[發明專利]基于攝影測量與車身外輪廓變形的汽車碰撞事故再現方法

無效

• 申請號: 200710045440.9
• 申請日: 2007-08-30
• 公開（公告）號: CN101173856A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 金先龍;劉軍勇;張曉云;郭磊;杜新光
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01C11/08
• 分類號: G01C11/08;G01B11/16;G01B11/24;G06T17/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種用于交通運輸技術領域的方法，具體是一種基于攝影測量與車身外輪廓變形的汽車碰撞事故再現方法。

背景技術

為了對汽車碰撞事故進行再現分析，通常從能量、動量等多個角度，根據碰撞階段的特征參數(如車輛變形特性、回彈系數、接觸面摩擦因數、碰撞中心等)以及從事故現場拍攝的圖像，運用集中參數模型方法和多剛體系統動力學方法進行事故分析，目前國際上常用事故分析方法包括沖量/動量分析方法和變形/能量分析方法。另外，拋撒物拋距分析方法、幾何與時間分析方法及離心力分析方法等在特定的條件下也被予以應用。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利申請號：CN200510027720.8，該專利涉及一種基于車身關鍵點三維變形的汽車碰撞事故再現方法，該方法首先通過三坐標測量儀對車身內輪廓變形的關鍵點進行物理測量，然后建立事故場景及事故整車的有限元模型，最后通過多次迭代計算，得到關鍵點變形的數值模擬結果與真實碰撞測量結果一致，從而對事故進行再現。但是三坐標測量儀一方面價格比較昂貴，另一方面需要專業人員才能操作，且需要較長時間，另外該方法用到的整車有限元模型，這使得建模以及模擬計算過程中都極為耗時，使得事故再現的效率大大降低，不符合快速處理交通事故的要求。

魯光泉，李一兵在《交通運輸工程與信息學報》2005.Vol3(9)：63~67上發表的“基于普通數碼相機的交通事故攝影測量技術及其研究進展”，論述了基于普通數碼相機的攝影測量技術在交通事故領域中的應用和研究現狀。該文指出，自20世紀90年代三維攝影測量技術開始在事故再現領域應用，目前主要應用于交通事故現場及環境的三維建模，對車輛以及車身變形的三維建模還處于研究階段。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足和缺陷，提出一種基于攝影測量與車身外輪廓變形的汽車碰撞事故再現方法，使其替代使用激光測距儀、三坐標測量儀的車身變形測量方法，以及整車有限元的事故再現方法，并可解決在沒有剎車印跡或剎車印跡不清晰情況下對交通事故的再現分析。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：

第一步，對事故涉及變形車輛及與其型號相同且完好車輛進行攝影測量；

所述的攝影測量，是指：在車輛周圍均勻擺放四個相同的攝影測量標定物，形成一個矩形區域，以該矩形區域為攝影中心，用數碼相機順時針方向對車輛現場進行四點取景，相鄰拍攝方位之間近似成90°角，并保證每張照片中至少包含三個標定物，并分別測量記錄四個標定物之間的相對位置，實現對車輛現場的攝影測量標定。

第二步，建立事故車輛變形部位外輪廓以及與其型號相同且完好車輛外輪廓的三維數值模型；

將拍攝到的變形車輛的照片導入計算機，選取車輛變形輪廓上一定量的點作為特征點，得到其像素坐標值，根據DLT方法建立像空間坐標系與物方空間坐標系(實際空間中的坐標)的關系，通過最小二乘法進行迭代求得這些點的物方空間坐標，然后把相關點進行連接，即可建立車輛變形部位外輪廓的三維數值模型。這些特征點可以對車輛的變形輪廓進行描繪，通常選取在汽車車架附近，因為這些地方一般剛度較大，是主要的吸能區，如對于前碰和追尾碰撞，可以選擇在前后保險杠上，對于側碰可以選在門底框上。

用同樣方法選取完好車輛的外輪廓特征點，建立車輛外輪廓模型并把它作為基準數值模型。對正面碰撞或斜碰撞，車身前部輪廓特征要細化，對側面碰撞，車身的側面零部件要進行詳細描述，其他地方可以適當簡化。

第三步，分析比較基準模型與變形模型，用矢量法求出特征點處變形量大小及變形輪廓的傾斜角度；

通過變形車身上存在的未變形處的特征(如點特征或者線特征)和同型號的未變形車輛對應的特征進行匹配，進而把基準數值模型導入到變形車輛的模型中，這樣變形部分在完好整車中的相對位置就可以得到確定，然后拾取變形部位的特征點與完好模型中的對應點坐標，計算出各特征點處的變形量，進而算出變形輪廓的傾斜角度。