[發(fā)明專利]交通事故中車輛墜崖時(shí)沖出崖坡速度計(jì)算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110173497.7
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN112964892A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳子龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01P3/38
• 分類號(hào): G01P3/38;G01C11/34
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.交通事故中車輛墜崖時(shí)沖出崖坡速度計(jì)算方法，所述的計(jì)算方法使用的計(jì)算系統(tǒng)包括無(wú)人機(jī)(1)，無(wú)人機(jī)(1)的機(jī)體底部或降落支架上通過螺栓或卡扣連接豎直朝下設(shè)置的激光鉛垂儀(2)、激光測(cè)距傳感器(3)；激光鉛垂儀(2)、激光測(cè)距傳感器(3)的信號(hào)線與無(wú)人機(jī)(1)的無(wú)線信號(hào)通信裝置(6)通信連接，無(wú)線信號(hào)通信裝置(6)發(fā)射的無(wú)線信號(hào)由無(wú)人機(jī)控制器上設(shè)置的相匹配的無(wú)線信號(hào)通信器接收，無(wú)人機(jī)(1)的控制器通過USB線或RS485總線與微型計(jì)算機(jī)(9)通信連接；微型計(jì)算機(jī)(9)還與觸摸屏式控制設(shè)備(5)通信連接；

所述的激光鉛垂儀(2)、激光測(cè)距傳感器(3)的電源線與無(wú)人機(jī)(1)上搭載的動(dòng)力電池電源線連接，或與單獨(dú)安裝在無(wú)人機(jī)(1)支架上的鋰電池連接；所述的微型計(jì)算機(jī)(9)、觸摸屏式控制設(shè)備(5)的電源線與蓄電池或供電插座連接；

所述的計(jì)算系統(tǒng)還包括長(zhǎng)度為1m或2m的輔助長(zhǎng)度尺(4)，以及直徑為一定值的輔助圓盤(10)；

所述的計(jì)算系統(tǒng)還包括安裝在無(wú)人機(jī)(1)的機(jī)體頂部的環(huán)境探測(cè)模組，環(huán)境探測(cè)模組包括多個(gè)紅外式距離傳感器和攝像頭，紅外式距離傳感器、攝像頭的通信線通過無(wú)人機(jī)(1)的無(wú)線信號(hào)通信裝置(6)與微型計(jì)算機(jī)(9)通信連接；

所述的交通事故中車輛墜崖時(shí)沖出崖坡速度計(jì)算方法，包括順次進(jìn)行的以下步驟：確定坐標(biāo)系步驟、崖坡測(cè)量步驟、車速計(jì)算步驟；

步驟a：所述的確定坐標(biāo)系步驟為：將無(wú)人機(jī)放置在車輛墜崖前駛離路面的位置，在無(wú)人機(jī)旁邊放置輔助長(zhǎng)度尺(4)，然后通過觸摸屏式控制設(shè)備(5)或無(wú)人機(jī)(1)的控制器啟動(dòng)無(wú)人機(jī)(1)，使無(wú)人機(jī)(1)豎直向上飛行一定高度H₀，無(wú)人機(jī)(1)在該高度H₀下啟動(dòng)激光鉛垂儀，使激光鉛垂儀發(fā)出的光線豎直向下照射到地面上形成車輛駛離點(diǎn)D₀，測(cè)量人員將輔助圓盤(10)擺放在車輛駛離點(diǎn)D₀位置，然后控制無(wú)人機(jī)(1)向下俯拍照片，將該照片定義為Z₀；Z₀中包括車輛駛離點(diǎn)D₀所對(duì)應(yīng)的照片中的位置d₀，以及輔助長(zhǎng)度尺(4)、輔助圓盤(10)；無(wú)人機(jī)(1)將Z₀發(fā)送給無(wú)人機(jī)控制器，無(wú)人機(jī)控制器將Z₀發(fā)送給微型計(jì)算機(jī)(9)；

步驟b：微型計(jì)算機(jī)(9)在Z₀中識(shí)別出d₀以及輔助長(zhǎng)度尺(4)，計(jì)算輔助長(zhǎng)度尺(4)在照片Z₀中的長(zhǎng)度l₀，并根據(jù)輔助長(zhǎng)度尺(4)的實(shí)際長(zhǎng)度L₀計(jì)算出縮放比μ，μ＝L₀/l₀；然后將Z₀發(fā)送到觸摸屏式控制設(shè)備(5)中顯示；

步驟c：操作人員在觸摸屏式控制設(shè)備(5)中查找車輛墜崖后的墜落位置d_n，如Z₀中未包括d_n的位置，則操作人員控制觸摸屏式控制設(shè)備(5)向微型計(jì)算機(jī)(9)發(fā)送無(wú)效指令，微型計(jì)算機(jī)(9)控制無(wú)人機(jī)(1)向上繼續(xù)飛行一定高度，使H₀的高度變高，然后返回步驟b；如Z₀中包括d_n的位置，則操作人員將d_n的位置標(biāo)記在Z₀中；

步驟d：微型計(jì)算機(jī)(9)在照片Z₀中，將d₀作為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0,0)，將輔助長(zhǎng)度尺(4)的長(zhǎng)度方向作為X軸方向，在坐標(biāo)原點(diǎn)處顯示出X軸，并繪制一條過坐標(biāo)原點(diǎn)且與X軸垂直的直線作為Y軸；

步驟e：所述的崖坡測(cè)量步驟為：微型計(jì)算機(jī)(9)在照片Z₀中，將d₀和d_n連接，形成直線l₂，計(jì)算出l₂與X軸之間的角度α；然后由操作人員在l₂中選擇n-1個(gè)點(diǎn)位，分別標(biāo)記為d₁、d₂……d_n-1，其中n≥3；微型計(jì)算機(jī)(9)根據(jù)縮放比μ計(jì)算出d₁、d₂……d_n-1、d_n所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的坐標(biāo)點(diǎn)D₁、D₂……D_n-1、D_n后，控制無(wú)人機(jī)(1)的環(huán)境探測(cè)模組探測(cè)無(wú)人機(jī)(1)周圍環(huán)境，然后按照A*算法計(jì)算無(wú)人機(jī)(1)飛行至D₁、D₂……D_n-1、D_n位置的路徑，并依據(jù)規(guī)劃路徑依次飛行至D₁、D₂……D_n-1、D_n位置，飛行至D₁、D₂……D_n-1、D_n位置時(shí)，調(diào)整無(wú)人機(jī)(1)的高度保持D₀懸停，無(wú)人機(jī)(1)的高度懸停時(shí)激光測(cè)距傳感器(3)測(cè)量無(wú)人機(jī)(1)在此位置距離崖坡的豎直高度H₁、H₂……H_n，無(wú)人機(jī)將H₁……H_n數(shù)據(jù)傳送給微型計(jì)算機(jī)(9)。

步驟f：所述的車速計(jì)算步驟為：微型計(jì)算機(jī)(9)將D₁、D₂……D_n-1、D_n作為橫坐標(biāo)，將H₁、H₂……H_n作為縱坐標(biāo)繪制出車輛墜崖前駛離路面位置D₀至車輛墜崖后的墜落位置D_n的崖坡截面線Y₀；然后將D₀至D_n的水平距離作為車輛墜崖計(jì)算的水平距離x，將H_n減去H₀的高度作為車輛墜崖計(jì)算的垂直距離h，使用下述公式求出車輛墜崖最低速度V_n：

式中：

V_n——車輛墜崖最低速度，單位為千米每小時(shí)(km/h)；

x——路面駛離點(diǎn)至車輛跌落點(diǎn)的水平距離，單位為米(m)；

h——路面駛離點(diǎn)至車輛跌落點(diǎn)的垂直高度，單位為米(m)；

g——重力加速度，取9.8m/s²；

步驟g：微型計(jì)算機(jī)(9)根據(jù)V_n、x、h參數(shù)，以及經(jīng)典物理學(xué)中物體平拋運(yùn)動(dòng)公式繪制出車輛墜崖平拋曲線S_n；

步驟h：將S_n與崖坡截面線Y₀進(jìn)行對(duì)比，若二者不產(chǎn)生交點(diǎn)，則進(jìn)入步驟i；若二者產(chǎn)生交點(diǎn)，則微型計(jì)算機(jī)(9)向觸摸屏式控制設(shè)備(5)發(fā)送墜落點(diǎn)錯(cuò)誤指令，并提醒操作人員需要重新選擇d_n，然后返回步驟c；

步驟i：微型計(jì)算機(jī)(9)將崖坡截面Y₀、車輛墜崖最低速度V_n車輛墜崖平拋曲線S_n發(fā)送到觸摸屏式控制設(shè)備(5)進(jìn)行顯示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通事故中車輛墜崖時(shí)沖出崖坡速度計(jì)算方法，其特征在于：所述的無(wú)人機(jī)(1)為大疆精靈4Phantom 4 Pro V2.0四軸航拍飛行器，或大疆悟Inspire 2四軸航拍飛行器；所述的觸摸屏式控制設(shè)備(5)為蘋果公司的ipad觸摸屏式平板電腦，或觸摸屏式智能手機(jī)，或觸摸屏式筆記本電腦；所述的激光鉛垂儀(2)為對(duì)中指向工程專用激光鉛垂儀，或JC-300激光垂準(zhǔn)儀；所述的激光測(cè)距傳感器(3)為TOF激光雷達(dá)測(cè)距模塊或HG-C1100激光位移傳感器或TFminiPlus激光雷達(dá)傳感器。