passenger kinematics in braking, lane change and oblique driving

20
Abstract A series of vehiclebased driving maneuvers was performed, where occupants in the passenger position were subjected to emergency braking maneuvers at 12 km/h and 50 km/h, lane change maneuvers to the left and the right and combined maneuvers, where a combination of lateral and frontal accelerations occurred. A comprehensive collection of vehicle and occupant kinematic corridors based on results from 6 female (mass: 63.0±10.4 kg, height: 169.0±4.1 cm, age: 31.5±9.3 y) and 19 male (mass: 77.8±8.4 kg, height: 178.2±5.0 cm, age: 28.2±3.8 y) subjects are presented. Asymmetries in the response as well as the detailed kinematics are discussed for selected load cases, before results of various maneuvers are related to each other. Keywords Combined maneuver, emergency braking, lane change maneuver, low g vehicle test, occupant kinematics I. INTRODUCTION In order to further improve vehicle safety and work towards the European Commission’s target of reducing the number of fatalities caused by traffic accidents by half in the decade between 2011 and 2020 [1] and finally arriving at the “vision zero” [2] promising path of active and integrated safety systems. Such systems need robust development tools, which are currently being devised. In contrast to the crash phase, where the occupant’s motion is predominantly determined by the body’s inertia and material behavior, in the precrash phase also muscleinduced movement has a significant influence on the kinematics. Active human body models are numerical simulation tools to describe this precrash phase including active muscle contributions. The human kinematic response in precrash type loading conditions, i.e. acceleration in the order of 1 g, has been studied over the last decade, where two main classes of studies can be found in the literature, sledbased studies and vehiclebased tests. In a series of publications [35] the biomechanical response of male and female subjects was studied during lowspeed sled tests in both frontal and lateral directions, reporting a considerable effect of the individual muscle contribution to the subject’s motion. In a followup study [6] the effect of a motorized seat belt was shown to reduce the subjects’ forward motion. In [7] and [8] volunteers, post mortem human surrogates and a Hybrid III 50 th percentile male anthropomorphic test device were subjected to sled accelerations with peak values of 2.5 g and 5 g, revealing qualitatively different biomechanical responses of the groups. Also the active bracing effect was studied for human subjects, which was found to significantly reduce the upper body forward excursion. In [9] lateral evasive maneuvers with a peak acceleration of 0.5 g were performed, where 10 subjects were restrained using a fourpoint belt and both relaxed and braced conditions were reported. Vehiclebased studies of manual as well as autonomous braking of male and female subjects were performed in [1012], where also driver and passenger behavior was studied. The work in [1314] can be considered as precursor to the present paper, where vehicle based emergency braking, lane change and combined maneuvers are presented. For a lapbelt and rigid seat configuration between 20 and 22 subjects were reported, while for a combination of a threepoint belt and a seat with cushions and lateral support structures a preliminary subset of results was presented (emergency braking 12 km/h unaware: 4 female, 10 male; first repetition: 3 female, 6 male; 50 km/h: 4 female, 6 male; lane change to the left: 3 female, 2 male; right: 2 female, 2 male; combined maneuver to the left and right: 1 female, 3 male). From the literature no results for oblique loading directions, i.e. maneuvers where subjects are accelerated in frontal and lateral directions, were found, neither for sledbased tests, nor for vehiclebased test. Also typical studies concentrated on a loading direction, where either loading conditions (e.g. peak acceleration) or subject P. Huber is Lead Researcher, A. Prüggler and T. Steidl are Junior Researchers at Virtual Vehicle Research Center, Graz, Austria. S. Kirschbichler is Junior Researcher at the Vehicle Safety Institute at Graz University of Technology, Austria. Passenger kinematics in braking, lane change and oblique driving maneuvers Philipp Huber, Stefan Kirschbichler, Adrian Prüggler, Thomas Steidl - 783 - IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

Upload: trannhu

Post on 04-Jan-2017

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Abstract  A  series of vehicle‐based driving maneuvers was performed, where occupants  in  the passenger 

position were subjected to emergency braking maneuvers at 12 km/h and 50 km/h, lane change maneuvers to the  left  and  the  right  and  combined maneuvers, where  a  combination  of  lateral  and  frontal  accelerations occurred.  A  comprehensive  collection  of  vehicle  and  occupant  kinematic  corridors  based  on  results  from  6 female  (mass:  63.0±10.4 kg,  height:  169.0±4.1 cm,  age:  31.5±9.3 y)  and  19 male  (mass:  77.8±8.4 kg,  height: 178.2±5.0 cm, age: 28.2±3.8 y) subjects are presented. 

Asymmetries in the response as well as the detailed kinematics are discussed for selected load cases, before results of various maneuvers are related to each other. 

 Keywords  Combined  maneuver,  emergency  braking,  lane  change  maneuver,  low  g  vehicle  test,  occupant kinematics 

I. INTRODUCTION 

In order to further improve vehicle safety and work towards the European Commission’s target of reducing the number of fatalities caused by traffic accidents by half in the decade between 2011 and 2020 [1] and finally arriving  at  the  “vision  zero”  [2] promising path of  active  and  integrated  safety  systems.  Such  systems  need robust  development  tools,  which  are  currently  being  devised.  In  contrast  to  the  crash  phase,  where  the occupant’s motion  is predominantly determined by  the body’s  inertia and material behavior,  in the pre‐crash phase also muscle‐induced movement has a significant influence on the kinematics. Active human body models are numerical simulation tools to describe this pre‐crash phase including active muscle contributions. 

The human kinematic response in pre‐crash type loading conditions, i.e. acceleration in the order of 1 g, has been studied over the last decade, where two main classes of studies can be found in the literature, sled‐based studies and vehicle‐based tests. In a series of publications [3‐5] the biomechanical response of male and female subjects was studied during low‐speed sled tests in both frontal and lateral directions, reporting a considerable effect of  the  individual muscle  contribution  to  the  subject’s motion.  In  a  follow‐up  study  [6]  the effect of  a motorized seat belt was shown to reduce the subjects’ forward motion. In [7] and [8] volunteers, post mortem human  surrogates and a Hybrid  III 50th percentile male anthropomorphic  test device were  subjected  to  sled accelerations with peak values of 2.5 g and 5 g, revealing qualitatively different biomechanical responses of the groups. Also the active bracing effect was studied for human subjects, which was found to significantly reduce the  upper  body  forward  excursion.  In  [9]  lateral  evasive maneuvers with  a  peak  acceleration  of  0.5 g were performed, where 10 subjects were restrained using a four‐point belt and both relaxed and braced conditions were reported. 

Vehicle‐based  studies  of  manual  as  well  as  autonomous  braking  of  male  and  female  subjects  were performed in [10‐12], where also driver and passenger behavior was studied. 

The work  in [13‐14] can be considered as precursor to the present paper, where vehicle based emergency braking,  lane  change  and  combined maneuvers  are  presented.  For  a  lap‐belt  and  rigid  seat  configuration between  20  and  22  subjects were  reported, while  for  a  combination  of  a  three‐point  belt  and  a  seat with cushions  and  lateral  support  structures  a  preliminary  subset  of  results  was  presented  (emergency  braking 12 km/h unaware: 4 female, 10 male; first repetition: 3 female, 6 male; 50 km/h: 4 female, 6 male; lane change to  the  left: 3  female, 2 male;  right: 2  female, 2 male; combined maneuver  to  the  left and  right: 1  female, 3 male). 

From the literature no results for oblique loading directions, i.e. maneuvers where subjects are accelerated in frontal and lateral directions, were found, neither for sled‐based tests, nor for vehicle‐based test. Also typical studies concentrated on a loading direction, where either loading conditions (e.g. peak acceleration) or subject 

P.  Huber  is  Lead  Researcher,  A.  Prüggler  and  T.  Steidl  are  Junior  Researchers  at  Virtual  Vehicle  Research  Center,  Graz,  Austria.  S. Kirschbichler is Junior Researcher at the Vehicle Safety Institute at Graz University of Technology, Austria.

Passenger kinematics in braking, lane change and oblique driving maneuvers 

Philipp Huber, Stefan Kirschbichler, Adrian Prüggler, Thomas Steidl 

- 783 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

preparation (e.g. braced or tensed, driver or passenger) were varied. In this study as well as in [13‐14] detailed 3D occupant kinematics of a  large number of subjects  is presented  for  five different  loading directions  in  the first part of  the paper.  In  the  second part of  the paper  the occupant kinematics between  the different  load cases are addressed and also inter‐ and intra‐subject variability are discussed. 

II.  METHODS 

A. Vehicle and maneuvers 

On a closed test track three main types of maneuvers, emergency braking, lane change and combination of braking and  steering were performed with  subjects  in  the passenger position. A Mercedes‐Benz S‐500  (type: W221, width: 1.78 m, length: 5.23 m, wheelbase: 3.17 m, left‐hand drive, see Fig. 2) was used as test vehicle. 

In  the emergency braking maneuver  (initial  velocities of 12 km/h and 50 km/h,  referred  to as maneuvers Brake12_01  or  Brake12_02  and  Brake50_01  respectively, where  the  suffix  01  indicates  that  it was  the  first maneuver of this kind for the subject and the suffix 02 indicates the first repetition of the maneuver) the driver pressed the brake pedal at maximum effort, leading to a support by the vehicle’s brake‐assistant system. In the lane  change maneuver  to  the  right  (LaneRight50)  the  driver  initiated  the maneuver  by  turning  the  steering wheel to the right by approximately 200° within typically 0.5 s followed by a counter steering action of around 360° within  0.7 s  and  a  return movement  to  the  neutral  position.  In  the  lane  change maneuver  to  the  left (LaneLeft50) similar actions,  in the opposite direction, were performed.  In both maneuvers the  initial velocity was 50 km/h.  In  the combined maneuver  the driver  turned  the  steering wheel by approximately 220° within 0.6 s while simultaneously pressing  the brake pedal at sufficient effort  to activate  the brake assistant system (CombinedLeft50 and CombinedRight50). 

All test sequences started with an emergency braking maneuver at 12 km/h in order to allow a comparison to  results  in  [13],  where  unaware  subjects  were  tested  using  a  lap  belt  only.  All  subsequent  maneuvers (Brake12_02, Brake50_01, LaneRight50, LaneLeft50, CombinedLeft50 and CombinedRight50) were performed in random order. 

The  vehicle’s  velocity  (sample  rate:  10 Hz),  acceleration  in  frontal  and  lateral  directions  (50 Hz),  steering wheel angel and associated angular velocity  (100 Hz), yaw rate and brake pedal activation state  (50 Hz) were recorded from the CAN Bus using a Dewetron Dewe 5000 system. 

For braking and combined maneuvers the brake pedal state,  indicating the  initial brake pedal contact, was used to define the start of the maneuver referred to as t=0. In the lane change maneuvers a threshold value for the steering wheel angle of 20° was defined. At the time instance, where the threshold value was reached, the steering  wheel  angular  velocity  was  used  to  extrapolate  to  the  neutral  steering  wheel  position.  The corresponding time instance was defined as t=0 (see also [15]). 

B. Subjects 

Results  from  6  female  (mass:  63.0±10.4 kg,  height:  169.0±4.1 cm,  age:  31.5±9.3 y)  and  19 male  (mass: 77.8±8.4 kg, height: 178.2±5.0 cm, age: 28.2±3.8 y) subjects are presented in the study. All subjects gave written informed  consent after written and  verbal explanation of  the  test procedure. No  specifics about  the driving maneuvers were given other than that only maneuvers that can be encountered in normal driving were done. The subjects held a valid driving  license  for the operation of a passenger vehicle. Subjects were  instructed  to relax and sit in a comfortable passenger position. The test procedure was reviewed and approved by the ethics committee at the Medical University of Graz. Some trials had to be excluded due to bad data quality. Therefore the anthropometric properties for the subset of valid trials per maneuver are presented in Table 1. 

TABLE I PARAMETERS OF THE MANEUVER AND SUBJECT PROPERTIES 

maneu

ver 

velocity 

[km/h] 

#subjects 

#male 

#fem

ale 

height [cm] 

mean 

±std.dev. 

weight [kg] 

mean 

±std.dev. 

Brake12_01  12  25  19  6  176.0±6.1  74.7±10.8 Brake12_02  12  25  19  6  176.0±6.1  74.7±10.8 Brake50_01  50  23  17  6  175.7±6.4  73.9±10.4 LaneLeft50  50  21  16  5  175.8±6.3  73.7±11.5 

- 784 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

C.

plthanwinqustw

D

apdaprremanwce

Fipoce

ce

se

fomstana th

ce

Dle

LaneRCombComb 

. Seat and b

A modifiedlates was ushe geometryngle of back well  as  the  lanfrared‐absouality. Since traight‐forwawith the pre‐t

. Occupant 

All subjectpplied to theata at a  framroperly the wemoved frommoving vehiclnd  trajectorywere interpolertain body s 

(ag. 1: Characose of  the, entroids  rHea

entroid of h

egment orien In order to

orehead,  bacmarkers)  andternum; refend T5 level fCartesian cohe back of th

entroid of he

ue to the cheft. 

Right50 inedLeft50 inedRight50 

belt 

d  seat  (Fig. 2ed in the tesy of the origi rest: 104°). ateral  supporbing materithe original ard translatiotensioner dis

t kinematics 

ts wore a skie suit and hame rate of 1windshield hm the lower le a correctiy  labeling wated using asegment.  

) cteristic kinewhile  the daad  and  rTorso 

ead and  tor

ntation Head 

o derive chack  of  the  he 12 markerserred  to as  tfor the head oordinate syhe vehicle an

ead and  tors

hoice of coor

505050 

2), where  thsts. Lateral sinal seat (anA  layer of f

ort  structureial to reduce seat has a con  into a nusabled. 

in‐tight suit t. Eight Vico100 Hz and dhad to be rempart of the don algorithm

was  followed.a purpose‐bu

 

ematic quantark pose decomputed 

rso markers 

and Torso (d

racteristic kiead,  ear,  chs on  the  tororso segmenand torso. T

ystem, whered the y‐axis 

so markers w

rdinate syste

0  21 0  21 0  20 

 

he original  ssupport strucgle  lateral sfoam (thicknes.  All  foam e reflections complex geoumerical sim

to minimize n M2 near‐indata was promoved and adoor had to m was applie. Missing seguilt gap‐filling

(b) tities  for heaepicts  the  sitfrom  corres

rHead and d) head and t

inematic quaeek  bone;  crso  (bilateralnt markers) The coordinae the origin points to the

with  respect

em rx < 0 re

16 15 17  

eat’s  foam cctures were upport: 120°ess: 40 mm)parts were that may coometry and fulation envi

 soft tissue nfrared motocessed  in a a modified pbe used. In ed [16]. Thergments  in  thg procedure

ad and  torsotuation durinsponding  seg

rTorso with  rtorso centroi

antities for hcentral:  top l  acromion, were used  tates of thesewas  locatede right of the

t  to  the  loca

efers to forw

5  176  173  17 

cushions weadded, whe°, distance b) was appliethen  covermpromise thfoam layup tronment. Th

artifacts andion tracking Vicon V612

passenger doorder to comreafter the she  trajectory based on a 

(c) o motion. Thng  the manegment  mark

respect  to  t

id angle Hea

head and torof  head,  C1pectoralis,  cto compute e centroids wd at the seate vehicle (Fig

ation at  t=0 

ward movem

75.7±6.1 75.9±7.1 77.3±5.8 

 

re  removed ere the geombetween  leftd to the seaed  in  artifiche motion trthis setup wahe standard 

d a set of retcameras recdata station

oor without wmpensate fostandard proy data, e.g. drigid body a

 

he  light greyeuver.  (a)  lokers  (b)  rela

he  location ad and Torso.

rso 11 marke1,  chin;  refeclavicle,  scapcentroid  tra

were denotedt’s H‐point. Tg. 1a). The re

were denote

ent and ry 

73.7±174.1±176.8±9

 

 and  replacemetry was ort and right pat surface ancial  leather  aracking cameas chosen tothree‐point 

tro‐reflectivecorded occupn. For the sywindow andor camera vibocess of 3D due  to markassumption f

y pose  referocation of hative  displac

at  t=0  (c) h

ers on the herred  to  as pula;  centraajectories, wd rHead|Torsox|yThe x‐axis welative displa

ed rHead|Tors

> 0 to a mo

11.5 12.5 9.7 

ed by woodriented aroupiece: 314 mnd back rest and  a  layer era’s recordio allow a mobelt was us

e markers wpant kinemaystem to wod with materbrations in treconstructioker occlusionfor markers 

(d) s  to  the  initead  and  torcement  of  t

ead and  tor

head (bilaterhead  segmel: C7,  T1,  T1

which  lie at e

y|z and given was oriented acement of tsox|y|z  (Fig. 1b

vement to t

en nd m, as of ng ore ed 

was tic ork rial he on ns, on 

tial rso he 

rso 

al: ent 10, ear in to he 

b). 

he 

- 785 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

co

re

y

diexthpo

ar

rH

ne

sp

w

indicomda

Fi

w

th

From  the 

omputed.  Th

eferred to as

y<0 to a forwIf there  is 

irect correspxtention in there is no choint  to  rTorso

round x‐, y‐ Head‐rTorso was

egative value

pine bendingNo distinct

with position 

For  each  onstance the misplayed  agaorresponds tmedian and sata.  

g. 2: Setup o

windshield we

he vehicle. Su

 

head  and  to

he  correspo

s segment or

ward rotationno bending 

pondence behe upper pahange in uppo  and  the  co

and z‐axes 

s  performed

es in  and vg, where the t smoothing and orientat

of  the  four median, 0.16ainst  time.  Tto a width opecific quan

(a) 

of vehicle and

ere removed

ubjects wore

orso  segmen

nding  rotati

rientations (F

n. of  lumbar a

etween r aart of the lumper torso orieorresponding

were  then d

d  to  obtain vice versa. Co

case Torsoy =procedure wtion estimati

quantities  r,6th and 0.84These  valuesf twice the sntile curves h

 

d subjects. A

d, and a Vico

e a skin‐tight

nt markers 

on  angles  a

Fig. 1c). Here

nd thoracica

nd .  In conmbar spine centation. Theg  vector  in  t

denoted as Head

x|y|z. No

omparing e.g

= ‐Torsoy indi

was employeion described

, r,    and th quantile os were  chosestandard devhas the bene

A modified se

n eight came

t suit and ret

also  an  orie

around  the  x

e x>0 refers

al spine,  i.e. 

ntrast  flectiocould lead toerefore an othe  initial po

Torsox|y|z  (Fig

ote  that  due

g. the two a

icates no effed, except fod above. 

,  kinematiof  the kinemen  such  thaviation  in caefit of preser

(b) 

(d) 

eat (a) was u

era infrared‐

tro‐reflective

entation  rela

x‐,  y‐  and  z‐

s to rotation 

the whole t

on  in e.g.  theo a forward morientation mosition  t=0 w

g. 1d). The a

e  to  the  def

ngles  Torsoyfective bendir the inheren

ic  corridors matic quantitat  68%  of  thase of an undrving some in

used in the ve

based motio

e markers we

ative  to  the 

‐axes were  d

towards the

torso behave

e  lower partmovement omatrix betwewas  compute

analogous p

finition  posit

and ‐Torsoy 

ng. nt low‐pass f

were  derivey  in considehe  data  lie wderlying normnformation a

ehicle (d). Pa

on capturing 

ere applied (

configuratio

denoted  He

e center of t

es as rigid bo

t of  the  lumof the torso ceen the vectoed  and  the 

rocedure us

tive  values  o

allows to es

filter propert

ed.  In  each eration was cwithin  the  cmal distribuabout the sk

(c) 

 

assenger win

system was 

b) and (c). 

on  at  t=0 wead|Torso

x|y|z  a

he vehicle a

ody, there  is

mbar  spine acentroid, whor from the rotation  ang

ing  the vect

of   relate 

stimate lumb

ties associat

recorded  timcomputed aorridor, whition. Choosikewness of t

 

ndow and 

mounted on

was 

nd 

nd 

s a 

nd ile H‐gle 

tor 

to 

bar 

ed 

me nd ch ng he 

- 786 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

br

mmva

ofcumre

A

toac

 

Fi

m

ar

w

Fiquocfoma quBrBrup

Fi

fo

For  furthe

raking mane

minimal  valuemaximum  valalues were u

In the descf emergencyurves is givenmaximum  excelated to eac 

. Emergen

Emergencyo as Brake12cceleration a

g.  3:  Corrid

maneuvers ar

rtifacts in the

wheels, as the

 The full set

g. 18). The duantities areccupant movollows that pmaneuvers. Inphase with cualitatively srake50_01 lerake50_01 apper corrido 

g. 4: Corrido

or emergency

r analysis  th

euvers and 0

e  of ry  corlue was  choused in an an

cription of thy braking,  lann in the appcursions  durch other and 

ncy braking 

y braking ma2_01, Brake1are presente

dors  for  velo

re displayed 

e velocity plo

e associated 

t of results fodominant moe displayed invement can bphase. The fon the Brake5constant forwsimilar behavead to the smre comparab

or limit curve

ors for the ce

y braking ma

he maximum

0   t  ≤ 1.2 s responds  tosen.  In ordealysis of vari

he maneuverne change anendix, whilering  emergefinally inter‐

aneuvers we12_02 and Bd. 

ocity  vx  (lef

against time

ots for Brake

acceleration

or occupant ovement for n Fig. 16, whbe divided inorward move0_01 maneuward excursvior of both hmallest excurble in the inits in both bod

entroid displa

aneuvers. 

m excursions

for  the  rem

o  the maximer  to  compaiation (ANOV

rs the follownd combinedselected plo

ency  braking‐ and intra‐su

re performeBrake50_01

t)  and  front

e. Both value

e50_01 occu

ns do not sho

kinematics fall three maile in Fig. 4 onto two mainement phaseuver the forwion until arohead and torrsions for hetial phase ofdy segments

acement tim

s of rx andmaining man

mum  initial  ere  excursionVA). 

III. RESULTS

wing approacd maneuverots are discug,  lane  chanubject variab

d twice at a in  the  rema

tal  accelera

es are record

urring at arou

ow such beh

for emergenaneuvers occonly the dispn phases, a foe lasts until award movemund t=1.5 s. rso movemeead and torsof the movems. 

me history in 

ry within  teuvers was

xcursion, whns  in maneu

h was takens are presenussed in the mge  and  combility is addre

velocity of 1ainder of  thi

tion  ax  (righ

ded from CA

und t=0.5 s, w

avior.  

cy maneuvecurs in the salacement in orward movround t=0.5

ment lasts untIn the initialnt was obseo. Median vaent, while Br

frontal direc

the  interval 

used. For m

hile  in  the muvers  to  the 

. First vehiclented separatemain part ofmbined maneessed. 

12 km/h and s work).  In 

ht)  for  the 

AN‐bus data. 

which are lik

rs is collectegittal plane afrontal direcement phases in the Braktil around t=0 forward morved, but thealues of bothrake12_01 le

ction rx of t

0   t  ≤ 0.6 maneuvers  to

maneuvers  tleft  and  rig

e and occupely. A full sef the paper. Teuvers  are 

once at 50 kFig. 3  veloci

three  emer

 Note that t

kely due to a

ed in the appand the assoction is presee and rebounke12_01 and0.4 s and waovement phae magnitudeh, Brake12_0ead to larger

torso (left) an

s  for 12 km

o  the  right  t

to  the  left  tght  these pe

ant kinematet of kinemaThereafter tdiscussed  a

km/h (referrity and  front

gency  braki

here are som

a locking of t

endix (Fig. 1ociated ented. The nd phase thad Brake12_02as followed base a es differ. 02 and r median and

nd head (righ

m/h 

he 

he eak 

ics tic he nd 

ed tal 

ng 

me 

he 

5‐ 

at 2 by 

ht) 

- 787 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

 

(max

an

orpushup

Fi

z

gi

exthmph

Although  tmedian), peaxis, but rotat

nd  head  seg

rientation T

ure  rotationhows furtherpper leg of t

g. 5: Corrido

zHead (right) fo

 The orient

rdle, is a res

xcursion of the same axis median differhase of the m 

there was naking at aroutions with a 

gment  orientTorso

z was ob of  the  torsr excursion the three‐poi

ors of the to

or three eme

ation of the sult from var

he torso segand also theences of 2°, maneuver) th

egligible  lateund t=0.45 smagnitude 

tation  aroun

served  in alo, while  thethan the righint belt 

orso segment

ergency brak

torso segmeious rotation

gment aroune difference Brake12_01 his indicates 

eral motion . No such paof 4°  in both

nd  the  z‐axis

l  three manee head keptht shoulder, 

t orientation

king maneuv

ent, which wns along the 

d the y‐axis (thereof is diand Brake50an effective

the  torso  sattern can bh directions 

s  Torsoz  and euvers  for  tits orientatiwhich was c

n around the

vers. 

as determinspine. In Fig

(Torsoy) is co

splayed. Sinc0_01: 4° in te flection in t

howed  a  roe observed occurred  in 

Headz  are  dhe  forward ion. The  rotconsistent w

e z‐axis zTors

ed from mar. 6 the angle

ompared to tce Torso

y is lahe initial forthe lumbar s

tation  arounin the head this phase. 

displayed. A 

and backwaation was  suith the subje

o (left and th

rkers on the  that corresp

the orientatioarger than ‐ward movempine area. 

nd  the  z‐axisrotation aroIn Fig. 5 cor

significant  t

rd movemeuch  that  theect being he

he orientatio

thorax and sponds to the

on of the segTorso

y (Brake1ment and the

s of up  to 1ound the samridors of tor

torso  segme

nt  indicatinge  left  shouldeld back by t

on of the he

shoulder e forward 

gment aroun12_02: peak e plateau 

12° me rso 

ent 

g a der he 

ad 

nd 

- 788 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

 

Fi

(le

m

B.

reacw

Fi

th

acanFiaranthshinto

g. 6: Corrido

eft,  lighter  l

maneuvers. 

. Lane chan

Lane  chaneferred  to  acceleration awhich was als

g. 7: Corrido

and  lateral 

here is a time

 As in the p

cceleration vnd head segmg. 23). In ordre inverted innd peak excuhe backwardhowed largernitial movemowards the d

ors of the to

ines and  filli

nge 

ge maneuves  LaneLeft50are displayedo observed i

ors including 

acceleration

e delay of ar

previous manvector, i.e. thments are dider to allow n Fig. 8. For tursion in the s movementr excursions ent of the sudoor. This res

rso centroid

ing) and  the

ers were  pe0  and  LaneRd  in Fig. 7. Ain [15]. Some

curves for t

n ay are disp

ound 130 ms

neuvers the mhe excursionssplayed in Fifor an easierthe torso seg initial sidewt there werein the initialubject was tosult is consis

 angle yTors

e difference 

rformed witRight50,  respA time delay e additional 

he median a

layed vs. tim

s between o

main contribs in the horizig. 8 while thr comparisongment both ward movemehowever so movement owards the ctent with a p

so (left, darke

between  th

th  an  initial pectively.  Coof around 1quantities a

as well as the

me for  lane c

nset of the s

bution to thezontal plane he full kinemn between thmedian and ent. For bothome differencphase in thecenter of theprotective m

er lines and 

e  two angle

velocity  of orridors  for 130 ms betwre presented

e 0.16th and 

change mane

steering whe

 occupant mare dominan

matic results ahe maneuveupper limit h the lower cces betweene LaneRight5e vehicle, whovement to 

filling), the s

es  (right)  for 

50 km/h  to the  steeringeen the twod in Fig. 19. 

0.84th quant

euvers to th

eel movemen

movement folnt, thereforeare collectedr displacemecurves showcorridor limitn the maneuv0 maneuverile in LaneLefavoid too clo

segment orie

  three emer

the  left  andg wheel  ango quantities 

tile of steerin

he  left and ri

nt and latera

llows the dire displacemed in the appeent values ofw similar chart in the initiavers. The her. In this maneft50 the subose proximit

entation yTo

rgency braki

d  to  the  righgle  and  latewas observe

ng wheel ang

ght. Note th

al acceleratio

rection of theents of torso endix (Fig. 20f LaneLeft50racteristics al phase and ad segment neuver the bject moved ty to the B‐

orso 

ng 

ht, ral ed, 

gle 

hat 

on. 

0‐ 

- 789 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

pire

Fi

fo

La

ceW

ac

F

c

 

C.

Copeco

 

Fi

planin

mtoac

illar. Compareveals that th

g. 8: Corrido

or lane chang

aneLeft50 ar

 

Analogousentroid x wWhile median

ccounted for 

Fig. 9: Corrid

centroid angl

. Combined

Two combombinedLeftedal activatioomprehensiv

g. 10: Corrid

For  these lane. The fulnd torso segnverse latera

Analogousmovement  lasorso  until  t=cceleration a

ring the peakhere is no sig

ors for the ce

ge maneuver

e displayed. 

ly  to  the  emwere comparn values of 1

r by the torso

ors of the ce

e and the se

d maneuver 

ined maneuvt50 were peron. The resuve collection

dors of fronta

maneuvers l set of occugment  in  latel excursions ly to Brake5sts  from  t=0=1.8 s.  The and complet

k head excurgnificant diff

entroid displ

rs. Note that

mergency  bred for the t12°  for x w

o orientation

entroid angle

egment orien

vers with anrformed, whelting frontal  in Fig. 24. 

al and latera

more  comppant kinemaeral and fronfor Combine50_01 the co0  to around rebound  phte stop of  th

rsion in the fference (F(1,4

acement tim

t for the sake

raking maneorso.  In Fig. were observe

n x, which is

e for the tor

ntation aroun

initial velocere the driveand lateral a

l acceleratio

plex motionsatics was colntal directionedLeft50 are ombined mat=0.3 s and ase  follows he vehicle. T

first phase of40)=2.668, P

me history in 

e of better c

euvers  the  s9, x and thed  in  the  fir

s consistent w

rso around t

nd the same

ity of 50 km/er initiated thacceleration 

on ax and ay f

s were  obselected in then are displayplotted for bneuvers canis  followed thereafter 

The  lateral e

f the movemP=0.11). 

lateral direc

omparison t

segment  oriehe differencrst  second o

with a sheer

he x‐axis xT

 axis (right).

/h, referred the steering mcorridors ar

or combined

rved  and  cae appendix (Fyed  in Fig. 1better compn be describeby an almosand  coincidxcursion  fol

ment in a one

ction ry of tohe inverse e

entation  x  ae of the twof  the maneu

ing moveme

Torso (left) an

to as Combinmotion simue shown in F

d maneuvers

an  no  longerFig. 25‐ Fig. 21, where  in arison. ed  in three pst constant edes  with  a  dlows  the sam

e‐factor ANO

orso (left) an

excursions in 

and  rotationo quantities uver only 6°

ent in the tor

nd the differe

nedRight50 altaneously wFig. 10, again

s. 

r  be  describ28) and excuthe  latter fig

phases. The excursion ofdecreasing  vme  initial pa

VA however

nd head (righ

the maneuv

n  of  the  torare displaye°  thereof we

rso segment

ence betwee

and with the brakn with a more

bed  in  a  singursions of hegure again t

initial forwaf the head avehicle  frontattern, but  t

ht) 

ver 

rso ed. ere 

en 

ke e 

gle ad he 

ard nd tal he 

- 790 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

plcoreprexmw

 

Fi

se

co

 

D

stfrloobw

F

le

lateau‐like  ponstant  forwesponse curvrominent  inxcursion ovemaneuver alswith (F(1,39)=

 

g. 11: Corrid

econd  row) 

omparison th

. Load case

In Fig. 12 mtated the moontal and latoad cases is rbserved in lo

with significan

Fig. 12: Maxi

ead to an init

phase  only  lward  excursives a slight d  the  head er the plateao shows  larg= 6.907, P=0.

dors for the 

of  the  torso

he inverse la

e comparison

maximum heovement durteral directiorestricted to ocations comnt lateral com

mum excurs

tial moveme

asts  until  arion  the  subjdecrease of fsegment  in u‐like phase ger  lateral h01), howeve

centroid dis

o  (left)  and 

teral excursi

n and directi

ead and torsoring emergenon, respectiva range com

mpatible withmponents, si

sion r of heent to the rig

round  t=1.0jects  return forward excCombinedRis observed

head excursier. 

placement t

head  (right)

ions in the m

ion of movem

o excursions ncy braking avely. While thmparable to th braking maimilar to wha

ead and tors

ght. 

s.  Thereafteto  a  positioursion  is obsRight50.  In  t. Similarly toons. Here a 

ime history 

)  for  combin

maneuver Co

ment 

projected toand lane chahe torso motthat in the otneuvers, i.e.at is observe

so during var

er  the  lateraon  dominateserved betwthis  maneuvo the LaneRigone‐factor A

in frontal (ned maneuv

mbinedLeft5

o the horizonnge maneuvtion in the Cother maneuv. predominaned in lane cha

rious maneu

al  excursion ed  by  forwa

ween t=0.3 s ver  also  a  sght50 maneuANOVA show

rx, first row)

ers. Note  th

50 are display

ntal plane areers is predomombinedRighvers, the maxntly excursioange maneuv

uvers. Note t

  decreases, ard movemeand t=0.5 s, slight  increauver the Comws a signific

) and lateral 

hat  for  the  s

yed. 

e presentedminantly obsht50 and Comximum head on to the fronvers. 

that maneuv

i.e.  at  largeent.  In  variowhich  is mose  of  forwambinedRight5cant differen

direction (sake  of  bett

. As previousserved in thembinedLeft5excursion isnt, but also 

vers to the  le

ely ous ost ard 50 nce 

ry, ter 

sly e 0 s 

eft 

- 791 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

E.

extolahem

BBB

LL

CC

 

 

Fi

fo

re

begr

 

wmvalim

. Compariso

In order toxcursions proorso forwardrger excursioead excursio

mentioned. A  

Brake12_01 Brake12_02 Brake50_01 

aneLeft50 aneRight50 

CombinedLefCombinedRig

g. 13: Centro

or all seven t

egion betwee

 Each  subje

etween‐manroup mean a 

Two  limitinwas created bmaneuver numariation  is dumiting  case 

on 

o compare diojected to thd movement ons in the froon in the Com complete ta

M rHead

x

-20-17-15

3

ft50  -10ght50  -8

oid displacem

types of man

en the 25th a

ect  was  expneuver  variaand standard

z

ng cases weby sorting all mber for eacue to havingwas  derive

fferent manhe transversein the regionontal maneumbinedLeft50able of result

MAXIMUM EXCdx [mm] rH

00 ±49 71 ±52 58 ±40 6 ±15

35 ±31 03 ±26 86 ±39

ment r for tneuvers. The

and the 75th p

posed  to  eability  all  absd deviation u

,

re also consz‐values by ch subject, ag different  tyed  by  rando

euvers amone plane are dn between 8uvers, especi0 with respects can be fou

CURSIONS OF HHead

y [mm] 2 ±14

-6 ±18-15 ±23107 ±37

-123 ±7262 ±47

-105 ±62

the head (lef

 error bars i

percentile w

ach  maneuvesolute  head sing 

sidered, one magnitude a case whereypes of subjomly  resamp

ng each othedisplayed in F6 mm and 1ally Brake12ct to the Comund in Table 

TABLE II EAD AND TORS

rHead [mm]200 ±48172 ±52161 ±40109 ±37146 ±30126 ±39145 ±52

ft) and torso

ndicate the 

ith the centr

er.  In  orderand  torso  e

, ,

 being a striand groupinge the within‐sects  (e.g. slapling  the  z‐v

er the norm oFig. 13. All m12 mm. For t2_01, can be mbinedRight2. 

SO IN VARIOUS 

rTorsox [m

8 -1112 -880 -857 -70 139 -512 -33

o (right) segm

range of val

ral white line

r  to  discuss excursion  va

,

ict correlatiog them to sesubject variaack and tensvalues  and 

of the maximmaneuvers shthe head moobserved. Th50 maneuve

MANEUVERS

mm] rTorsoy

±22 5±36 2±17 -2

±9 104±14 -10±15 8±20 -7

ment project

ues within a 

e marking the

the  betwealues were  s

, . (

on of excursts of the appability is minise)  in the teagain  group

mum head anhow comparaovement a tehe significaner has also al

y [mm] rTo

5 ±14 2 ±14

-2 ±15 4 ±22 3 ±22 9 ±22 9 ±37

ted to the tra

 set, the box

e median va

en‐subject  vscaled  by  th

(1) 

ion to the spropriate sizeimized and tst populatioping  them  t

nd torso able mean endency of ntly smaller ready been 

rso [mm] 112 ±23

94 ±2086 ±18

105 ±22105 ±22104 ±21

88 ±36

ansverse pla

xes denote t

lue. 

variability  aheir  respecti

ubjects, whie to match tthe majority on. The secoto  sets  of  t

ne 

he 

nd ve 

ch he of nd he 

- 792 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

apop

acbe

 

Fi

Fi

w

w

chre

10(trestla

beThmvamsuchdu

pescrenediocstspthth

ppropriate  sperations. ThThese limit

ccording to tetween the t 

g. 14: Resca

g. 13) across

within‐subject

within‐subject

Compared hanged only esults to resuFor lane ch

04±22 mm  (orso) and ‐1elaxed and btudy were noteral supporTo the aut

een reportedherefore,  bomaneuvers waried  considmovement is upport of thehanges over ue to belt anThere are 

erformed in cenario. The elatively shoeeds  to  be ifferent  subjccupant motternum are upinal kinemahis area wouhere  are  no 

size.  For  thehis corresponting cases totheir group mtwo limiting 

led values of

s all maneuv

t mean of a 

t mean value

 to the resulslightly dueults in [7] andhange manetorso)  and 123±72 mm (braced subjeot instructedrt structures thors’ knowld yet, therefoth  the  heawere observeerably morerestricted bye seat in the the course ond seat, still lvarious limita productiomissing winrt time add treduced  to jects  and mtion. E.g.  foused, which atics, especiauld be occludmarker  traj

  latter  case nds to a situogether with median valuecases, indica

f the torso (r

vers sorted b

strict order

es of a rando

lts for the bre to  inclusiond [12] are givuvers results107±37 mm head) in Lanects were  red to brace, thof the modiedge no detfore only a cod  and  torsoed.  In contrae  in  the  comy the upper lane changeof the maneuarge inter‐sutations assocn vehicle drdshield, addto this. In tha  few  key 

maneuvers  amr  characterizconsequentlally in the lumded by bodyjectories  ava

a  corridor  fation where the actual z‐e. For both caating a possib

right) and he

by the subjec

ing of subjec

om sample o

IV

raking maneun of a  larger ven here, bus changed co(head)  for  t

neRight50. Inported  for  lahe comparabfied seat. tailed kinemomparison to  maximum st  the assoc

mbined manepart of the 

e cases. Also uver, which ubject variabciated with tiving in a traed cameras,he analysis daquantities  tmong  each zing  the  torsly does not ambar area, cay and seat aailable  in  th

for  the mea no clear ord‐values are dases the obsble distinctio

ead (left) exc

ct median. Fo

ct excursion

of rescaled ex

V. DISCUSSIO

uvers in [13]set of test s

ut the readeronsiderably bthe  excursion [9] lateral hateral peak bly small lat

matic results o braking anexcursions 

ciated directeuvers. Bothtree‐point bfor the comcould explaibility of over the test setuaffic‐like env, modified seata a large ato  characterother, whicso motion 1allow to addan only be innd would prhe  lumbar  sp

an  values wadering of subdisplayed in Fserved distribon of respon

ursion (boxe

or the sake o

  is displayed

xcursion valu

ON 

] the averagesubjects. Ther is referred tby including on were obsehead excursioaccelerationeral head an

for combinend lane chanvalues  comion of  the ph observatiobelt in brakinbined cases,n the second200% in all mup as well asvironment theat and interamount of kirize  complexh may  obsc12 markers  idress bendingnferred fromrobably be dpine  and  pa

as  computedbject types is Fig. 14, wherbution of resse types. 

es; for a desc

of compariso

d  in black. A 

ues is display

e maximum erefore no dto the discusa larger numerved  in  Lanons of 171±5ns of 5 m∙s‐2.nd torso excu

ed  lateral ange maneuve

mparable  to eak excursions  are not  sng and comb, the effectivd observatiomaneuvers ws the analysishe subjects wrior and the nematic datx  human moure  some mncluding mag of the thoradjacent ma

damaged durrts  of  the  p

d  from  seve possible. re all subgrouscaled excurs

cription refer

on the limitin

 corridor of 

yed in gray. 

head and todetailed comssion in [13] mber of subjneLeft50  and58 mm and 1. Although sursions may 

nd  frontal maers is possiblebraking  andon  in  the  trasurprising,  sbined cases ave direction oon. Despite thwas detecteds. Although twere still in anumber of mta from numovement  anmore  subtle arkers on C7racical spinearkers, becaring the mapelvis  area  t

ral  resampli

ups are sortesions lie 

r to  

ng case for t

the estimat

orso excursiomparison of tinstead. ects. Values d  ‐103±22 m121±46 mm fubjects  in  thbe due to t

aneuvers hae at this stagd  lane  chanansverse plaince  the  torand the  lateof acceleratiohe constraind. the tests wean explicit temaneuvers inerous marked  to  compadetails  in  t7, T1, T10  ae. Also detailuse markersneuvers. Sinthe  occupan

ng 

ed 

he 

ed 

ons he 

of mm for his he 

ve ge. ge ne rso ral on ts, 

ere est n a ers are he nd ed  in ce ts’ 

- 793 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

motion  on  the  seat  surface  could  not  be measured.  Therefore  also  a  qualitative  comparison  between  the original seat and the seat used in this study is not possible, which is a further limitation of the study. However from video recordings no major sliding motions were  identified. Female and male subjects were tested with a large range of different anthropometric properties. Nevertheless no analysis concerning these influence factors is presented here, which remains work to be done. 

The  results presented  in  the  study will provide a basis  for  the kinematic validation of active human body models. With the corridors provided e.g. the range of excursions that such models need to be able to simulate can be determined. Also “average”, “slack” and “tense” response  types could be  identified. For very detailed implementation  of  muscle  activity  and  posture  control  as  well  as  simulation  of  internal  forces  additional measures such as muscle activity measurements and forces exerted on belt, seat and steering wheel could be beneficial. 

V. CONCLUSIONS  

In this study a detailed analysis of occupant kinematics with up to 25 subjects under emergency braking, lane change  and  combined maneuvers  is  presented.  Detailed  vehicle  and  occupant  kinematic  corridors  are  also presented.  Largely  consistent excursion magnitudes over  all maneuvers were  recorded with  an  inter‐subject variability of above 200% for every maneuver. Torso rotation due to the asymmetry of the tree‐point belt were addressed  in detail  for emergency breaking maneuvers and  left‐right asymmetries  in  lateral excursions were addressed  in  the  remaining  maneuvers.  Also  a  sheering  motion  in  the  torso  for  brake  and  lane  change maneuvers was identified. 

Results from all load‐cases were combined and consistent excursion values for the torso were found across all maneuvers. Head excursions showed larger variations with the initial braking maneuver leading to the largest values and the lane change maneuver to the left, to the smallest values. 

VI. ACKNOWLEDGEMENT 

VIRTUAL  VEHICLE  Research  Center  is  funded  within  the  COMET  –  Competence  Centers  for  Excellent Technologies – programme by the Austrian Federal Ministry for Transport, Innovation and Technology (BMVIT), the Federal Ministry of Science, Research and Economy  (BMWFW),  the Austrian Research Promotion Agency (FFG),  the  province  of  Styria  and  the  Styrian  Business  Promotion  Agency  (SFG).  The  COMET  programme  is administrated by FFG. 

We  would,  furthermore,  like  to  express  our  thanks  to  our  supporting  industrial  and  scientific  project partners,  in  alphabetical  order:  Daimler  AG  (DI  Christian Mayer),  Partnership  for  Dummy  Technology  and Biomechanics  (Dr.  Norbert  Praxl),  Volkswagen  AG  (DI  Jens  Weber,  DI  Emrah  Yigit),  Graz  University  of Technology, Vehicle Safety Institute, Austria.  

VII. REFERENCES  

[1]   E. Commission, "Towards a European road safety area: policy orientations on road safety 2011‐2020". 

[2]   "Vision Zero Initiative," [Online]. Available: http://www.visionzeroinitiative.com/. 

[3]   S. Ejima, K. Ono, S. Holcombe, K. Kaneoka and M. Fukushima, "A study on occupant kinematics behaviour and muscle activities during preimpact braking based on volunteer tests," in International IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact, Maastricht, The Netherlands, 2007.  

[4]   S. Ejima, Y. Zama, F. Satou, S. Holcombe, K. Ono, K. Kaneoka and I. Shiina, "Prediction of the Physical Motion of the Human Body based on Muscle Activity during Pre‐Impact Braking," in International IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact, Bern, Switzerland, 2008.  

[5]   S. Ejima, D. Ito, F. Satou, K. Mikami, K. Ono, K. Kaneoka and I. Shiina, "Effects of Pre‐impact Swerving/Steering on Physical Motion of the Volunteer in the Low‐Speed Side‐impact Sled Test," in International IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact, Dublin, Ireland, 2012.  

[6]   D. Ito, S. Ejima, S. Kitajima, R. Katoh, H. Ito, M. Sakane, T. Nishino, K. Nakayama, T. Ato and T. Kimura, "Occupant Kinematic Behavior and Effects of a Motorized Seatbelt on Occupant Restraint of Human Volunteers during Low Speed Frontal Impact: Mini‐sled Tests with Mass Production Car Seat," in International IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact, Götheborg, Sweden, 2013.  

- 794 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

[7]   S. M. Beeman, A. R. Kemper, M. L. Madigan, C. T. Franck and S. C. Loftus, "Occupant kinematics in low‐speed frontal sled tests: Human volunteers, Hybrid III ATD, and PMHS.," Accid Anal Prev, vol. 47, pp. 128‐139, Jul 2012.  

[8]   A. R. Kemper, S. Beeman and S. M. Duma, "Effects of Pre‐Impact Bracing on Chest Compression of Human Occupants in Low‐Speed Frontal Sled Tests," in 22th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles (ESV), Washington DC, USA, 2011.  

[9]   L. v. Rooij, H. Elrofai, M. M. G. M. Philippens and H. A. M. Daanen, "Volunteer kinematics and reaction in lateral emergency maneuver tests.," Stapp Car Crash J, vol. 57, pp. 313‐342, Nov 2013.  

[10] S. Carlsson and J. Davidsson, "Volunteer occupant kinematics during driver initiated and autonomous braking when driving in real traffic environments," in International IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact, Krakow, Poland, 2011.  

[11] J. Östh, J. M. Olafsdóttir, J. Davidsson and K. Brolin, "Driver kinematic and muscle responses in braking events with standard and reversible pre‐tensioned restraints: validation data for human models.," Stapp Car Crash J, vol. 57, pp. 1‐41, Nov 2013.  

[12] J. M. Ólafsdóttir, J. K. H. Östh, J. Davidsson and K. B. Brolin, "Passenger Kinematics and Muscle Responses in Autonomous Braking Events with Standard and Reversible Pre‐tensioned Restraints," in International IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact, Götheborg, Sweden, 2013.  

[13] S. Kirschbichler, P. Huber, A. Prüggler, T. Steidl, W. Sinz, C. Mayer and G. A. D`Addetta, "Factors influencing occupant kinematics during braking and lane change maneuvers in a passenger vehicle," in International IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact, Berlin, Germany, 2014.  

[14] P. Huber, S. Kirschbichler, Prüggler A. and T. Steidl, "Three‐dimensional occupant kinematics during frontal, lateral and combined emergency maneuvers," in International IRCOBI Conference on the Biomechanics of Impact, Berlin, Germany, 2014.  

[15] P. Huber, M. Christova, G. A. D’Addetta, E. Gallasch, S. Kirschbichler, C. Mayer, A. Prüggler, A. Rieser, W. Sinz and D. Wallner, "Muscle activation onset latencies and amplitudes during lane change in a full vehicle test," in Proceedings of the IRCOBI Conference, Götheborg, Sweden,2013.  

[16] P. Huber, C. Cagran and W. Müller, "An algorithm to correct for camera vibrations in optical motion tracking systems.," J Biomech, vol. 44, no. 11, pp. 2172‐2176.  

- 795 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

A

 

Fi

br

 

Fi

em

 

. Occupant 

g. 15: Corrid

raking mane

g. 16: Corrid

mergency br

response Br

dors for the c

uvers. 

dors  for  the

raking maneu

rake12_01, B

centroid loca

 centroid di

uvers. 

V

Brake12_02 

ation r time h

splacement 

VIII. APPEND

and Brake50

history of th

r  time hist

DIX 

0_01 

e torso (left)

tory of  the 

) and head (r

torso  (left) a

right) for thr

and head  (r

ree emergen

ight)  for  thr

ncy 

ee 

- 796 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

 

Fi

em

 

Fi

br

g.  17:  Corri

mergency br

g. 18: Corrid

raking mane

dors  for  the

raking maneu

dors for the 

uvers. 

e  segment  o

uvers. 

centroid ang

orientation 

gle  time h

  time  histo

history of the

ory  of  the  to

e torso (left)

orso  (left)  a

and head (r

and  head  (ri

right) for thr

ght)  for  thr

ree emergen

ee 

ncy 

- 797 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

B.

Fi

(la

C.

 

Fi

m

. Vehicle Kin

g. 19: Corrid

ast row) for 

. Occupant 

g. 20: Corrid

maneuvers. 

inematics La

dors of latera

lane change 

response La

dors  for  the

aneLeft50 an

al acceleratio

maneuvers.

aneLeft50 an

  centroid  lo

d LaneRight

on ay and ve

 

nd LaneRight

cation  r  tim

t50 

locity vx (firs

t50 

e history of

st row) and s

f  the  torso  (

steering whe

left) and he

eel angle  a

ad  (right)  fo

and yaw rate

or  lane  chan

e  

ge 

- 798 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

 

Fi

ch

 

Fi

m

 

g. 21: Corrid

hange maneu

g. 22: Corrid

maneuvers. 

dors  for  the

uvers. 

dors for the 

e  centroid di

segment ori

isplacement 

entation  ti

r  time his

ime history o

story of  the 

of the torso 

torso  (left) 

(left) and he

and head  (

ead (right) fo

right)  for  la

or lane chan

ne 

ge 

- 799 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

Fi

m

 

 

D

 

Fi

w

 

g.  23:  Corrid

maneuvers. 

. Vehicle Ki

g. 24: Corrid

wheel angle 

dors  for  the

inematics Co

dors of front

 and yaw ra

e  centroid  a

ombinedLeft

tal and  later

te  (last row

ngle   time

t50 and Com

al accelerati

w) for comb

e  history  of 

binedRight5

ion ax and ayined maneuv

the  torso  (l

50 

y (first row),

vers. 

eft)  and  hea

velocity vx (

ad  (right)  fo

(second row

or  lane  chan

w) and steeri

ge 

ng 

- 800 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

E.

 

Fi

 

Fi

m

. Occupant 

g. 25: Corrid

g. 26: Corrid

maneuvers. 

response Co

ors for the ce

dors for the c

ombinedLeft5

entroid locat

centroid disp

50 and Comb

tion r time hi

placement 

binedRight5

story of tors

r time histor

50 

o (left) and h

ry of the tor

head (right) fo

so (left) and 

or combined

 head (right)

d maneuvers.

) for combin

ed 

- 801 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015

 

Fi

m

 

Fi

m

g. 27: Corrid

maneuvers. 

g.  28:  Corri

maneuvers. 

 

 

dors  for the 

dors  for  the

segment or

e  centroid  a

ientation  t

angle   tim

time history

me  history  of

y of the torso

f  the  torso 

o  (left) and 

(left)  and  h

head  (right)

head  (right) 

 for combin

for  combin

ed 

ed 

- 802 -

IRC-15-89 IRCOBI Conference 2015