專利名稱：兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別針對(duì)一類車碰車再碰固定物組合事故 形態(tài)的計(jì)算機(jī)分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析鑒定主要依據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)事人及目 擊證人的陳述、從道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)獲得事故車輛的最終停止位置、道路結(jié)構(gòu)、車輛制 動(dòng)痕跡等事故現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)繪制事故現(xiàn)場(chǎng)圖，簡(jiǎn)單、近似地分析事故車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)過(guò) 程情況，并主要依據(jù)以上的證言和證物，鑒定處理交通事故。由于應(yīng)用傳統(tǒng)分析計(jì)算方法進(jìn) 行復(fù)雜道路交通事故的參數(shù)確認(rèn)和狀態(tài)判別具有很大的局限性、隨意性和盲目性，分析鑒 定結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度均不高，尤其是在面對(duì)兩車碰撞后再碰固定物組合事故這類極其復(fù) 雜的道路交通事故形態(tài)時(shí)，傳統(tǒng)計(jì)算分析方法已經(jīng)不可能明晰事故過(guò)程，極易導(dǎo)致在交通 事故責(zé)任劃分問(wèn)題上出現(xiàn)技術(shù)性失誤，從而引發(fā)社會(huì)糾紛。兩車碰撞后再碰固定物組合事故是指汽車與汽車碰撞后，其中一輛或者兩輛事故 車輛再發(fā)生與地面固定物(如電線桿、大樹(shù)、護(hù)欄、護(hù)墩等)碰撞的一類特殊道路交通事故事 故形態(tài)，其事故后果大都很嚴(yán)重，常常成為重特大道路交通事故。因此，其計(jì)算及模擬再現(xiàn) 方法已受到交通事故分析鑒定人員和相關(guān)管理部門(mén)的特別關(guān)注。兩車碰撞后再碰固定物組 合事故作為一種特定的道路交通事故形態(tài)，車輛發(fā)生碰撞后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)屬于失控狀態(tài)，由 于事故車輛(一車或兩車)又發(fā)生了與地面固定物碰撞的二次事故，使得車輛間碰撞作用后 汽車的運(yùn)動(dòng)不再是一個(gè)完整的車輛-地面力學(xué)運(yùn)動(dòng)，而是在事故車輛沖出車道后又有一個(gè) 碰撞路側(cè)地面固定物(如電線桿、大樹(shù)、護(hù)欄、護(hù)墩等)的組合環(huán)節(jié)，造成此類事故的車輛運(yùn) 動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析和事故過(guò)程模擬再現(xiàn)仿真的極其復(fù)雜性，成為道路交通事故計(jì)算機(jī)分析再 現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域的難點(diǎn)和前沿技術(shù)之一。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)兩車碰撞后再碰固定物組合事故計(jì) 算與模擬再現(xiàn)的研究尚未開(kāi)展。本系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)性地提出了解析計(jì)算與模擬再現(xiàn)兩車碰撞后再 碰固定物組合事故的整體方案，構(gòu)建了兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再 現(xiàn)系統(tǒng)。使用本發(fā)明解決兩車碰撞后再碰固定物組合事故將有效地提高此類極其復(fù)雜事故 鑒定與處理的技術(shù)含量，使其分析鑒定結(jié)果容易受到交通管理部門(mén)、事故鑒定單位、事故當(dāng) 事人的高度認(rèn)同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于公安交通管理部門(mén)道路交通事故鑒定的兩 車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)，本系統(tǒng)能夠利用事故現(xiàn)場(chǎng)勘察得 到的基本數(shù)據(jù)，計(jì)算得到兩車碰撞后再碰固定物組合事故中各事故車輛的行駛車速和碰撞 車速，并實(shí)現(xiàn)事故車輛的二維軌跡描述、三維過(guò)程再現(xiàn)、兩車碰撞后再碰固定物組合事故主 要計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出以及事故發(fā)生過(guò)程簡(jiǎn)述文本輸出。
為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
一種兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)，所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)至 少包括
兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)兩車碰撞 后再碰固定物事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入、特征點(diǎn)自動(dòng)校核、現(xiàn)場(chǎng)錄入?yún)?shù)歸一化與存儲(chǔ)。兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛碰撞地面固定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù) 歸一化后的地面固定物碰撞中心地標(biāo)位置、車輛最終停止位置與姿態(tài)、地面痕跡等事故現(xiàn) 場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，求得汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由度線速度與角速度值。兩車碰撞后再碰固定物事故車輛與地面固定物碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù) 歸一化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由度線速 度與角速度值，逆向求得車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速度值與角速度值。兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化處理 的事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)和車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速度值與角速度值，計(jì)算 得到兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度。兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化處理 的事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)、碰撞中心點(diǎn)地標(biāo)位置和兩車碰撞作用前瞬間車輛6自由度速度和角 速度，計(jì)算得到事故車輛在碰撞發(fā)生前正常行駛時(shí)的行車速度。兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化處理的事故現(xiàn) 場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度及行車速度，實(shí)現(xiàn) 兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡狀態(tài)的二維重構(gòu)。兩車碰撞后再碰固定物組合事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化校核處置的事 故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度及行車速度， 實(shí)現(xiàn)兩車碰撞后再碰固定物組合事故全景全過(guò)程狀態(tài)的三維再現(xiàn)。兩車碰撞后再碰固定物組合事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化校 核處置的事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度、 行車速度及事故軌跡二維重構(gòu)，輸出兩車碰撞后再碰固定物組合事故特征計(jì)算數(shù)據(jù)表和事 故發(fā)生過(guò)程簡(jiǎn)述文本，并實(shí)現(xiàn)事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、兩車碰 撞后再碰固定物組合事故車輛碰撞地面固定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、兩車碰撞后再碰固定 物事故車輛與地面固定物碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩 車碰撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)以及兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算 子系統(tǒng)依次相連，兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)又分別與 兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)和兩車碰撞后再碰固定物組合事故 三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)相連，同時(shí)兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)和兩 車碰撞后再碰固定物組合事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)與兩車碰撞后再碰固定物組合事故模 擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)和兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ) 子系統(tǒng)相連。本發(fā)明的其他技術(shù)特點(diǎn)為所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù) 錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)包括兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一化模塊和兩車碰撞后再碰固定物組合事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；其中兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn) 場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一化模塊依據(jù)交警碰撞交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)獲得的事故車輛主要結(jié)構(gòu) 參數(shù)、性能參數(shù)及裝載條件，路側(cè)地面固定物位置、類別、形式、尺寸及材質(zhì)，事故現(xiàn)場(chǎng)道路 路段結(jié)構(gòu)形式與平縱曲線參數(shù)，事故現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)獲得的事故車輛車對(duì)車碰撞位置值、地面固 定物碰撞中心地標(biāo)位置值、最終停車位置值、車體上碰撞痕跡位置值以及路側(cè)地面固定物 損壞狀態(tài)等事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)，完成兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入以 及碰撞位置數(shù)據(jù)校核、公共參數(shù)裝載與軌跡特征點(diǎn)預(yù)處理，為后續(xù)的事故模擬計(jì)算、事故二 維軌跡重構(gòu)及三維過(guò)程再現(xiàn)提供歸一化數(shù)據(jù)支持；兩車碰撞后再碰固定物組合事故數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)功能模塊，采用Access數(shù)據(jù)庫(kù)方法，利用VC++6. 0開(kāi)發(fā)平臺(tái)建立了事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)倉(cāng) 庫(kù)，用于存儲(chǔ)歸一化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)。所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛碰撞地面固定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系 統(tǒng)包括精細(xì)化車輪-地面力學(xué)模塊、碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊及終端軌跡 點(diǎn)迭代擬合計(jì)算模塊；所述的精細(xì)化車輪-地面力學(xué)模塊根據(jù)車輛與地面固定物碰撞中心 點(diǎn)的軌跡，計(jì)算地面對(duì)輪胎的作用力；碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊，根據(jù)車輛 與地面固定物碰撞中心的軌跡、地面對(duì)輪胎的作用力，計(jì)算得到汽車與地面固定物碰撞作 用后瞬間車輛的6自由度線速度與角速度值；終端軌跡點(diǎn)迭代擬合計(jì)算模塊，根據(jù)歸一化 處理的事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)，迭代計(jì)算得到汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由 度線速度與角速度；
所述的終端軌跡點(diǎn)迭代擬合計(jì)算模塊其具體迭代計(jì)算方法為根據(jù)碰撞作用后車輛大 側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊和精細(xì)化車輪-地面力學(xué)模塊，從碰撞現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)得到的車輛碰撞固 定物初始位置開(kāi)始，用差分?jǐn)?shù)字計(jì)算方法先求得對(duì)應(yīng)的車輛計(jì)算停止位置，再逆向求解車 輛碰撞固定物后瞬間車輛質(zhì)心速度和橫擺角速度等運(yùn)動(dòng)量，當(dāng)計(jì)算運(yùn)動(dòng)量為0時(shí)，利用車 輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)迭代-收斂判斷模型對(duì)計(jì)算停止位置值和碰撞現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘測(cè)得到的停止位置 進(jìn)行比較，檢驗(yàn)其逼近程度是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的允許誤差要求，當(dāng)誤差還大，則應(yīng)用優(yōu)化方 法中的黃金分割原理迭代一組新的車輛碰撞固定物后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，重復(fù)上述計(jì)算，直至 在設(shè)定的允許誤差范圍內(nèi)計(jì)算停止位置值收斂于實(shí)測(cè)停止位置值為止；當(dāng)車輛停止位置在 允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)最新一組碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，則得到汽車與地面固定物碰撞作 用后瞬間車輛的6自由度線速度與角速度值。所述的兩車碰撞后再碰固定物事故車輛與地面固定物碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系 統(tǒng)包括基于有限元網(wǎng)格劃分原理的車體塑性變形當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊和基于有限元網(wǎng) 格劃分原理的地面固定物變形與剪切當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊；所述的基于有限元網(wǎng)格劃分 原理的車體塑性變形當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊，用于計(jì)算事故車輛撞擊變形而吸收的當(dāng)量沖 擊速度，該模塊具體計(jì)算方法為首先根據(jù)有限元網(wǎng)格劃分原理圓整事故車輛大面積復(fù)雜變 形區(qū)域?yàn)榈刃б?guī)整變形區(qū)域并計(jì)算車輛在失控狀態(tài)下撞擊地面固定物產(chǎn)生塑性變形后所 吸收的能量值，然后依據(jù)能量守恒原理，計(jì)算得到與車身變形能量相當(dāng)?shù)漠?dāng)量沖擊速度；所 述的基于有限元網(wǎng)格劃分原理的地面固定物變形與剪切當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊，用于計(jì)算 地面固定物受車輛撞擊產(chǎn)生塑性變形及發(fā)生剪切折斷而吸收的當(dāng)量沖擊速度，該模塊具體 計(jì)算方法為首先根據(jù)有限元網(wǎng)格劃分原理圓整地面固定物變形復(fù)雜變形區(qū)域?yàn)榈刃б?guī)整 變形區(qū)域并計(jì)算在事故車輛撞擊下地面固定物產(chǎn)生塑性變形后所吸收的能量值，并根據(jù)材料力學(xué)理論計(jì)算地面固定物發(fā)生剪切折斷的能量值，然后依據(jù)能量守恒原理，折算得到與 地面固定物變形和折斷能量相當(dāng)?shù)漠?dāng)量沖擊速度。所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)包括兩車 碰撞后再碰固定物組合事故軌跡擬合計(jì)算模塊和兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰 撞接觸瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算模塊；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡擬合計(jì)算模塊， 根據(jù)兩車碰撞中心位置、車輛最終停止位置、車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速 度值、角速度值及車輛運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，求得兩車碰撞作用后瞬間關(guān)聯(lián)車輛的質(zhì)心速度和橫擺角 速度等運(yùn)動(dòng)量，本模塊根據(jù)碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊和精細(xì)化車輪-地面 力學(xué)模塊，從事故現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)并經(jīng)本系統(tǒng)預(yù)處置校核而得的兩車碰撞中心位置開(kāi)始，采用差 分?jǐn)?shù)字計(jì)算方法先求得對(duì)應(yīng)的車輛計(jì)算停止位置和與地面固定物碰撞瞬間的車輛的6自 由度線速度值、角速度值及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，再根據(jù)誤差要求逆向求解兩車碰撞作用后瞬間事故 車輛的6自由度線速度和角速度；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞接觸瞬 間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算模塊，根據(jù)碰撞后的側(cè)偏運(yùn)動(dòng)程度或穩(wěn)定性狀態(tài)分別采用基于動(dòng)量和動(dòng)量矩 守恒原理及碰撞動(dòng)坐標(biāo)映射變換算法的碰撞接觸瞬間計(jì)算模型，或基于有限元網(wǎng)格原理及 局域當(dāng)量變形特性的塑性力學(xué)描述模型的碰撞作用計(jì)算模型，即可由兩車碰撞作用后瞬間 車輛的6自由度速度和角速度求得兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度速度和角速 度。所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)，包括兩車 碰撞后再碰固定物組合事故5質(zhì)量15自由度車輛動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和兩車碰撞后再碰固定 物組合事故逆向梯次組合計(jì)算模塊；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故5質(zhì)量15自 由度車輛動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊用于計(jì)算事故車輛在各種受力和各種運(yùn)動(dòng)狀況下的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)姿 態(tài)與運(yùn)動(dòng)量值；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故逆向梯次組合計(jì)算模塊，用于計(jì)算 車輛在事故發(fā)生前的正常行駛車速值，根據(jù)計(jì)算得到的車輛與固定物碰撞瞬間的位置和姿 態(tài)、兩車輛最終停止位置和兩車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量為計(jì)算目標(biāo)，根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)地面痕 跡狀況確定的車輛碰撞前制動(dòng)距離或痕跡值或車輛失控側(cè)滑距離或痕跡值、事故車輛與固 定物發(fā)生碰撞前的失控狀態(tài)與形式、兩車碰撞前的行駛路線為計(jì)算條件，使用5質(zhì)量15自 由度車輛動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，采用黃金分割原理自動(dòng)變更迭代步長(zhǎng)，進(jìn)行逆向梯次組合計(jì)算， 求得車輛在事故發(fā)生前的正常行駛車速值。所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)包括基于⑶C圖形 規(guī)則的兩車碰撞后再碰固定物組合事故諸元二維圖形庫(kù)模塊兩車碰撞后再碰固定物組合 事故軌跡定位與圖形驅(qū)動(dòng)模塊；所述的基于⑶C圖形規(guī)則的兩車碰撞后再碰固定物組合事 故諸元二維圖形庫(kù)模塊，是基于Visual C++設(shè)備環(huán)境將事故根據(jù)歸一化校核處置的事故現(xiàn) 場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，調(diào)用二維圖形庫(kù)中車輛、道路結(jié)構(gòu)等CDC圖形規(guī)則的事故儲(chǔ)元；所述的兩車碰 撞后再碰固定物組合圖形驅(qū)動(dòng)模塊，利用二維圖形對(duì)兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡 狀態(tài)進(jìn)行二維重構(gòu)，該模塊自動(dòng)讀入來(lái)自事故現(xiàn)場(chǎng)的初始行駛路線及碰撞位置等事故現(xiàn)場(chǎng) 勘察數(shù)據(jù)，以及根據(jù)兩車碰撞后再碰固定物組合事故逆向梯次組合計(jì)算模塊計(jì)算得到的車 輛與固定物碰撞瞬間的位置和姿態(tài)、兩車輛最終停止位置和兩車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量， 應(yīng)用車輛動(dòng)力學(xué)模型，由始及終順序計(jì)算車輛在各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)時(shí)段的瞬時(shí)姿態(tài)包括車輛 質(zhì)心坐標(biāo)值和方位角以及瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量包括平面線速度和橫擺角速度，在取足夠小的計(jì)算步長(zhǎng)的前提下，在計(jì)算機(jī)屏幕上適時(shí)顯示事故車輛在給定時(shí)間計(jì)算步長(zhǎng)上的各瞬時(shí)形態(tài)和特 征點(diǎn)包括兩車碰撞中心地標(biāo)位置、汽車碰固定物中心地標(biāo)位置或汽車質(zhì)心坐標(biāo)位置，從而 取得動(dòng)畫(huà)連續(xù)表現(xiàn)兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡狀態(tài)的二維重構(gòu)效果。所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)，包括基于OpenGL 圖形技術(shù)的兩車碰撞后再碰固定物組合事故諸元底層三維透視圖形建模模塊和兩車碰撞 后再碰固定物組合事故動(dòng)畫(huà)驅(qū)動(dòng)及印跡顯示模塊；所述的基于OpenGL圖形技術(shù)的兩車碰 撞后再碰固定物組合事故諸元底層三維透視圖形建模模塊，根據(jù)歸一化校核處置的事故現(xiàn) 場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用OpenGL三維圖形開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)事故車輛、道路結(jié)構(gòu)、電線桿、大樹(shù)相關(guān) 固定物三維透視圖形的底層建模；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故動(dòng)畫(huà)驅(qū)動(dòng)及印跡 顯示模塊實(shí)現(xiàn)利用三維透視圖形對(duì)兩車碰撞后再碰固定物組合事故全景全過(guò)程的三維過(guò) 程再現(xiàn)，該模塊自動(dòng)讀入來(lái)自事故現(xiàn)場(chǎng)的初始行駛路線及碰撞位置等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)， 以及根據(jù)兩車碰撞后再碰固定物組合事故逆向梯次組合計(jì)算模塊計(jì)算得到的車輛與固定 物碰撞瞬間的位置和姿態(tài)、兩車輛最終停止位置和兩車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量，在三維透 視圖形的底層建模的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)利用碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊、5質(zhì)量 15自由度車輛動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊、逆向梯次組合計(jì)算模塊等由始及終順序計(jì)算車輛在事故過(guò) 程各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)時(shí)段的瞬時(shí)姿態(tài)包括車輛質(zhì)心坐標(biāo)值及車身橫擺、俯仰、側(cè)傾3自由度 角度值以及瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量包括6自由度線速度與角速度值，并同時(shí)在屏幕上現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景空間坐 標(biāo)系中實(shí)時(shí)顯示車輛在給定時(shí)間步長(zhǎng)上的各瞬時(shí)形態(tài)和車輪地面印跡包括兩車碰撞中心 地標(biāo)位置、車輛碰撞固定物中心位置示意，從而獲得動(dòng)畫(huà)連續(xù)表現(xiàn)兩車碰撞后再碰固定物 組合事故全景全過(guò)程狀態(tài)的三維再現(xiàn)效果。所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)包括兩車 碰撞后再碰固定物組合事故主要特征計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出模塊、兩車碰撞后再碰固定物組合事 故發(fā)生過(guò)程簡(jiǎn)述輸出模塊以及兩車碰撞后再碰固定物組合事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述 的兩車碰撞后再碰固定物組合事故主要特征計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出模塊，根據(jù)歸一化校核處置 的事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度、行車速 度，輸出事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、天氣、道路結(jié)構(gòu)、路面狀況、碰撞前軌跡點(diǎn)、兩車碰撞點(diǎn)、兩 車停止點(diǎn)、車身碰撞位置、車身變形量、側(cè)翻滑移距離、側(cè)翻角度、碰前制動(dòng)距離、固定物類 型、固定物被碰撞中心點(diǎn)坐標(biāo)位置、采取制動(dòng)措施時(shí)的車速、碰撞前瞬間的車速等能夠概括 表現(xiàn)兩車碰撞后再碰固定物組合事故特征的主要數(shù)據(jù)；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合 事故發(fā)生過(guò)程簡(jiǎn)述輸出模塊，根據(jù)歸一化校核處置的事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及事故軌跡二維重 構(gòu)結(jié)果，輸出事故發(fā)生的時(shí)間、天氣、場(chǎng)地、事故車輛行駛狀態(tài)、計(jì)算行駛車速、事故過(guò)程文 字描述及二維軌跡描述；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，采用 Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，利用VC++6. 0開(kāi)發(fā)平臺(tái)建立了事故案例數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)用于存儲(chǔ)模擬計(jì)算生 成的事故案例數(shù)據(jù)。利用本系統(tǒng)的人-機(jī)交互界面，輸入兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù) 據(jù)并經(jīng)過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)校核和預(yù)處理后，其結(jié)果以三維動(dòng)畫(huà)過(guò)程再現(xiàn)、二維軌跡重構(gòu)、兩車碰撞 后再碰固定物組合事故主要特征計(jì)算數(shù)據(jù)表以及事故發(fā)生過(guò)程簡(jiǎn)述文本的形式表述出來(lái)， 可以作為公安交警部門(mén)進(jìn)行兩車碰撞后再碰固定物組合事故技術(shù)鑒定和事故責(zé)任認(rèn)定的 證據(jù)材料。
本發(fā)明的研究成果將改變傳統(tǒng)的低效、落后的道路交通事故分析處理方式和手 段、具有高效、形象化、真實(shí)感和透明度高等特性，將有效提高交通事故鑒定與處理的技術(shù) 含量，使其分析鑒定結(jié)果容易受到交通管理部門(mén)、事故鑒定單位、事故當(dāng)事人的高度認(rèn)同， 起到分清責(zé)任、避免激化矛盾、減少社會(huì)不穩(wěn)定因素、增進(jìn)社會(huì)生活的和諧運(yùn)行等重要作 用，促使我國(guó)道路交通事故的鑒定向更具科學(xué)性、準(zhǔn)確性和權(quán)威性方向發(fā)展。本發(fā)明可被道 路交通事故鑒定處理部門(mén)、科研院所、汽車企業(yè)、保險(xiǎn)公司以及國(guó)外同行所采用，具有明顯 的行業(yè)共性和社會(huì)公益性。通常情況下，實(shí)際道路碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查而得的碰撞車速數(shù)據(jù)都不準(zhǔn)確，不宜用 來(lái)驗(yàn)證解析計(jì)算模型的正確性。本發(fā)明在一組可精確控制條件下的實(shí)車碰撞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和試 驗(yàn)結(jié)果對(duì)模擬再現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行了比對(duì)驗(yàn)證。在給定的相應(yīng)計(jì)算條件下，主計(jì)算模型的解析計(jì) 算碰撞車速的平均相對(duì)誤差值為5. 21%，最大相對(duì)誤差為11. 5%。碰撞后車輛運(yùn)動(dòng)軌跡及停 止位置的模擬再現(xiàn)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。


圖1為兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)框圖2為兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖； 圖3為兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛碰撞地面固定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)數(shù) 據(jù)流程圖4為兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛與地面固定物碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系 統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖5為兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖； 圖6為兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖； 圖7為兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖； 圖8為兩車碰撞后再碰固定物組合事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖 圖9為兩車碰撞后再碰固定物組合事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖； 圖10為事故基本信息數(shù)據(jù)輸入對(duì)話窗口 ； 圖11為碰撞車輛的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置對(duì)話窗口 ； 圖12為實(shí)施例事故現(xiàn)場(chǎng)道路結(jié)構(gòu)設(shè)置對(duì)話窗口 ；
圖13為實(shí)施例事故車輛在地面坐標(biāo)系中車輛碰撞位置點(diǎn)和最后停止點(diǎn)，以及車身上 的碰撞中心位置數(shù)據(jù)輸入對(duì)話框；
圖14為實(shí)施例事故車輛在碰撞前的運(yùn)動(dòng)痕跡點(diǎn)設(shè)置對(duì)話窗口 ； 圖15為實(shí)施例汽車車輪狀態(tài)設(shè)置對(duì)話窗口 ； 圖16為實(shí)施例事故車輛再碰撞固定物狀態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)置對(duì)話窗口 ； 圖17為實(shí)施例事故車速計(jì)算結(jié)果； 圖18為實(shí)施例事故三維過(guò)程再現(xiàn)； 圖19為實(shí)施例事故二維軌跡重構(gòu)； 圖20為實(shí)施例車速計(jì)算數(shù)據(jù)表； 圖21為實(shí)施例事故過(guò)程描述。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，需要說(shuō)明的是凡是在本發(fā)明基礎(chǔ)之上進(jìn)行的等同變換或替換均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了具體的操作過(guò)程和詳細(xì) 的實(shí)施方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本系統(tǒng)包括八大模擬計(jì)算子系統(tǒng)(1)兩車碰撞后再碰固定物組合事 故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、(2)兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛碰撞地面固 定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、(3)兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛與地面固定物碰撞瞬 間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、(4)兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)、 (5)兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)、(6)兩車碰撞后再碰固 定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)、(7)兩車碰撞后再碰固定物組合事故三維模擬再現(xiàn)子 系統(tǒng)、(8)兩車碰撞后再碰固定物組合事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)。兩車碰撞后再碰 固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛碰 撞地面固定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、兩車碰撞后再碰固定物事故車輛與地面固定物碰撞瞬 間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)以及 兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)依次相連，兩車碰撞后再碰 固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)又分別與兩車碰撞后再碰固定物組合事故 軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)和兩車碰撞后再碰固定物組合事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)相連，同時(shí)兩 車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)和兩車碰撞后再碰固定物組合事故三 維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)與兩車碰撞后再碰固定物組合事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)相連。本系統(tǒng)各個(gè)主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案和執(zhí)行順序?yàn)?br> (1)參見(jiàn)圖2，兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用于 實(shí)現(xiàn)兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入、特征點(diǎn)自動(dòng)校核、現(xiàn)場(chǎng)錄入?yún)?shù) 歸一化與存儲(chǔ)功能?，F(xiàn)場(chǎng)錄入?yún)?shù)歸一化主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消 除量綱和數(shù)量級(jí)的差異。本子系統(tǒng)包括兩個(gè)功能模塊兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn) 場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一化模塊和兩車碰撞后再碰固定物組合事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。a)兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一化模塊，依據(jù)交警 對(duì)車碰撞交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)獲得的事故車輛主要結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)及裝載條件，路側(cè)地 面固定物位置、類別、形式、尺寸及材質(zhì)，事故現(xiàn)場(chǎng)道路路段結(jié)構(gòu)形式與平縱曲線參數(shù)，事故 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)獲得的事故車輛車對(duì)車碰撞位置值、地面固定物碰撞中心地標(biāo)位置值、最終停車 位置值、車體上碰撞痕跡位置值以及路側(cè)地面固定物損壞狀態(tài)等事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)，完成 兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入以及碰撞位置數(shù)據(jù)校核、公共參數(shù)裝載 與軌跡特征點(diǎn)預(yù)處理等，為后續(xù)的事故模擬計(jì)算、事故二維軌跡重構(gòu)及三維過(guò)程再現(xiàn)提供 歸一化數(shù)據(jù)支持。b)兩車碰撞后再碰固定物組合事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能模塊，用于存儲(chǔ)歸一化處理的事 故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)；采用Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，利用VC++6. 0開(kāi)發(fā)平臺(tái)建立了事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù) 據(jù)倉(cāng)庫(kù)。(2)參見(jiàn)圖3，兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛碰撞地面固定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算 子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化后的地面固定物碰撞中心地標(biāo)位置、車輛最終停止位置與姿態(tài)、地面痕跡等事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，求得汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由度線速度與 角速度值。本子系統(tǒng)包括三個(gè)模塊終端軌跡點(diǎn)迭代擬合計(jì)算模塊、碰撞作用后車輛大側(cè)偏 運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊、精細(xì)化車輪_地面力學(xué)模塊。a)精細(xì)化車輪_地面力學(xué)模塊根據(jù)車輛與地面固定物碰撞中心點(diǎn)的軌跡，計(jì)算 地面對(duì)輪胎的作用力。對(duì)于運(yùn)動(dòng)中的汽車而言，除空氣作用和重力外，幾乎所有其他影響 汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的外力(或力矩)都是以地面作用于輪胎的形式來(lái)傳遞給車體的。當(dāng)事故車 輛在碰撞沖擊慣性作用下，從碰撞作用結(jié)束瞬間開(kāi)始“自由運(yùn)動(dòng)”直至車輛最后停止，此期 間碰撞車輛只受重力和車輪一地面作用力的作用，空氣作用力可以忽略不計(jì)。輪胎一地面 作用力計(jì)算與車輪側(cè)偏角、輪胎特性及垂直載荷相關(guān)，本模塊采用具有大側(cè)偏角運(yùn)動(dòng)適應(yīng) 性的G. Gim輪胎理論力學(xué)模型計(jì)算地面對(duì)輪胎的作用力。(G. Gim輪胎理論力學(xué)模型具體 公式參見(jiàn)魏朗.用于碰撞事故中車輛動(dòng)力學(xué)模擬的輪胎模型分析.西安公路交通大學(xué)學(xué) 報(bào)，1999. 2(1))
b)碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊，根據(jù)車輛與地面固定物碰撞中心的軌 跡、地面對(duì)輪胎的作用力，計(jì)算得到汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由度線 速度與角速度值。車輛輪胎所受的縱向力、側(cè)向力和回正力矩對(duì)汽車瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及軌跡 路線起著決定作用。本模塊利用車輛11自由度運(yùn)動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型和具有大側(cè)偏角運(yùn)動(dòng)適 應(yīng)性的G. Gim輪胎理論力學(xué)模型，計(jì)算汽車與地面固定物碰撞作用后車輛各瞬間的6自由 度線速度與角速度值。車輛11自由度運(yùn)動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型用于計(jì)算碰撞車輛車體在急速橫擺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中各瞬間的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。具體計(jì)算方法采用車輛車身六自由度(在空間坐標(biāo)系中，在x、Y、 Z方向所受的力以及繞X軸旋轉(zhuǎn)的側(cè)傾運(yùn)動(dòng)，繞Y軸旋轉(zhuǎn)地俯仰運(yùn)動(dòng)以及繞Z軸旋轉(zhuǎn)地橫擺 運(yùn)動(dòng))、四個(gè)車輪所受的垂直載荷及前輪平均轉(zhuǎn)向角這11自由度的汽車動(dòng)力學(xué)解析計(jì)算方 程，求解車輛各瞬間的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。(具體公式參見(jiàn)一魏朗等.車對(duì)車碰撞事故再現(xiàn)計(jì)算機(jī) 模擬系統(tǒng)的研究.中國(guó)公路學(xué)報(bào).1996. 9(4).)
c)終端軌跡點(diǎn)迭代擬合計(jì)算模塊，根據(jù)歸一化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)，迭代計(jì)算得 到汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由度線速度與角速度。具體計(jì)算方法根據(jù)碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊和精細(xì)化車輪_地 面力學(xué)模塊，從碰撞現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)得到的車輛碰撞固定物初始位置開(kāi)始，用差分?jǐn)?shù)字計(jì)算方法 先求得對(duì)應(yīng)的車輛計(jì)算停止位置，再逆向求解車輛碰撞固定物后瞬間車輛質(zhì)心速度和橫擺 角速度等運(yùn)動(dòng)量。在計(jì)算運(yùn)動(dòng)量為0時(shí)，利用車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)迭代_收斂判斷模型對(duì)計(jì)算停 止位置值和碰撞現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘測(cè)得到的停止位置進(jìn)行比較，檢驗(yàn)其逼近程度是否達(dá)到預(yù)先設(shè) 定的允許誤差要求。如果誤差還大，則應(yīng)用優(yōu)化方法中的黃金分割原理迭代一組新的車輛 碰撞固定物后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，重復(fù)上述計(jì)算，直至在設(shè)定的允許誤差范圍內(nèi)計(jì)算停止位置 值收斂于實(shí)測(cè)停止位置值為止。當(dāng)車輛停止位置在允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)最新一組碰撞 后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，得到汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由度線速度與角速度 值。迭代一收斂判斷模型式中f力設(shè)定的允許誤差值；、■^(》、/tf()為從碰撞后的瞬間至最終停止位 置之間車輛瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)量差分方程式函數(shù)。X、Y為車輛質(zhì)心在地面坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)值(m )；β為車體縱向中心線與X軸所成角度(逆時(shí)針為正，rad) ；V為速度(km/h)，o力角速 度(rad/s )；下標(biāo)意義x、y為X軸向、Y軸向分量；su為終停止處的值；g為碰撞后瞬間 的值;A、B為A車、B車的值；s為計(jì)算值(或設(shè)定值)。
差分?jǐn)?shù)字計(jì)算方法
(3 )參見(jiàn)圖4，兩車碰撞后再碰固定物事故車輛與地面固定物碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系 統(tǒng)，根據(jù)歸一化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自 由度線速度與角速度值，逆向求得車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速度值與角速 度值。本子系統(tǒng)包括兩個(gè)模塊基于有限元網(wǎng)格劃分原理的車體塑性變形當(dāng)量沖擊速度計(jì) 算模塊和基于有限元網(wǎng)格劃分原理的地面固定物變形與剪切當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊。a)基于有限元網(wǎng)格劃分原理的車體塑性變形當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊，用于計(jì)算 事故車輛撞擊變形而吸收的當(dāng)量沖擊速度。首先根據(jù)有限元網(wǎng)格劃分原理圓整事故車輛大 面積復(fù)雜變形(域)為等效規(guī)整變形(域)并計(jì)算車輛在失控狀態(tài)下撞擊地面固定物產(chǎn)生塑 性變形后所吸收的能量值，然后依據(jù)能量守恒原理，折算得到與車身變形能量相當(dāng)?shù)漠?dāng)量 沖擊速度。b)基于有限元網(wǎng)格劃分原理的地面固定物變形與剪切當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊， 用于計(jì)算地面固定物受車輛撞擊產(chǎn)生塑性變形及發(fā)生剪切折斷而吸收的當(dāng)量沖擊速度。首 先根據(jù)有限元網(wǎng)格劃分原理圓整地面固定物變形復(fù)雜變形(域)為等效規(guī)整變形(域)并計(jì) 算在事故車輛撞擊下地面固定物產(chǎn)生塑性變形后所吸收的能量值，并根據(jù)材料力學(xué)理論計(jì) 算地面固定物發(fā)生剪切折斷的能量值，然后依據(jù)能量守恒原理，折算得到與地面固定物變 形和折斷能量相當(dāng)?shù)漠?dāng)量沖擊速度。(4)參見(jiàn)圖5，兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)，根 據(jù)歸一化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)和車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速度值與 角速度值，計(jì)算得到兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度。本子系統(tǒng) 包括兩個(gè)功能模塊兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡擬合計(jì)算模塊和兩車碰撞后再碰 固定物組合事故兩車碰撞接觸瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算模塊。
a)兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡擬合計(jì)算模塊，根據(jù)兩車碰撞中心位置、 車輛最終停止位置、車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速度值、角速度值及車輛運(yùn) 動(dòng)姿態(tài)，求得兩車碰撞作用后瞬間關(guān)聯(lián)車輛的質(zhì)心速度和橫擺角速度等運(yùn)動(dòng)量。本模塊根 據(jù)碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊和精細(xì)化車輪-地面力學(xué)模塊，從事故現(xiàn)場(chǎng)勘 測(cè)(并經(jīng)本系統(tǒng)預(yù)處置校核)而得的兩車碰撞中心位置開(kāi)始，采用差分?jǐn)?shù)字計(jì)算方法先求得 對(duì)應(yīng)的車輛計(jì)算停止位置和與地面固定物碰撞瞬間的車輛的6自由度線速度值、角速度值 及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，再根據(jù)誤差要求逆向求解兩車碰撞作用后瞬間事故車輛的6自由度線速度和 角速度。在計(jì)算運(yùn)動(dòng)量結(jié)束時(shí)(其中，未發(fā)生二次碰撞車輛的計(jì)算運(yùn)動(dòng)量為0，與地面固定物 發(fā)生第二次碰撞的車輛的運(yùn)動(dòng)量為與固定物碰撞前瞬間的運(yùn)動(dòng)量)，利用車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)迭 代-收斂判斷模型對(duì)車輛計(jì)算終止位置值(其中，未發(fā)生二次碰撞車輛的計(jì)算最終位置值 為最終停止位置，與地面固定物發(fā)生第二次碰撞的車輛計(jì)算終止位置值為當(dāng)前計(jì)算得到的 與固定物碰撞前瞬間的運(yùn)動(dòng)姿態(tài))，和碰撞現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘測(cè)得到的停止位置及前面計(jì)算得到 的車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速度值與角速度值進(jìn)行比較，檢驗(yàn)其逼近程度 是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的允許誤差要求。如果誤差還大，則應(yīng)用優(yōu)化方法中的黃金分割原理迭 代一組新的兩車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，重復(fù)上述計(jì)算，直至在設(shè)定的允許誤差范圍內(nèi)計(jì)算 終止位置值收斂于實(shí)測(cè)停止位置值和上一節(jié)計(jì)算得到的車輛與地面固定物碰撞瞬間的運(yùn) 動(dòng)量為止。當(dāng)計(jì)算終止位置值在允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)最新一組碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，得 到兩車碰撞作用后瞬間車輛的6自由度線速度與角速度值。b)兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞接觸瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算模塊，根據(jù)碰 撞后的側(cè)偏運(yùn)動(dòng)程度(穩(wěn)定性狀態(tài))分別采用基于動(dòng)量和動(dòng)量矩守恒原理及碰撞動(dòng)坐標(biāo)映 射變換算法的碰撞接觸瞬間計(jì)算模式，或基于有限元網(wǎng)格原理及局域當(dāng)量變形特性的塑性 力學(xué)描述模型的碰撞作用計(jì)算模式，即可由兩車碰撞作用后瞬間車輛的6自由度速度和角 速度求得兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度速度和角速度。若兩車碰撞結(jié)束后，參與碰撞固定物的車輛在第二次碰撞前處于可控狀態(tài)，則采 用基于動(dòng)量和動(dòng)量矩守恒原理及碰撞動(dòng)坐標(biāo)映射變換算法的碰撞接觸瞬間計(jì)算模式；若在 兩車碰撞結(jié)束后，參與碰撞固定物的車輛在第二次碰撞前發(fā)生比較強(qiáng)烈的側(cè)滑旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 則采用基于有限元網(wǎng)格原理及局域當(dāng)量變形特性的塑性力學(xué)描述模型的碰撞作用計(jì)算模 式?；谟邢拊W(wǎng)格劃分理論，將車身劃分為若干區(qū)域，將事故車輛的實(shí)際變形與網(wǎng) 格劃分圖進(jìn)行對(duì)比，變形曲線與完好狀態(tài)下的車型輪廓之間區(qū)域所包含的數(shù)值總和為碰撞 變形區(qū)域產(chǎn)生塑性變形后所吸收的能量，結(jié)合能量守恒原理、動(dòng)量守恒原理及車輛碰撞速 度和車體殘余變形之間的線性關(guān)系，得出與車身變形能量相當(dāng)?shù)牡刃к囁贀p失。首先，作以 下假設(shè)，1)汽車在全寬上任一點(diǎn)處垂直方向上的變形量相同；2)碰撞過(guò)程中汽車與地面間 的摩擦力忽略不計(jì)；3)碰撞后汽車的彈性恢復(fù)忽略不計(jì)。由此得出變形能計(jì)算公式
權(quán)利要求
1.一種兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在 于所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)至少包括兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)兩車碰撞 后再碰固定物事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入、特征點(diǎn)自動(dòng)校核、現(xiàn)場(chǎng)錄入?yún)?shù)歸一化與存儲(chǔ)；兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛碰撞地面固定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù)歸一 化后的地面固定物碰撞中心地標(biāo)位置、車輛最終停止位置與姿態(tài)、地面痕跡等事故現(xiàn)場(chǎng)基 礎(chǔ)數(shù)據(jù)，求得汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由度線速度與角速度值；兩車碰撞后再碰固定物事故車輛與地面固定物碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù)歸一 化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由度線速度與 角速度值，逆向求得車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速度值與角速度值；兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化處理的事 故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)和車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速度值與角速度值，計(jì)算得到 兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度；兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化處理的 事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)、碰撞中心點(diǎn)地標(biāo)位置和兩車碰撞作用前瞬間車輛6自由度速度和角速 度，計(jì)算得到事故車輛在碰撞發(fā)生前正常行駛時(shí)的行車速度；兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)基 礎(chǔ)數(shù)據(jù)、兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度及行車速度，實(shí)現(xiàn)兩車 碰撞后再碰固定物組合事故軌跡狀態(tài)的二維重構(gòu)；兩車碰撞后再碰固定物組合事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化校核處置的事故現(xiàn) 場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度及行車速度，實(shí)現(xiàn) 兩車碰撞后再碰固定物組合事故全景全過(guò)程狀態(tài)的三維再現(xiàn)；兩車碰撞后再碰固定物組合事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化校核處 置的事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度、行車 速度及事故軌跡二維重構(gòu)，輸出兩車碰撞后再碰固定物組合事故特征計(jì)算數(shù)據(jù)表和事故發(fā) 生過(guò)程簡(jiǎn)述文本，并實(shí)現(xiàn)事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、兩車碰撞后 再碰固定物組合事故車輛碰撞地面固定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、兩車碰撞后再碰固定物事 故車輛與地面固定物碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰 撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)以及兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系 統(tǒng)依次相連，兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)又分別與兩車 碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)和兩車碰撞后再碰固定物組合事故三維 模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)相連，同時(shí)兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)和兩車碰 撞后再碰固定物組合事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)與兩車碰撞后再碰固定物組合事故模擬計(jì) 算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)， 其特征在于所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)包括 兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一化模塊和兩車碰撞后再碰固定 物組合事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；其中兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一化模塊依據(jù)交警碰撞交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)獲得的事故車輛主要結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)及裝載條 件，路側(cè)地面固定物位置、類別、形式、尺寸及材質(zhì)，事故現(xiàn)場(chǎng)道路路段結(jié)構(gòu)形式與平縱曲線 參數(shù)，事故現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)獲得的事故車輛車對(duì)車碰撞位置值、地面固定物碰撞中心地標(biāo)位置值、 最終停車位置值、車體上碰撞痕跡位置值以及路側(cè)地面固定物損壞狀態(tài)等事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù) 據(jù)，完成兩車碰撞后再碰固定物組合事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入以及碰撞位置數(shù)據(jù)校核、公共 參數(shù)裝載與軌跡特征點(diǎn)預(yù)處理，為后續(xù)的事故模擬計(jì)算、事故二維軌跡重構(gòu)及三維過(guò)程再 現(xiàn)提供歸一化數(shù)據(jù)支持；兩車碰撞后再碰固定物組合事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能模塊，采用Access 數(shù)據(jù)庫(kù)方法，利用VC++6. 0開(kāi)發(fā)平臺(tái)建立了事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，用于存儲(chǔ)歸一化處理 的事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)，其 特征在于所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故車輛碰撞地面固定物后運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系 統(tǒng)包括精細(xì)化車輪-地面力學(xué)模塊、碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊及終端軌跡 點(diǎn)迭代擬合計(jì)算模塊；所述的精細(xì)化車輪-地面力學(xué)模塊根據(jù)車輛與地面固定物碰撞中心 點(diǎn)的軌跡，計(jì)算地面對(duì)輪胎的作用力；碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊，根據(jù)車輛 與地面固定物碰撞中心的軌跡、地面對(duì)輪胎的作用力，計(jì)算得到汽車與地面固定物碰撞作 用后瞬間車輛的6自由度線速度與角速度值；終端軌跡點(diǎn)迭代擬合計(jì)算模塊，根據(jù)歸一化 處理的事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)，迭代計(jì)算得到汽車與地面固定物碰撞作用后瞬間車輛的6自由 度線速度與角速度；所述的終端軌跡點(diǎn)迭代擬合計(jì)算模塊其具體迭代計(jì)算方法為根據(jù)碰撞作用后車輛大 側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊和精細(xì)化車輪-地面力學(xué)模塊，從碰撞現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)得到的車輛碰撞固 定物初始位置開(kāi)始，用差分?jǐn)?shù)字計(jì)算方法先求得對(duì)應(yīng)的車輛計(jì)算停止位置，再逆向求解車 輛碰撞固定物后瞬間車輛質(zhì)心速度和橫擺角速度等運(yùn)動(dòng)量，當(dāng)計(jì)算運(yùn)動(dòng)量為0時(shí)，利用車 輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)迭代-收斂判斷模型對(duì)計(jì)算停止位置值和碰撞現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘測(cè)得到的停止位置 進(jìn)行比較，檢驗(yàn)其逼近程度是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的允許誤差要求，當(dāng)誤差還大，則應(yīng)用優(yōu)化方 法中的黃金分割原理迭代一組新的車輛碰撞固定物后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，重復(fù)上述計(jì)算，直至 在設(shè)定的允許誤差范圍內(nèi)計(jì)算停止位置值收斂于實(shí)測(cè)停止位置值為止；當(dāng)車輛停止位置在 允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)最新一組碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，則得到汽車與地面固定物碰撞作 用后瞬間車輛的6自由度線速度與角速度值。
4.如權(quán)利要求1所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)，其 特征在于所述的兩車碰撞后再碰固定物事故車輛與地面固定物碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系 統(tǒng)包括基于有限元網(wǎng)格劃分原理的車體塑性變形當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊和基于有限元網(wǎng) 格劃分原理的地面固定物變形與剪切當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊；所述的基于有限元網(wǎng)格劃分 原理的車體塑性變形當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊，用于計(jì)算事故車輛撞擊變形而吸收的當(dāng)量沖 擊速度，該模塊具體計(jì)算方法為首先根據(jù)有限元網(wǎng)格劃分原理圓整事故車輛大面積復(fù)雜變 形區(qū)域?yàn)榈刃б?guī)整變形區(qū)域并計(jì)算車輛在失控狀態(tài)下撞擊地面固定物產(chǎn)生塑性變形后所 吸收的能量值，然后依據(jù)能量守恒原理，計(jì)算得到與車身變形能量相當(dāng)?shù)漠?dāng)量沖擊速度；所 述的基于有限元網(wǎng)格劃分原理的地面固定物變形與剪切當(dāng)量沖擊速度計(jì)算模塊，用于計(jì)算 地面固定物受車輛撞擊產(chǎn)生塑性變形及發(fā)生剪切折斷而吸收的當(dāng)量沖擊速度，該模塊具體 計(jì)算方法為首先根據(jù)有限元網(wǎng)格劃分原理圓整地面固定物變形復(fù)雜變形區(qū)域?yàn)榈刃б?guī)整變形區(qū)域并計(jì)算在事故車輛撞擊下地面固定物產(chǎn)生塑性變形后所吸收的能量值，并根據(jù)材 料力學(xué)理論計(jì)算地面固定物發(fā)生剪切折斷的能量值，然后依據(jù)能量守恒原理，折算得到與 地面固定物變形和折斷能量相當(dāng)?shù)漠?dāng)量沖擊速度。
5.如權(quán)利要求1所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)， 其特征在于兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞速度模擬計(jì)算子系統(tǒng)包括兩車碰撞 后再碰固定物組合事故軌跡擬合計(jì)算模塊和兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞接 觸瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算模塊；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡擬合計(jì)算模塊，根據(jù) 兩車碰撞中心位置、車輛最終停止位置、車輛與地面固定物碰撞瞬間的6自由度線速度值、 角速度值及車輛運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，求得兩車碰撞作用后瞬間關(guān)聯(lián)車輛的質(zhì)心速度和橫擺角速度等 運(yùn)動(dòng)量，本模塊根據(jù)碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊和精細(xì)化車輪-地面力學(xué)模 塊，從事故現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)并經(jīng)本系統(tǒng)預(yù)處置校核而得的兩車碰撞中心位置開(kāi)始，采用差分?jǐn)?shù)字 計(jì)算方法先求得對(duì)應(yīng)的車輛計(jì)算停止位置和與地面固定物碰撞瞬間的車輛的6自由度線 速度值、角速度值及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，再根據(jù)誤差要求逆向求解兩車碰撞作用后瞬間事故車輛的6 自由度線速度和角速度；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車碰撞接觸瞬間運(yùn)動(dòng)量 計(jì)算模塊，根據(jù)碰撞后的側(cè)偏運(yùn)動(dòng)程度或穩(wěn)定性狀態(tài)分別采用基于動(dòng)量和動(dòng)量矩守恒原理 及碰撞動(dòng)坐標(biāo)映射變換算法的碰撞接觸瞬間計(jì)算模型，或基于有限元網(wǎng)格原理及局域當(dāng)量 變形特性的塑性力學(xué)描述模型的碰撞作用計(jì)算模型，即可由兩車碰撞作用后瞬間車輛的6 自由度速度和角速度求得兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度速度和角速度。
6.如權(quán)利要求1所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)，其 特征在于所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故兩車行駛車速模擬計(jì)算子系統(tǒng)，包括兩 車碰撞后再碰固定物組合事故5質(zhì)量15自由度車輛動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和兩車碰撞后再碰固 定物組合事故逆向梯次組合計(jì)算模塊；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故5質(zhì)量15自 由度車輛動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊用于計(jì)算事故車輛在各種受力和各種運(yùn)動(dòng)狀況下的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)姿 態(tài)與運(yùn)動(dòng)量值；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故逆向梯次組合計(jì)算模塊，用于計(jì)算 車輛在事故發(fā)生前的正常行駛車速值，根據(jù)計(jì)算得到的車輛與固定物碰撞瞬間的位置和姿 態(tài)、兩車輛最終停止位置和兩車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量為計(jì)算目標(biāo)，根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)地面痕 跡狀況確定的車輛碰撞前制動(dòng)距離或痕跡值或車輛失控側(cè)滑距離或痕跡值、事故車輛與固 定物發(fā)生碰撞前的失控狀態(tài)與形式、兩車碰撞前的行駛路線為計(jì)算條件，使用5質(zhì)量15自 由度車輛動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，采用黃金分割原理自動(dòng)變更迭代步長(zhǎng)，進(jìn)行逆向梯次組合計(jì)算， 求得車輛在事故發(fā)生前的正常行駛車速值。
7.如權(quán)利要求1所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)，其 特征在于所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)包括基于CDC圖形 規(guī)則的兩車碰撞后再碰固定物組合事故諸元二維圖形庫(kù)模塊兩車碰撞后再碰固定物組合 事故軌跡定位與圖形驅(qū)動(dòng)模塊；所述的基于⑶C圖形規(guī)則的兩車碰撞后再碰固定物組合事 故諸元二維圖形庫(kù)模塊，是基于Visual C++設(shè)備環(huán)境將事故根據(jù)歸一化校核處置的事故現(xiàn) 場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，調(diào)用二維圖形庫(kù)中車輛、道路結(jié)構(gòu)CDC圖形規(guī)則的事故儲(chǔ)元；所述的兩車碰撞 后再碰固定物組合圖形驅(qū)動(dòng)模塊，利用二維圖形對(duì)兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡狀 態(tài)進(jìn)行二維重構(gòu)，該模塊自動(dòng)讀入來(lái)自事故現(xiàn)場(chǎng)的初始行駛路線及碰撞位置等事故現(xiàn)場(chǎng)勘 察數(shù)據(jù)，以及根據(jù)兩車碰撞后再碰固定物組合事故逆向梯次組合計(jì)算模塊計(jì)算得到的車輛與固定物碰撞瞬間的位置和姿態(tài)、兩車輛最終停止位置和兩車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量，應(yīng) 用車輛動(dòng)力學(xué)模型，由始及終順序計(jì)算車輛在各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)時(shí)段的瞬時(shí)姿態(tài)包括車輛質(zhì) 心坐標(biāo)值和方位角以及瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量包括平面線速度和橫擺角速度，在取足夠小的計(jì)算步長(zhǎng) 的前提下，在計(jì)算機(jī)屏幕上適時(shí)顯示事故車輛在給定時(shí)間計(jì)算步長(zhǎng)上的各瞬時(shí)形態(tài)和特征 點(diǎn)包括兩車碰撞中心地標(biāo)位置、汽車碰固定物中心地標(biāo)位置或汽車質(zhì)心坐標(biāo)位置，從而取 得動(dòng)畫(huà)連續(xù)表現(xiàn)兩車碰撞后再碰固定物組合事故軌跡狀態(tài)的二維重構(gòu)效果。
8.如權(quán)利要求1所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)，其 特征在于所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)，包括基于OpenGL 圖形技術(shù)的兩車碰撞后再碰固定物組合事故諸元底層三維透視圖形建模模塊和兩車碰撞 后再碰固定物組合事故動(dòng)畫(huà)驅(qū)動(dòng)及印跡顯示模塊；所述的基于OpenGL圖形技術(shù)的兩車碰 撞后再碰固定物組合事故諸元底層三維透視圖形建模模塊，根據(jù)歸一化校核處置的事故現(xiàn) 場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用OpenGL三維圖形開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)事故車輛、道路結(jié)構(gòu)、電線桿、大樹(shù)相關(guān) 固定物三維透視圖形的底層建模；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故動(dòng)畫(huà)驅(qū)動(dòng)及印跡 顯示模塊實(shí)現(xiàn)利用三維透視圖形對(duì)兩車碰撞后再碰固定物組合事故全景全過(guò)程的三維過(guò) 程再現(xiàn)，該模塊自動(dòng)讀入來(lái)自事故現(xiàn)場(chǎng)的初始行駛路線及碰撞位置等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)， 以及根據(jù)兩車碰撞后再碰固定物組合事故逆向梯次組合計(jì)算模塊計(jì)算得到的車輛與固定 物碰撞瞬間的位置和姿態(tài)、兩車輛最終停止位置和兩車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量，在三維透 視圖形的底層建模的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)利用碰撞作用后車輛大側(cè)偏運(yùn)動(dòng)力學(xué)描述模塊、5質(zhì)量 15自由度車輛動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊、逆向梯次組合計(jì)算模塊等由始及終順序計(jì)算車輛在事故過(guò) 程各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)時(shí)段的瞬時(shí)姿態(tài)包括車輛質(zhì)心坐標(biāo)值及車身橫擺、俯仰、側(cè)傾3自由度 角度值以及瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量包括6自由度線速度與角速度值，并同時(shí)在屏幕上現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景空間坐 標(biāo)系中實(shí)時(shí)顯示車輛在給定時(shí)間步長(zhǎng)上的各瞬時(shí)形態(tài)和車輪地面印跡包括兩車碰撞中心 地標(biāo)位置、車輛碰撞固定物中心位置示意，從而獲得動(dòng)畫(huà)連續(xù)表現(xiàn)兩車碰撞后再碰固定物 組合事故全景全過(guò)程狀態(tài)的三維再現(xiàn)效果。
9.如權(quán)利要求1所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)， 其特征在于所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)包括兩 車碰撞后再碰固定物組合事故主要特征計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出模塊、兩車碰撞后再碰固定物組合 事故發(fā)生過(guò)程簡(jiǎn)述輸出模塊以及兩車碰撞后再碰固定物組合事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所 述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故主要特征計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出模塊，根據(jù)歸一化校核處置 的事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、兩車碰撞作用前瞬間事故車輛的6自由度線速度和角速度、行車速 度，輸出事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、天氣、道路結(jié)構(gòu)、路面狀況、碰撞前軌跡點(diǎn)、兩車碰撞點(diǎn)、兩 車停止點(diǎn)、車身碰撞位置、車身變形量、側(cè)翻滑移距離、側(cè)翻角度、碰前制動(dòng)距離、固定物類 型、固定物被碰撞中心點(diǎn)坐標(biāo)位置、采取制動(dòng)措施時(shí)的車速、碰撞前瞬間的車速等能夠概括 表現(xiàn)兩車碰撞后再碰固定物組合事故特征的主要數(shù)據(jù)；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合 事故發(fā)生過(guò)程簡(jiǎn)述輸出模塊，根據(jù)歸一化校核處置的事故現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及事故軌跡二維重 構(gòu)結(jié)果，輸出事故發(fā)生的時(shí)間、天氣、場(chǎng)地、事故車輛行駛狀態(tài)、計(jì)算行駛車速、事故過(guò)程文 字描述及2維軌跡描述；所述的兩車碰撞后再碰固定物組合事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，采用 Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，利用VC++6. 0開(kāi)發(fā)平臺(tái)建立了事故案例數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)模擬計(jì)算生 成的事故案例數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于公安交通管理部門(mén)道路交通事故鑒定的兩車碰撞后再碰固定物組合事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)，本系統(tǒng)能夠利用事故現(xiàn)場(chǎng)勘察得到的基本數(shù)據(jù)，計(jì)算得到事故中各事故車輛的行駛車速和碰撞車速，并實(shí)現(xiàn)事故車輛的二維軌跡描述、三維過(guò)程再現(xiàn)、兩車碰撞后再碰固定物組合事故主要計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出以及事故發(fā)生過(guò)程簡(jiǎn)述文本輸出。本發(fā)明可被廣泛推廣應(yīng)用，將有效提高交通事故鑒定與處理的技術(shù)含量，使其分析鑒定結(jié)果容易受到交通管理部門(mén)、事故鑒定單位、事故當(dāng)事人的高度認(rèn)同，起到分清責(zé)任、避免激化矛盾、減少社會(huì)不穩(wěn)定因素、增進(jìn)社會(huì)生活的和諧運(yùn)行等重要作用，促使我國(guó)道路交通事故的鑒定向更具科學(xué)性、準(zhǔn)確性和權(quán)威性方向發(fā)展。
文檔編號(hào)G06T13/20GK102073789SQ20101061569
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者周維新, 張維峰, 張韋, 李春明, 袁望方, 趙晨, 陳濤, 魏朗 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)