[发明专利]基于摄影测量与车身外轮廓变形的汽车碰撞事故再现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于交通运输技术领域的方法，具体是一种基于摄影测量与车身外轮廓变形的汽车碰撞事故再现方法。

背景技术

为了对汽车碰撞事故进行再现分析，通常从能量、动量等多个角度，根据碰撞阶段的特征参数(如车辆变形特性、回弹系数、接触面摩擦因数、碰撞中心等)以及从事故现场拍摄的图像，运用集中参数模型方法和多刚体系统动力学方法进行事故分析，目前国际上常用事故分析方法包括冲量/动量分析方法和变形/能量分析方法。另外，抛撒物抛距分析方法、几何与时间分析方法及离心力分析方法等在特定的条件下也被予以应用。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号：CN200510027720.8，该专利涉及一种基于车身关键点三维变形的汽车碰撞事故再现方法，该方法首先通过三坐标测量仪对车身内轮廓变形的关键点进行物理测量，然后建立事故场景及事故整车的有限元模型，最后通过多次迭代计算，得到关键点变形的数值模拟结果与真实碰撞测量结果一致，从而对事故进行再现。但是三坐标测量仪一方面价格比较昂贵，另一方面需要专业人员才能操作，且需要较长时间，另外该方法用到的整车有限元模型，这使得建模以及模拟计算过程中都极为耗时，使得事故再现的效率大大降低，不符合快速处理交通事故的要求。

鲁光泉，李一兵在《交通运输工程与信息学报》2005.Vol3(9)：63~67上发表的“基于普通数码相机的交通事故摄影测量技术及其研究进展”，论述了基于普通数码相机的摄影测量技术在交通事故领域中的应用和研究现状。该文指出，自20世纪90年代三维摄影测量技术开始在事故再现领域应用，目前主要应用于交通事故现场及环境的三维建模，对车辆以及车身变形的三维建模还处于研究阶段。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足和缺陷，提出一种基于摄影测量与车身外轮廓变形的汽车碰撞事故再现方法，使其替代使用激光测距仪、三坐标测量仪的车身变形测量方法，以及整车有限元的事故再现方法，并可解决在没有刹车印迹或刹车印迹不清晰情况下对交通事故的再现分析。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步，对事故涉及变形车辆及与其型号相同且完好车辆进行摄影测量；

所述的摄影测量，是指：在车辆周围均匀摆放四个相同的摄影测量标定物，形成一个矩形区域，以该矩形区域为摄影中心，用数码相机顺时针方向对车辆现场进行四点取景，相邻拍摄方位之间近似成90°角，并保证每张照片中至少包含三个标定物，并分别测量记录四个标定物之间的相对位置，实现对车辆现场的摄影测量标定。

第二步，建立事故车辆变形部位外轮廓以及与其型号相同且完好车辆外轮廓的三维数值模型；

将拍摄到的变形车辆的照片导入计算机，选取车辆变形轮廓上一定量的点作为特征点，得到其像素坐标值，根据DLT方法建立像空间坐标系与物方空间坐标系(实际空间中的坐标)的关系，通过最小二乘法进行迭代求得这些点的物方空间坐标，然后把相关点进行连接，即可建立车辆变形部位外轮廓的三维数值模型。这些特征点可以对车辆的变形轮廓进行描绘，通常选取在汽车车架附近，因为这些地方一般刚度较大，是主要的吸能区，如对于前碰和追尾碰撞，可以选择在前后保险杠上，对于侧碰可以选在门底框上。

用同样方法选取完好车辆的外轮廓特征点，建立车辆外轮廓模型并把它作为基准数值模型。对正面碰撞或斜碰撞，车身前部轮廓特征要细化，对侧面碰撞，车身的侧面零部件要进行详细描述，其他地方可以适当简化。

第三步，分析比较基准模型与变形模型，用矢量法求出特征点处变形量大小及变形轮廓的倾斜角度；

通过变形车身上存在的未变形处的特征(如点特征或者线特征)和同型号的未变形车辆对应的特征进行匹配，进而把基准数值模型导入到变形车辆的模型中，这样变形部分在完好整车中的相对位置就可以得到确定，然后拾取变形部位的特征点与完好模型中的对应点坐标，计算出各特征点处的变形量，进而算出变形轮廓的倾斜角度。