基于激光點(diǎn)云的碰撞沖量法反求事故車速研究.pdf

1、我國汽車保有量的激增，不完善的交通設(shè)施與道路規(guī)劃，淡薄的安全意識等因素致使交通事故頻發(fā)，也使得汽車安全問題引起越來越多的人關(guān)注。對于事故的再現(xiàn)研究有助于了解事故發(fā)生原因，制定有效預(yù)防措施，并為司法責(zé)任認(rèn)定提供科學(xué)依據(jù)。交通事故再現(xiàn)分為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)推算兩個(gè)階段。鑒于事故現(xiàn)場的不可恢復(fù)性，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的完整性和準(zhǔn)確性對分析處理相當(dāng)重要。隨著三維激光測量技術(shù)的發(fā)展，人們開始研究將其應(yīng)用于事故現(xiàn)場的數(shù)據(jù)獲取中，并取得了一定的成果，

2、但常用的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)推算方法并不完全適用于海量的激光測量數(shù)據(jù)。為此本文以激光掃描點(diǎn)云為依據(jù)，對事故車速推算方法開展研究。主要內(nèi)容有：
　?。?）為了全面、高效和準(zhǔn)確地獲取三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)行交通事故勘查時(shí)，結(jié)合碰撞痕跡制定有效的掃描計(jì)劃。為實(shí)現(xiàn)事故現(xiàn)場三維空間的重建，合理安排掃描儀站點(diǎn)位置和數(shù)量以獲取足夠多的數(shù)據(jù)來進(jìn)行點(diǎn)云的拼接配準(zhǔn)。同時(shí)針對透明或黑色物體表面對激光束反射率較低的問題，通過噴涂工業(yè)顯像劑來提高掃描效果。
　

3、?。?）原始的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量龐大且夾雜許多噪聲點(diǎn)，不適合直接用于事故的分析處理，需進(jìn)行必要的點(diǎn)云預(yù)處理，包括ICP算法的多站點(diǎn)拼接配準(zhǔn)，依據(jù)k-d tree點(diǎn)云拓?fù)潢P(guān)系的鄰域平均值算法剔除噪聲點(diǎn)和共頂點(diǎn)三角網(wǎng)格去冗余。
　?。?）對于常用的車速推算方法中利用車輛碰撞結(jié)束后的滑移軌跡來計(jì)算碰撞發(fā)生時(shí)的車速所存在的誤差較大及適用范圍小的問題，以車輛碰撞沖量作用方向?yàn)闂l件，結(jié)合二維碰撞動(dòng)力學(xué)模型和碰撞沖量-變形能二次橢圓方程推導(dǎo)出一種新的基

4、于碰撞沖量的車速反求算法。相對于滑移軌跡，直接利用碰撞過程中的車輛特征來推算碰撞車速可以有效減小誤差。
　?。?）研究根據(jù)事故遺留痕跡來獲取車輛的碰撞沖量方向用于沖量法的車速反求。依據(jù)車輛變形與碰撞沖量間的密切關(guān)系，建立兩者相互轉(zhuǎn)換的方程式，結(jié)合三維激光掃描儀處理事故現(xiàn)場獲取的車輛變形角度特征來計(jì)算沖量的作用方向。為了得到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換方程，利用LS-DYNA仿真車輛碰撞以獲取變形角度與沖量作用方向的數(shù)據(jù)，通過Matlab計(jì)算得出相應(yīng)