Comprendre comment FARO MassZone fonctionne

MassZone est un système de prédiction du comportement des véhicules et de la détection-réponse des collisions. MassZone Vous permet de recréer automatiquement des scénarios de collision précis sans avoir à saisir de grandes quantités de données sur les accidents. Cette fonctionnalité est particulièrement utile pour expérimenter des scénarios de collision.

Pour comprendre les principes de fonctionnement, il est important de MassZone se familiariser avec certains des principes de base de la reconstitution en cas de collision :

• Cinématique - Une branche de la physique qui étudie les mouvements des corps sans tenir compte de la cause ou de la mécanique de ces mouvements. La cinématique est également connue sous le nom de « géométrie du mouvement ».

• Cinétique : Une branche de la physique qui étudie les causes des mouvements des corps ; Plus précisément, les forces et les couples qui provoquent le changement de mouvement d’un corps. La cinétique est également appelée « dynamique ».
  

• Mouvement : combinaison des propriétés de mouvement (vitesse) et de rotation. Certains considèrent la vitesse et la vitesse comme des facteurs différents. Dans MassZone, les concepts sont interchangeables.

• Corps : Un objet (tel qu’un véhicule).

• COG : Centre de gravité

Dans FARO Zone 3D, les commandes du système d’animation et de l’outil Momentum sont basées sur la cinématique. Vous fournissez le chemin et les vitesses des corps le long d’un chemin désigné, sans tenir compte des forces qui les ont causés. Dans le gestionnaire KEP, vous spécifiez la trajectoire du COG ainsi que la vitesse et l’orientation le long de cette trajectoire aux points clés désignés. Le système de cinématique d’animation interpole la trajectoire pour déterminer l’emplacement et l’orientation d’un corps à un moment précis, ce qui permet au logiciel d’afficher les résultats dans l’animation.

MassZone, est un système basé sur la cinétique. Aucun événement ne se produit sans MassZone une force qui le provoque. (Il existe quelques exceptions pour les conditions et la configuration initiales du scénario.) MassZone est basé sur les principes des lois du mouvement de Newton, qui sont résumés comme suit :

• Loi de l’inertie : Un corps au repos reste au repos, ou un corps en mouvement constant reste en mouvement constant à moins qu’il ne soit soumis à l’action d’une force externe.

• Loi de la force proportionnelle : Le changement de mouvement (ou quantité de mouvement) d’un corps est proportionnel à la force qui agit sur lui. Force=Masse*Accélération, ou Accélération=Masse/Force. F=M*A, A=M/F

• Loi de l’action/réaction : Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Si une force interagit sur deux corps, ils seront égaux (en amplitude) et opposés (en direction). F*CorpsA = -F*CorpsB

MassZone s’intègre à la fonctionnalité d’animation de FARO Zone. Vous entrez le mouvement initial des corps dans le système d’animation basé sur la cinématique. Lorsqu’une collision se produit, MassZone calcule automatiquement tous les mouvements du corps à l’aide d’un système basé sur la cinétique.

MassZone vs systèmes basés sur Momentum

Contrairement aux systèmes d’analyse de quantité de mouvement typiques, MassZone n’utilise pas d’hypothèses de « masse ponctuelle ». MassZone traite un corps comme une masse surfacique/volumique complète qui prend de la place et qui est associée à un COG. Les emplacements et les directions des forces agissant sur le corps sont importants.

Une force agissant sur le centre de masse d’un corps entraîne un mouvement différent de la même force (intensité et direction) qui agit à une distance du centre de masse.

Dans MassZone, les collisions se produisent sur une période donnée. Il n’y a pas d’échange instantané de quantité de mouvement. Toutes les forces de collision se calculent au fil du temps, résultant de la déformation des corps lorsque les corps restent en contact. Les forces de collision sont calculées tout au long de l’interface entre les deux corps au fur et à mesure qu’ils se déforment ; pas à un seul point d’engagement.

L’interface de collision entre les deux corps change également au fil du temps à mesure que les corps se déforment et que leurs mouvements changent. Certaines parties du corps quittent le contact, tandis que d’autres parties entrent en contact. Les modifications apportées aux parties du corps qui s’impactent les unes les autres modifient l’interface de collision au fil du temps.

Il y a une exception : MassZone permet une spécification « Rigid Body ». Par défaut, les corps se déforment lors de l’impact. Certains corps rigides (par exemple, les barrières en béton) ne se déforment pas lorsqu’ils sont impactés. Lorsqu’un corps mou heurte un corps rigide, la collision se produit toujours sur une période de temps. Dans le cas d’un corps rigide heurtant un autre corps rigide, un système de dynamique de corps rigide est utilisé, ce qui permet une impulsion de collision instantanée.

Actuellement, MassZone il s’agit d’un 2D/Planar qui s’affiche en 3D (c’est-à-dire un système 2,5D). Les véhicules et les scènes sont représentés en 3D, mais toutes les prédictions de mouvements et de forces sont basées sur des plans plats et de niveau. Aucun mouvement vertical, gravité, forces ou rotations n’est pris en compte pour des raisons autres que l’attrait visuel. Les forces de collision entre les corps sont uniformes sur toute la dimension verticale du volume 3D du corps. Cela est conforme à la plupart des techniques et des enseignements de reconstitution d’accidents. Les futures versions incluront des considérations complètes sur la force 3D, y compris la gravité, la voûte, la portance, la suspension à 4 roues, les changements d’élévation du terrain/les bosses, les inclinaisons/déclins, l’écrasement MassZone /les dommages volumétriques 3D et les forces de collision 3D.

En MassZone dehors d’une impulsion de collision et/ou des conditions/configurations initiales, tout mouvement du corps est généré par les forces de surface du pneu. Chaque pneu sur le corps génère une force avec la surface sous-jacente. Cette force amène le corps à modifier son mouvement (accélérer, décélérer, tourner). Les forces des pneus font bouger le centre de masse du corps ; et non l’inverse. La boîte-pont du véhicule (traction avant, propulsion arrière ou transmission intégrale) entraîne des mouvements différents dans les mêmes conditions et paramètres de pneus. Tous les paramètres associés au véhicule (porte-à-faux avant, empattement, largeur de voie, centre de masse, décalage, etc.) sont importants et modifient les mouvements qui en résultent. MassZone vous permet de définir différentes zones de frottement de surface pour chacun des pneus du véhicule.

MassZone Fonctionnalités

• Inclure plusieurs véhicules dans la collision

• Afficher les impacts multiples

• Afficher les impacts de barrière/poteau fixes

• Inclure plusieurs surfaces de friction

• Commandes de direction de l’utilisateur

• Manuelle

• Entrée en temps réel pilotée par l’appareil

• Prise en charge de la saisie à partir de plusieurs appareils, y compris : Dispositif de volant + pédale de frein/accélérateur, clavier, souris 3D, manette de jeu.

• Utiliser la trajectoire d’animation pour une trajectoire de trajectoire pré-impact contrôlée « indépendante de la Force »

• Option Vues miroir du pilote en temps réel

Fonctionnalités futures MassZone (fonctionnalités qui ne sont actuellement pas prises en charge dans MassZone)

Les fonctionnalités suivantes ne sont pas actuellement incluses dans MassZone, mais seront ajoutées dans les prochaines versions :

• Mode 2D (actuellement en mode 3D uniquement)

• Modèles 2D

• Prise en charge des symboles 2D

• Formes

• 2,5D (tous les calculs supposent une 2D plane)

• Calculs de gravité et d’élévation

• Calculs de retournement/tangage

• Véhicules autres que ceux à 4 roues (véhicules standard/de tourisme uniquement)

• Véhicules articulés, y compris les semi-remorques, les véhicules utilitaires, les véhicules tirant des remorques, etc.

• L’homme, les modèles animaux

• Anibuddies ou modèles ou symboles groupés

• La détection de collision/réponse aux dommages devient instable dans les scénarios de pénétration élevée ou après que des dommages importants se sont déjà produits

• Impacts à très grande vitesse

• Impacts de petite section transversale

• Ne prend en charge qu’un coefficient de rigidité A/B uniforme pour chaque véhicule

• La réponse de détection de collision est basée sur le contour 2D (coque) des corps uniquement

• Les barrières/poteaux fixes sont traités comme des objets rigides et sont considérés comme complètement inamovibles et ne peuvent pas être déformés

MassZone Considérations particulières

Les prédictions de trajectoire du véhicule dépendent fortement des valeurs de frottement au sol , des valeurs de patinage des pneus , des valeurs de rigidité des pneus et des valeurs de l’angle du pneu (angle de patinage/angle de braquage)

Les scénarios où les pneus quittent la surface ou ont un contact réduit avec la surface ne sont pas actuellement traités. Les pneus sont supposés toujours avoir un contact complet avec la surface.

Aucun transfert de poids du véhicule n’est calculé.