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基于摄影测量的事故车辆碰撞变形分析方法研究

作　者: 蔡晓敏
导　师: 李一兵
学　校: 清华大学
专　业: 机械工程
关键词: 交通事故再现 直接线性变换模型 碰撞变形 等效碰撞速度
分类号: U491.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 257次
引　用: 3次
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内容摘要


常见的事故类型通常都伴随着车辆的碰撞变形,事故车辆动能的一部分在碰撞中转化为变形能。表征变形能大小的等效碰撞速度是交通事故再现分析中的重要参数。对事故车辆的变形程度进行勘查测量是估计等效碰撞速度的必要环节。目前由交通事故鉴定人员到事故车辆停放现场,使用皮尺等工具对其进行传统的手工测量。论文提出了一种基于近景摄影测量的DLT(直接线性变换)模型的事故车辆勘查新方法。鉴定人员对事故车辆进行符合一定规范的拍摄,再将拍摄得到的多张照片导入本文开发的PhotoCrash程序,通过人机交互PhotoCrash程序根据这些照片建立事故车辆的DLT模型,提取车辆上特征点的三维空间位置信息,计算变形数据,输出二维的变形俯视图并估算等效碰撞速度。相比传统的勘查方法,此方法大大提高了车辆勘查效率和质量,精度高,具有可重现性。论文采用考虑了不正交性误差、比例尺不一致误差以及一阶非线性误差的DLT数学模型,在满足事故车辆勘查精度的要求下建立了DLT算法模型,给出了详细完整的解算待测点外部空间坐标的过程。论文根据事故类型和损坏部位对事故车辆进行分类,分析了不同类别的事故车辆等效变形量的解算方法,在阐述力与变形的数学模型基础上,给出了针对不同类别的等效碰撞速度估算方法。论文从硬件和软件两个方面阐述了事故车辆碰撞变形分析系统的设计思想,详细介绍了系统硬件的构成及主要部件的选取,以及PhotoCrash程序的编程实现。最后,以真实的事故案例的应用,说明了本研究在道路交通事故再现分析中的实用性。

全文目录


第1章 引 言  10-14
  1.1 课题目的和意义  10-11
  1.2 国际国内研究状况和进展  11-12
  1.3 论文各部分的主要内容  12-14
第2章 交通事故鉴定  14-20
  2.1 概述  14-15
  2.2 事故形态  15-16
  2.3 基本知识  16-17
  2.4 车辆变形和破损痕迹鉴别  17-19
    2.4.1 车体碰撞痕迹  17-18
    2.4.2 车体刮擦痕迹  18
    2.4.3 车辆机件损坏痕迹  18-19
  2.5 本章小结  19-20
第3章 直接线性变换模型  20-36
  3.1 几何坐标系  20-22
  3.2 DLT数学模型  22-29
    3.2.1 共线条件方程式  22-24
    3.2.2 考虑线性误差的DLT模型  24-27
    3.2.3 考虑非线性误差的DLT模型  27-29
  3.3 DLT算法模型  29-35
    3.3.1 系数的近似解算  29
    3.3.2 内外方位元素及线性误差系数的解算  29-32
    3.3.3 系数的精确解算  32-33
    3.3.4 外部空间坐标的近似解算  33
    3.3.5 外部空间坐标的精确解算  33-35
    3.3.6 总体解算流程  35
  3.4 本章小结  35-36
第4章 车辆变形与等效碰撞速度  36-50
  4.1 碰撞的分类  37-40
    4.1.1 完全弹性碰撞  37-38
    4.1.2 完全塑性碰撞  38-39
    4.1.3 弹塑性碰撞  39-40
  4.2 恢复系数  40-42
  4.3 等效碰撞速度  42-43
  4.4 依据塑性变形推算等效碰撞速度  43-49
    4.4.1 力与变形的数学模型  43-46
    4.4.2 正面碰撞  46-47
    4.4.3 追尾碰撞  47
    4.4.4 侧面碰撞  47-48
    4.4.5 撞固定物  48-49
  4.5 本章小结  49-50
第5章 系统设计  50-76
  5.1 系统设计要求  50-52
  5.2 系统硬件设计  52-55
    5.2.1 系统硬件构成  52
    5.2.2 主要部件选取  52-55
  5.3 系统软件设计  55-74
    5.3.1 功能模块划分  55-56
    5.3.2 数码相机数据库模块  56-57
    5.3.3 图像处理模块  57-61
    5.3.4 照片及相机类模块  61-63
    5.3.5 DLT模型实现模块  63-71
    5.3.6 数据结果显示模块  71
    5.3.7 主程序模块  71-74
  5.4 本章小结  74-76
第6章 应用实例  76-85
  6.1 应用实例  76-80
    6.1.1 简要案情  76
    6.2.2 变形分析  76-80
  6.2 应用实例  80-84
    6.2.1 简要案情  80
    6.2.2 变形分析  80-84
  6.3 本章小结  84-85
结论  85-88
致谢  88-89
附录  89-90
简历  90

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 交通工程与公路运输技术管理 > 交通工程与交通管理 > 交通事故 > 交通事故处理、分析与统计
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