В диапазоне миллиметровых волн радара 77 ГГц эффективная площадь рассеяния (ЭПР) велосипедных целей показывает значительную зависимость от угла:
Боковой угол обзора (90°) создает самую сильную ЭПР, достигающую 10–15 дБм, в основном за счет металлических колес. Велосипеды с рамой из углеродного волокна и велосипеды с металлической рамой показывают схожие диаграммы направленности под боковыми углами, что указывает на то, что рассеивание в основном происходит от колес.
Углы вперед/назад (0°/180°) имеют более низкую ЭПР, но добавление велосипедиста может увеличить ЭПР примерно на 5 дБ. ЭПР человеческого тела обычно составляет от -5 до 0 дБм.
Зависимость между эффектом близости и расстоянием
На близком расстоянии теста AEB (<50 метров) цель находится в ближнем поле радара, а значение ЭПР изменяется с расстоянием:
Расстояние ЭПР спереди/сзади (дБсм) Боковая ЭПР (дБсм) Средняя ЭПР по 360 градусам (дБсм) Дальняя зона 0 ±5 10 ±5 -3 ±5 30 метров -1 ±5 -6 ±5 -4 ±5 20 метров -3 ±5 -8 ±5 -6 ±5 10 метров -5 ±5 -10 ±5 -8 ±5 Характеристики микродоплера
Эффект микродоплера, создаваемый при вращении педалей и колес, является важной особенностью распознавания велосипеда:
- Педалирование ногой: создает четкую синусоидальную картину спектральных линий
- Колесо Вращение: создает периодические микродоплеровские спектральные линии, которые связаны с рисунком протектора шин.
- Н-образная особенность: уникальная Н-образная микродоплеровская сигнатура может наблюдаться при определенных углах наблюдения.
Характеристики инфракрасного отражения
Для соответствия требованиям тестирования лидара стандарт определяет следующие характеристики инфракрасного отражения:
- Коэффициент отражения кожи: 0,4–0,6 в диапазоне длин волн 800–1100 нм.
- Материалы одежды: наиболее распространенными материалами являются хлопок и полиэстер.
- Диапазон отражения: 46–70% в диапазоне длин волн 800–1100 нм, 40–64% в диапазоне длин волн 750–800 нм.
Вопросы безопасности и охраны окружающей среды
Требования безопасности
Велосипедные мишени должны соответствовать следующим требованиям безопасности:
- Ограничение по весу: не более 8,5 кг для велосипеда и не более 4 кг для велосипедиста
- Избегайте острых краев, чтобы свести к минимуму риск травмирования пассажиров тестируемого транспортного средства
- Не должно вызывать серьезных повреждений транспортного средства при испытаниях на относительных скоростях до 65 км/ч
Адаптация к окружающей среде
Тестовая мишень должна нормально работать в следующих условиях окружающей среды:
- Диапазон температур: от -5°C до 40°C
- Скорость ветра: порывы не более 6,7 м/с (15 миль в час)
- Защита от дождя и влаги: случайное воздействие дождя не должно влиять на реакцию датчика
- Температура хранения: от -40°C до +80°C без деформация
Рекомендации по внедрению и передовой опыт
Разработка сценария испытаний
Основываясь на исследованиях естественного вождения, рекомендуется сосредоточиться на двух основных сценариях испытаний:
- Движение по дороге: средняя скорость 5,6 м/с, скорость 75-го процентиля 6,9 м/с
- Переход дороги: средняя скорость 5,2 м/с, средняя скорость с места 3,5 м/с
Техническое обслуживание и калибровка мишени
Для обеспечения согласованности испытаний рекомендуется:
- Внедрить регулярный процесс калибровки RCS, особенно после ремонта или замены мишени
- Вести подробный файл конфигурации тестовой мишени, включая все спецификации
- Внедрить быстрая процедура сборки после аварии (завершается в течение 5 минут)
- Возможен ремонт на месте с использованием простых ручных инструментов
Проверка совместимости датчиков
Перед формальным тестированием необходимо проверить совместимость испытательной мишени со всеми соответствующими датчиками:
- Радар миллиметрового диапазона: проверьте форму ЭПР и микродоплеровскую сигнатуру
- Камера: проверьте точность цвета, текстуры и сигнатур движения
- Лидар: проверьте ИК-отражаемость и сигнатуры трехмерного облака точек
- Убедитесь, что опорное устройство не мешает обнаружению датчика
Пример применения: сменная велосипедная мишень TASI
Импровизированная велосипедная мишень, разработанная TASI, использует велосипедиста, размеры которого схожи с размерами пешехода. Вращение педалей с помощью электродвигателя со скоростью 66 и 33 об/мин создает микродоплеровские отклики, очень похожие на отклики человека. В качестве суррогатной цели можно использовать настоящую резиновую велосипедную шину, создавая микродоплеровские характеристики, идентичные характеристикам настоящего велосипедного колеса.
Данные измерений показывают, что диаграмма направленности суррогатной цели на частоте 77 ГГц практически соответствует диаграмме направленности настоящего велосипеда, а погрешность данных после сглаживания на 2 градуса находится в приемлемом диапазоне, что свидетельствует об эффективности суррогатной цели.
Развитие стандарта и перспективы на будущее
Как первый всеобъемлющий стандарт для испытательных мишеней для велосипедов, SAE J3157 обеспечивает важную техническую основу для отрасли. По мере развития сенсорных технологий будущие версии могут:
- Охватывать больше типов датчиков (таких как тепловизионные, ультразвуковые и т. д.)
- Уделять больше внимания характеристикам электровелосипедов
- Расширять требования к испытаниям в особых погодных условиях
- Предоставлять более подробную базу данных спецификаций свойств материалов
Внедрение этого стандарта значительно улучшит согласованность и надежность оценки производительности систем AEB по обнаружению велосипедистов, внеся важный вклад в повышение безопасности дорожного движения.
SAE J3157-2019 Ссылочный документ
- SAE J3116 Рекомендации по использованию манекена для испытаний пешеходов с активной безопасностью*， 2023-01-09 Обновление
SAE J3157-2019 История
- 0000 SAE J3157_201902
- 2019 SAE J3157-2019 Рекомендация по целям тестирования велосипедистов на активную безопасность
