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交通事故再现模拟软件的设计与实现

作　者: 李慧
导　师: 王新年
学　校: 大连海事大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 交通事故再现模拟多排道轨迹拟合碰撞点检测
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 53次
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内容摘要

随着社会经济的快速发展,汽车得到了广泛的使用,道路交通事故频发,不仅造成了巨大的经济损失,而且还威胁着人类的生命安全。如何使用计算机技术高效、方便的演示整个交通事故,已经成为一项社会高度关注并具有重要意义的研究课题。本文目的是设计并实现一个界面简洁、操作方便、功能多样的交通事故可视化演示软件,为交警演示交通事故提供辅助手段。本软件的主要特色功能包括：1)交通事故现场的场景布置根据现场绘图技术,利用计算机绘图实现了快捷的事故现场场景布置功能。其中,多排交通弯道的自动生成是本文的特色之一,通过点击和属性设置,可以自动形成所需要的各种多排弯道。2)自动检测车辆碰撞点自动检测碰撞点目的是确认和检测车辆碰撞过程中的碰撞点。本文在合理假设的基础上,应用动能定理、动量定理等有关力学理论,采用不同的车辆碰撞模型及碰撞点检测模型自动计算出碰撞点位置。3)车辆自动沿指定路径行驶该功能目的在于演示交通事故发生前后车辆的行驶状况,主要包括运行轨迹、速度和行驶过程中出现的翻车、追尾等典型动作。本文首先采用曲线拟合形成车辆行驶轨迹,在车辆沿轨迹自动运行时,车辆的运行方向由轨迹的切线方向决定,然后通过控制点设置达到控制车辆速度及碰撞车体变化的目的。4)火花等特效功能此功能可使沿轨迹运行的车辆发生碰撞时引起的火花及车体零件爆毁等现象得以更加生动、形象的展示。另外,通过对控制点处的多帧图片及动画图片进行设置,还可以实现碰撞花火、物体自动旋转等特效。本软件以Windows作为运行平台,用VC++实现,并已通过了用户的测试,在国内多家交管局得到应用,能够较形象的演示事故发生的全过程,取得较好的效果,具有一定的社会价值。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第1章绪论  12-19
  1.1 交通事故再现分析研究的意义  12-13
  1.2 国内外交通事故再现研究的发展及现状  13-18
    1.2.1 国内外对交通事故研究的历史进程  13-14
    1.2.2 事故再现计算机软件应用的历史进程  14-15
    1.2.3 事故再现计算机软件的发展现状  15-18
  1.3 本文的主要工作  18
  1.4 论文的组织结构  18-19
第2章交通事故再现系统总体设计  19-31
  2.1 系统功能组成  19-23
    2.1.1 场景的布置  20-22
    2.1.2 车辆沿轨迹的自动运行  22-23
    2.1.3 碰撞点检测  23
  2.2 系统功能特色  23-25
  2.3 系统的实施方案  25-29
    2.3.1 运行环境  25
    2.3.2 开发工具  25-26
    2.3.3 主要功能的实现方法  26-29
    2.3.4 测试方法  29
  2.4 关键技术  29-31
第3章多排交通弯道的生成  31-42
  3.1 多排弯道生成算法  31-35
    3.1.1 分段贝塞尔曲线算法  31-32
    3.1.2 曲线的平行线算法  32-34
    3.1.3 8邻域递归洪水填充算法  34-35
  3.2 多排弯道实现方法  35-38
    3.2.1 实现方法流程  35-36
    3.2.2 曲线的生成  36-37
    3.2.3 多排曲线的生成  37-38
    3.2.4 闭合多排曲线为封闭图形  38
    3.2.5 多排弯道属性设置  38
  3.3 多排弯道实现结果  38-42
    3.3.1 单排弯道的生成  38-39
    3.3.2 多排弯道的生成  39-42
第4章车辆沿轨迹运行过程的模拟  42-53
  4.1 车辆沿轨迹运行过程实现流程  42-43
  4.2 车辆运行轨迹的生成  43-44
    4.2.1 车辆运行轨迹的实现  43
    4.2.2 车辆运行轨迹的合并  43-44
  4.3 车辆沿指定轨迹运行算法及实现  44-48
    4.3.1 车辆沿指定轨迹运行算法  44-45
    4.3.2 车辆沿指定轨迹运行的实现  45-46
    4.3.3 车辆速度及动作设置  46-48
  4.4 特效效果的生成  48-53
    4.4.1 着火特效原理及实现  48-50
    4.4.2 碰撞火花特效实现  50-51
    4.4.3 指定对象的自旋转  51-53
第5章交通事故车辆碰撞点检测  53-66
  5.1 车辆碰撞事故的力学分析  53-55
    5.1.1 迎面正碰  53-54
    5.1.2 追尾正碰  54
    5.1.3 二维碰撞  54-55
  5.2 车辆事故碰撞模型及其实现  55-61
    5.2.1 一维车辆碰撞模型建立及其实现  55-56
    5.2.2 二维车辆碰撞模型建立及其实现  56-61
  5.3 车辆碰撞的判定  61-63
    5.3.1 车辆特征点的选取以及坐标的确定  61
    5.3.2 坐标系的选择和坐标变换  61-62
    5.3.3 车辆碰撞的判定条件  62-63
  5.4 车辆碰撞点坐标的自动计算  63-64
  5.5 碰撞点检测实现结果  64-66
第6章软件应用实例  66-75
  6.1 小汽车撞击护栏案例  66-68
    6.1.1 案情介绍  66
    6.1.2 案例演示  66-68
  6.2 昌平八车相撞案例  68-71
    6.2.1 案情介绍  68
    6.2.2 案例演示  68-71
  6.3 铁路桥货车上人被甩出案例  71-72
    6.3.1 案情介绍  71
    6.3.2 案例演示  71-72
  6.4 摩托车、自行车、吉普车互碰案例  72-75
    6.4.1 案情介绍  72
    6.4.2 案例演示  72-75
结论与展望  75-76
参考文献  76-80
致谢  80

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