Human body behavior in a lane change maneuver

According to European Commission of Mobility and Transport in European Region, road crashes result annually in 120,000 deaths and 2.4 million injuries. Today a lot of work is continuously done in order to constantly reduce crash fatalities. The most important automotive companies around the world are unanimous in predicting the emergence of autonomous driving in the next two decades and its fundamental role in driving safety area. In order to develop autonomous active safety control systems, a detailed knowledge of human body behavior during pre-crash scenario, is mandatory. Within this work, a detailed car-human body FE model has been subjected to a sudden lane change maneuver aiming to investigate how lateral vehicle dynamics affects GHBMC human body model during pre-crash simulation. Moreover, a model of active neck muscles has been integrated in the GHBMC model to understand their effect on head kinematics during pre-crash scenario. GHBMC human body model performances have been compared with experimental results presented at IRCOBI Conference 2015, showing that GHBMC human body model is sensitive to pre-crash scenario inertia force field and reacts in a realistic way to the maneuver, however, some active torso muscles are needed to achieve perfect correlation with experimental data.

Secondo la Commissione europea della mobilità e dei trasporti, gli incidenti stradali generano annualmente 120.000 morti e 2.4 milioni di feriti in Europa. Oggi, per ridurre costantemente i decessi causati da incidenti stradali, un continuo lavoro di ricerca viene svolto in questo ambito. Le più importanti aziende automobilistiche in tutto il mondo prevedono l'emergere di sistemi di guida autonoma nei prossimi vent’anni e concordano sul loro ruolo fondamentale nell’ambito della sicurezza stradale. Per sviluppare sistemi di controllo autonomo sul veicolo, è obbligatoria una conoscenza dettagliata del comportamento del corpo umano durante un eventuale scenario di pre-crash. In questo lavoro, un modello dettagliato di auto-corpo umano ad elementi finiti è stato usato per simulare un’ improvvisa manovra evasiva con lo scopo di capire come la dinamica laterale del veicolo influenza il modello di corpo umano (GHBMC model) durante simulazioni di pre impatto. Inoltre, un modello di muscoli attivi nella regione del collo, è stato integrato nel modello di corpo umano per comprendere il loro effetto sulla cinematica del capo. Le prestazioni del modello GHBMC sono state confrontate con i risultati sperimentali presentati alla conferenza IRCOBI 2015, mostrando che il modello GHBMC è sensibile alle forze di inerzia in uno scenario di pre-crash e che reagisce in modo realistico alla manovra. Tuttavia l’attivazione muscolare nella zona toracica è necessaria per ottenere una perfetta correlazione con i dati sperimentali.