(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210790888.8 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 北京中科力 信科技有限公司 地址 100000 北京市海淀区海淀大街31号2 层213号 (72)发明人 杨喆　唐帆　 (74)专利代理 机构 北京和信华成知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11390 专利代理师 胡剑辉 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) F41H 1/02(2006.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种防弹衣防护性能的多参量耦合评估方 法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种防弹衣防护性能的多参 量耦合评估方法及系统， 包括以下步骤： 步骤S1、 构建由子弹结构、 防弹衣结构、 人体结构和空气 结构组成的弹道冲击模型； 步骤S2、 搭建防弹衣 防护性能评估系统， 利用所述前处理界面对所述 弹道冲击模 型进行参数设置以及可视化展示； 步 骤S3、 利用所述后处理界面基于前处理界面 设置 后的所述弹道冲击模型进行弹道冲击仿真， 并记 录弹道冲击仿真的仿真结果， 以及基于弹道冲击 仿真的仿真结果进行防弹衣防护性能的评估和 评估结果的可视化展示， 以实现对防弹衣的防护 性能进行多参量的定量化评估。 本发 明耦合了人 体多项生物力学响应参数， 能够对 人体损伤程度 进行定性和定量分析， 可以克服单一BFS评估标 准带来的局限性。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115186540 A 2022.10.14 CN 115186540 A 1.一种防弹衣防护性能的多参 量耦合评估方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1、 构建由子弹结构、 防弹衣结构、 人体结构和空气结构组成的弹道冲击模型， 其 中， 人体结构包括骨骼系统、 内脏器官、 躯干结构， 所述躯干结构由外到内依次为皮肤、 肌 肉、 胸腔、 内脏， 所述骨骼系统包含胸腹部骨骼， 以及四肢和 头部骨骼， 内脏器官包含心脏、 肺脏、 肝脏、 肾脏、 胰脏、 脾脏、 肠胃和横膈膜， 以及头 部的大脑器官和小脑器官； 步骤S2、 搭建由前处理界面和后处理界面的防弹衣 防护性能评估系统， 利用所述前处 理界面对所述弹道冲击模型进行参数设置以及可视化展示； 步骤S3、 利用所述后处理界面基于前处理界面设置后的所述弹道冲击模型进行弹道冲 击仿真， 并记录弹道冲击仿真的仿真结果， 以及基于弹道冲击仿真的仿真结果进行防弹衣 防护性能的评估和评估结果的可视化展示， 以实现对防弹衣的防护性能进 行多参量的定量 化评估。 2.根据权利要求1所述的一种防弹衣防护性 能的多参量耦合评估方法， 其特征在于： 所 述利用所述前处 理界面对所述弹道冲击模型进行参数设置以及可视化展示， 包括： 所述前处 理界面对子弹结构中子弹质量和子弹速度进行设置； 所述前处 理界面对防弹衣结构中防弹层和缓冲层进行 材质、 厚度和层数设置； 所述前处理界面对弹道冲击模型的计算时长和CPU数量进行设置， 并对弹道冲击模型 进行可视化展示。 3.根据权利要求2所述的一种防弹衣防护性 能的多参量耦合评估方法， 其特征在于： 所 述弹道冲击仿真的仿真结果包括： 弹道冲击点处的人体皮肤的变形曲线、 人体胸腔的速度 响应曲线和人体心脏的压力响应曲线。 4.根据权利要求3所述的一种防弹衣防护性 能的多参量耦合评估方法， 其特征在于： 所 述防弹衣防护性能的评估 包括： 设定防弹衣击穿性、 人体皮肤凹陷深度、 人体胸腔速度和人体心脏压力作为防弹衣 防 护性能的评估指标； 利用防弹衣击穿 性进行防弹衣防护性能评估， 包括： 判断防弹衣是否被击穿， 其中， 若防弹衣被击穿， 则判定防弹衣无效； 若防弹衣未被击穿， 则 利用人体皮肤凹陷深度进行防弹衣防护性能评估； 所述利用人体皮肤凹陷深度和凹陷体积进行防弹衣防护性能评估， 包括： 根据弹道冲击点处的人体皮肤的变形曲线， 获得人体皮肤的最大凹陷深度BFS； 将所述 最大凹陷深度BFS与警用GA标准 规定的25m m进行比较， 其中， 若最大凹陷深度BFS高于警用GA标准 规定的25m m， 则判定防弹衣无效； 若最大凹陷深度BFS低于或等于警用GA标准规定的25mm， 则利用人体胸腔速度进行防 弹衣防护性能评估； 所述利用人体胸腔速度进行防弹衣防护性能评估， 包括： 根据人体胸腔的速度响应曲线， 获得人体胸腔的最大向内运动速度， 并以速度评估准 则基于最大向内运动速度判断出 人体钝性损伤概 率； 将人体钝 性损伤概 率与预设概 率50％进行比较， 其中， 若人体钝 性损伤概 率高于预设概 率50％， 则判定防弹衣无效；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115186540 A 2若人体钝性损伤概率低于或等于预设概率50％， 则利用人体心脏压力进行防弹衣防护 性能评估； 所述利用人体心脏 压力进行防弹衣防护性能评估， 包括： 根据人体心脏的压力响应曲线， 获得 人体心脏的峰值压力； 将人体心脏的峰值压力与心脏的耐受压力127～19 2kPa进行比较， 其中， 若人体心脏的峰值压力超过心脏的耐受压力127～19 2kPa， 则判定防弹衣无效； 若人体心脏的峰值压力未超过心脏的耐受压力127～192kPa， 则利用人体皮肤凹陷深 度BFS、 人体胸腔速度和人体心脏 压力对防弹衣防护性能进行多参 量耦合评估； 所述利用人体皮肤凹陷深度BFS、 人体胸腔速度和人体心脏压力对防弹衣 防护性能进 行多参量耦合评估， 包括： 若人体皮肤凹陷深度BFS或人体胸腔速度或人体心脏压力不符合相应标准， 则表示人 体有明显的BABT损伤， 并判定防弹衣无效； 若人体皮肤凹陷深度BFS、 人体胸腔速度和人体心脏压力均符合相应标准， 则表示人体 无明显的BABT损伤， 并判定防弹衣有效； 所述相应标准包括最大凹陷深度B FS低于或等于警用GA标准规定的25mm且人体钝性损 伤概率低于或等于预设概率50％且人体心脏的峰值压力未超过心脏的耐受压力127～ 192kPa。 5.根据权利要求4所述的一种防弹衣防护性 能的多参量耦合评估方法， 其特征在于： 所 述后处理界面以云图形式对人体心脏的损伤程度进行显示以实现评估结果的可视化展示。 6.根据权利要求5所述的一种防弹衣防护性 能的多参量耦合评估方法， 其特征在于： 所 述弹道冲击点处的人体皮肤的变形曲线、 人体胸腔的速度响应曲线和人体心脏的压力响应 曲线是由基于BP神经网络模型预先建立的指标曲线 预测模型预测生成， 所述指标曲线预测 模型的构建包括： 监测一组真实弹道冲击场景下的弹道冲击点处 的人体皮肤的变形曲线、 人体胸腔的速 度响应曲线和人体心脏的压力响应曲线， 并提取一组真实弹道冲击场景下 的子弹结构、 防 弹衣结构、 人体结构和空气结构的结构参数； 将所述子弹结构、 防弹衣结构、 人体结构和空气结构的结构参数作为BP神经网络模型 的输入项， 将弹道冲击点处的人体皮肤的变形曲线、 人体胸腔的速度响应曲线和人体心脏 的压力响应曲线作为BP神经网络模 型的输出项， 利用BP神经网络模 型基于所述输入项和所 述输出项 进行模型训练得到所述指标曲线预测模型。 7.一种根据权利要求1 ‑6任一项所述的防弹衣防护性能的多参量耦合评估方法的防弹 衣防护性能评估系统， 其特征在于， 包括前 处理界面和 后处理界面， 所述前 处理界面包括子 弹界面、 防弹衣界面和计算 参数界面， 其中， 所述前处 理界面用于对所述弹道冲击模型进行参数设置以及可视化展示； 所述后处 理界面用于防弹衣防护性能的评估和评估结果的可视化展示。 8.根据权利要求7所述的防弹衣防护性 能评估系统， 其特征在于， 所述子弹界面用于设 置子弹质量和子弹速度， 所述防弹衣界面用于 设置防弹层和缓冲层 进行材质、 厚度和层数， 所述计算参数界面用于设置弹道冲击模型的计算时长和CPU数量， 并对弹道冲击模型进行 可视化展示。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115186540 A 3