專利名稱：一種摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(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，特別摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故形態(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)：
摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故是指摩托車與兩輪或三輪車(包括摩托車、電動(dòng) 自行車、自行車、三輪車)發(fā)生正面(或側(cè)面、尾隨)碰撞的一類常見道路交通事故事故形態(tài)。 摩托車和兩輪或三輪車在發(fā)生碰撞事故后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)屬于失控狀態(tài)，車體發(fā)生倒地滑移運(yùn) 動(dòng)，摩托車和兩輪或三輪車車體乘員分別發(fā)生拋物運(yùn)動(dòng)或倒地滑移運(yùn)動(dòng)，造成此類事故的 車輛運(yùn)動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析和事故過程模擬再現(xiàn)仿真的復(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。
傳統(tǒng)的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故分析鑒定方法，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)檢測(cè)獲得事故碰撞中心位置、車輛最終停止位置、 路面制動(dòng)痕跡等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(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，極易導(dǎo)致在交通事故責(zé)任劃分問題上出現(xiàn)技術(shù) 性失誤，從而引發(fā)社會(huì)糾紛。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810038173. 7，名稱為汽車與兩輪 車碰撞事故再現(xiàn)系統(tǒng)，該技術(shù)提供一種汽車與兩輪車碰撞事故再現(xiàn)系統(tǒng)，包括信息采集、過 程仿真、優(yōu)化再現(xiàn)和結(jié)果處理，采用多剛體方法建立汽車與兩輪車碰撞模型，主要針對(duì)的是 汽車碰撞兩輪車這一類別交通事故，不能夠應(yīng)用于摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故的分析 計(jì)算與模擬再現(xiàn)。本發(fā)明主要采用動(dòng)量與動(dòng)量矩守恒理論方法分析摩托車與兩輪或三輪車 碰撞事故，提出了解析計(jì)算與模擬再現(xiàn)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故的整體方案，構(gòu)建 了摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)系統(tǒng)。本系統(tǒng)只需從碰撞事故現(xiàn)場(chǎng) 檢測(cè)獲得事故摩托車碰撞位置與最終停止位置、事故摩托車車體上碰撞痕跡位置、摩托車 地面制動(dòng)印跡、兩輪或三輪車倒地位置與姿態(tài)等道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)痕跡數(shù)據(jù)以及事故摩托 車的主要結(jié)構(gòu)與重量參數(shù)，即可求得在碰撞地面坐標(biāo)系中的事故摩托車碰撞車速、事故前 瞬間的行駛車速，并實(shí)現(xiàn)事故車輛的二維軌跡描述、三維過程再現(xiàn)、摩托車與兩輪或三輪車 碰撞事故主要計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出以及事故發(fā)生過程簡(jiǎn)述文本輸出。使用本發(fā)明處理汽車碰撞 兩輪或三輪車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、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)明的目的在于提供一種用于公安交通管理部門道路交通事故鑒定的摩托車 與兩輪或三輪車碰撞事故形態(tài)分析與再現(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6數(shù)據(jù)，計(jì)算得到摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故中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、三維過程再現(xiàn)、汽車與地面固定物碰撞事故主要計(jì)算數(shù)據(jù)表 輸出以及事故發(fā)生過程簡(jiǎn)述文本輸出。
為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)至少包括 摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(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)摩托車與 兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)歸一化處理、特征點(diǎn)校核、輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；摩托車與兩輪或三輪車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化處理后的事故 現(xiàn)場(chǎng)地面痕跡、摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車與兩輪或三輪車最終停止位 置與姿態(tài)等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，逆向求得摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用后瞬間汽車的6 自由度線速度與角速度值、兩輪或三輪車碰撞后的6自由度線速度與角速度值；摩托車與兩輪或三輪車碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化處理后的事故現(xiàn) 場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、事故車輛碰撞作用后瞬間車輛的3自由度線速度值與角速度值，采用基于車 輛變形能量理論或動(dòng)量與動(dòng)量矩守恒理論的計(jì)算方法，計(jì)算得到摩托車與兩輪或三輪車碰 撞作用前瞬間的3自由度線速度值與角速度值；摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化處理的車輛碰撞前 制動(dòng)距離值、車輛行駛方向等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用前瞬間 車輛3自由度速度和角速度，計(jì)算得到摩托車與兩輪或三輪車在危險(xiǎn)狀態(tài)發(fā)生前的正常運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)行駛車速；摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化處理的事故現(xiàn) 場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用前瞬間事故車輛的3自由度線速度和角速度 及車輛正常行車速度，實(shí)現(xiàn)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡狀態(tài)的二維重構(gòu)；摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化校核處置的事 故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用前瞬間事故車輛的3自由度線速度和角 速度及正常行車速度，實(shí)現(xiàn)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故全景全過程狀態(tài)的三維再現(xiàn)；摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化校核 處置的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪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)，輸出汽摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故特 征計(jì)算數(shù)據(jù)表和事故發(fā)生過程簡(jiǎn)述文本，并實(shí)現(xiàn)事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、摩托車與兩 輪或三輪車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子 系統(tǒng)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)依次相連，摩托車與兩輪或三 輪車碰撞事故行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)分別與摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡二維重構(gòu) 子系統(tǒng)和摩托車和兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)相連，摩托車與兩輪或三輪 車碰撞事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)和摩托車和兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng) 同時(shí)再與摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)及摩托車與兩輪 或三輪車碰撞事故現(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)為所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)，包括摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一化模塊和摩托車與兩輪或三輪車碰 撞事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一 化模塊，依據(jù)交警對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)獲得的事故現(xiàn)場(chǎng)道路結(jié)構(gòu)、被撞兩輪或三輪車結(jié)構(gòu)與重 量參數(shù)、事故摩托車結(jié)構(gòu)與重量參數(shù)、事故摩托車和兩輪或三輪車損傷痕跡、事故現(xiàn)場(chǎng)地面 痕跡、摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車和兩輪或三輪車最終停止位置事故現(xiàn) 場(chǎng)基本數(shù)據(jù)，完成摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(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 維過程再現(xiàn)提供歸一化數(shù)據(jù)支持；所述的摩托車碰撞兩輪或三輪車事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能模 塊，采用Access數(shù)據(jù)庫，利用VC++6. 0開發(fā)平臺(tái)建立了事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)倉庫用于存儲(chǔ)歸 一化校核處理的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)。
所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，包括摩托車碰撞兩 輪或三輪車后動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊、兩輪或三輪車倒地滑移動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊及軌跡迭代擬合計(jì) 算模塊；所述的摩托車碰撞兩輪或三輪車后動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，根據(jù)摩托車與兩輪或三輪車 的事故現(xiàn)場(chǎng)地面痕跡、摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車與兩輪或三輪車最終 停止位置與姿態(tài)等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，采用摩托車單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和摩托 車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，計(jì)算得到摩托車及其乘員碰撞后運(yùn)動(dòng)中各瞬間的3自由 度線速度值與角速度；所述的兩輪或三輪車倒地滑移動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，根據(jù)摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心 位置、兩輪或三輪車地面痕跡、兩輪或三輪車最終停止位置等歸一化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察 數(shù)據(jù)，應(yīng)用地面接觸面摩擦接觸力學(xué)計(jì)算方法、能量守恒原理的當(dāng)量沖擊速度折算方法，計(jì) 算得到兩輪或三輪車在碰撞后的3自由度線速度值；所述的軌跡迭代擬合計(jì)算模塊，摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車、兩輪或 三輪車及其乘員最終停止位置和姿態(tài)，迭代計(jì)算得到摩托車和兩輪或三輪車碰撞作用后瞬 間的質(zhì)心速度和橫擺角速度等運(yùn)動(dòng)量；所述的軌跡迭代擬合計(jì)算模塊，根據(jù)摩托車與兩輪 或三輪車碰撞中心位置、摩托車、兩輪或三輪車及其乘員最終停止位置和姿態(tài)，應(yīng)用摩托車 單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，從事故現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè) 得到的碰撞中心位置開始，應(yīng)用差分?jǐn)?shù)字計(jì)算方法先求得對(duì)應(yīng)的摩托車、兩輪或三輪車、兩 輪或三輪車乘員計(jì)算停止位置及姿態(tài)，在計(jì)算運(yùn)動(dòng)量為零時(shí)，利用車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)迭代-收 斂判斷模型對(duì)兩輪或三輪車乘員、兩輪或三輪車及摩托車的計(jì)算終止位置值，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)誤差大時(shí)，應(yīng)用優(yōu)化方法中的黃金分割原理迭代一組新的碰撞后瞬間運(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)停止位置值為止，當(dāng)計(jì) 算終止位置值在允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，則根據(jù)該組碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，得到摩托車和兩輪 或三輪車碰撞作用后瞬間的3自由度線速度與角速度值，以及兩輪或三輪車乘員在碰撞過 程中的拋出速度。
所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)包括摩托車單質(zhì)量 3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊、摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和摩托車與兩輪或三輪車 碰撞事故逆向梯次組合計(jì)算模塊；所述的摩托車單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，用于計(jì) 算事故摩托車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；所述的摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，用于計(jì)算事故摩托車乘員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；述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞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，該模塊首先以計(jì)算得到的摩托車與兩輪或 三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量、摩托車及其乘員最終停止位置，兩輪或三輪車及其乘員最 終停止位置為計(jì)算目標(biāo)，以根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)地面痕跡狀況確定的車輛碰撞前制動(dòng)距離值、摩 托車與兩輪或三輪車碰撞前的行駛路線為計(jì)算條件，初次計(jì)算終止后，利用車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 迭代-收斂判斷模型對(duì)摩托車及其乘員最終停止位置、兩輪或三輪車及其乘員最終停止位 置、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量，和碰撞現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘測(cè)得到的車輛和乘 員停止位置、與計(jì)算得到的摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量進(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)誤差沒有達(dá)到允許誤差要求時(shí)，則應(yīng)用 優(yōu)化方法中的黃金分割原理自動(dòng)變更迭代步長(zhǎng)，重新迭代一組摩托車和兩輪或三輪車正常 行駛車速值，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 止位置值和上述步驟計(jì)算得到的摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量為止；當(dāng)計(jì) 算終止位置值在允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，該組迭代獲得的摩托車與兩輪或三輪車正常行駛車速 值就是所要求的值。
所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)包括基于⑶C圖形 規(guī)則的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故諸元二維圖形庫模塊和摩托車與兩輪或三輪車碰 撞事故軌跡定位與圖形驅(qū)動(dòng)模塊；所述的基于CDC圖形規(guī)則的摩托車與兩輪或三輪車碰撞 事故諸元二維圖形庫模塊根據(jù)歸一化校核處置的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，調(diào)用二維圖形庫中摩 托車、自行車、三輪車、道路結(jié)構(gòu)CDC圖形規(guī)則的事故儲(chǔ)元；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡定位與圖形驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)利用二維圖形 對(duì)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡狀態(tài)進(jìn)行二維重構(gòu)，該模塊自動(dòng)讀入來自事故現(xiàn)場(chǎng) 的摩托車、兩輪或三輪車及其乘員的停止位置、車輛初始行駛路線、摩托車與兩輪或三輪車 的碰撞中心位置、地面輪胎印跡等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，以及摩托車與兩輪或三輪車碰撞事 故逆向梯次組合計(jì)算模塊計(jì)算得到的摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量、摩托 車、兩輪或三輪車的最終停止位置、兩輪或三輪車乘員的最終停止位置，應(yīng)用摩托車單質(zhì)量 3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，由始及終順序計(jì)算摩托 車和兩輪或三輪車在各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)時(shí)段的瞬時(shí)姿態(tài)，即摩托車和兩輪或三輪車質(zhì)心坐標(biāo) 值、方位角與瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量，即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)顯示事故摩托車和兩輪或三輪車在給定時(shí)間計(jì)算步長(zhǎng)上的各瞬時(shí)形 態(tài)和特征點(diǎn)，包括摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車和兩輪或三輪車質(zhì)心、兩輪 或三輪車乘員質(zhì)心，從而取得動(dòng)畫連續(xù)表現(xiàn)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡狀態(tài)的二 維重構(gòu)效果。
所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)，包括基于OpenGL 圖形技術(shù)的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故諸元底層3維透視圖形建模模塊和摩托車與 兩輪或三輪車碰撞事故動(dòng)畫驅(qū)動(dòng)及印跡顯示模塊；所述的基于OpenGL圖形技術(shù)的摩托車 與兩輪或三輪車碰撞事故諸元底層3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)勘察數(shù)據(jù)，采用OpenGL三維圖形開發(fā)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)事故車輛、道路結(jié)構(gòu)、人體三維透視圖 形的底層建模；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故動(dòng)畫驅(qū)動(dòng)及印跡顯示模塊，實(shí)現(xiàn)利用3維透視圖形對(duì)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故全景全過程的三維過程再現(xiàn)，該模塊自 動(dòng)讀入來自事故現(xiàn)場(chǎng)的摩托車、兩輪或三輪車及其乘員的停止位置、車輛初始行駛路線、摩 托車與兩輪或三輪車的碰撞中心位置、地面輪胎印跡等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，以及摩托車與 兩輪或三輪車碰撞事故逆向梯次組合計(jì)算模塊計(jì)算得到的摩托車、兩輪或三輪車的最終停 止位置、兩輪或三輪車乘員的最終停止位置、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參 量，在三維透視圖形的底層建模的基礎(chǔ)上，應(yīng)用摩托車單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和 摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，由始及終順序計(jì)算車輛在事故過程各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè) 時(shí)段的瞬時(shí)姿態(tài)與瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量，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)、車輪地面印跡、摩托車最終停止位置、兩輪或三輪車最終停止 位置、兩輪或三輪車乘員最終停止位置，取得動(dòng)畫連續(xù)表現(xiàn)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事 故全景全過程狀態(tài)的三維再現(xiàn)效果。
所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)包括摩托 車與兩輪或三輪車碰撞事故主要特征計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出模塊、摩托車與兩輪或三輪車碰撞事 故發(fā)生過程簡(jiǎn)述輸出模塊以及摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述的 摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故主要特征計(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)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用前瞬間事故車輛的3自由度線速度和角 速度、摩托車與兩輪或三輪車的行車速度，輸出事故發(fā)生時(shí)的公有參數(shù)即時(shí)間、地點(diǎn)、天氣、 路面狀況；輸出摩托車與兩輪或三輪車相關(guān)的參數(shù)有車牌號(hào)、摩托車和人總質(zhì)量、兩輪或 三輪車與人的總質(zhì)量、碰撞前軌跡點(diǎn)、碰撞點(diǎn)、方位角、停止點(diǎn)、兩輪車上碰撞位置、翻倒方 向、乘員摔出后最后停止位置、乘員最后停止位置時(shí)方位角、乘員被拋出后的落地位置點(diǎn)， 若兩輪或三輪車是摩托車或者電動(dòng)自行車，還將輸出摩托車或電動(dòng)自行車采取制動(dòng)時(shí)的車 速、碰撞前瞬間的車速；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故發(fā)生過程簡(jiǎn)述輸出模塊，根據(jù)歸一化校核處置 的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(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、道路狀況、事 故發(fā)生地點(diǎn)、事故車輛行駛狀態(tài)、計(jì)算行駛車速、事故過程文字描述及2維軌跡描述；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，采用Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)， 利用VC++6. 0開發(fā)平臺(tái)建立了事故案例數(shù)據(jù)倉庫，用于存儲(chǔ)模擬計(jì)算生成的事故案例數(shù) 據(jù)。使用本發(fā)明系統(tǒng)經(jīng)過對(duì)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故的分析計(jì)算與模擬再現(xiàn)，其結(jié) 果以三維動(dòng)畫過程再現(xiàn)、二維軌跡重構(gòu)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故主要特征計(jì)算數(shù) 據(jù)表以及事故發(fā)生過程簡(jiǎn)述文本的形式表述出來，可以作為公安交警部門進(jìn)行摩托車與兩 輪或三輪車碰撞事故技術(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、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)定因數(shù)、增進(jìn)社會(huì)生活的和諧運(yùn)行等重要作 用，是我國(guó)道路交通事故的鑒定更具科學(xué)性、準(zhǔn)確性和權(quán)威性。本發(fā)明可被道路交通事故鑒 定處理部門、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為摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(xiàn)系統(tǒng)框圖；圖2為摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(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為摩托車與兩輪或三輪車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖；圖4為摩托車與兩輪或三輪車碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖；圖5為摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故車輛行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖；圖6為摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖；圖7為摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖；圖8為摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖；圖9為本發(fā)明的實(shí)施例事故基本信息數(shù)據(jù)輸入對(duì)話窗口 ；圖10為本發(fā)明的實(shí)施例事故車輛的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置對(duì)話窗口 ；圖11為本發(fā)明的實(shí)施例事故現(xiàn)場(chǎng)道路結(jié)構(gòu)設(shè)置對(duì)話窗口 ；圖12為本發(fā)明的實(shí)施例事故現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入對(duì)話窗口 ；圖13為本發(fā)明的實(shí)施例碰撞前摩托車與兩輪車運(yùn)動(dòng)軌跡特征點(diǎn)輸入對(duì)話窗口 ； 圖14為本發(fā)明的實(shí)施例摩托車與兩輪車碰撞車速計(jì)算結(jié)果； 圖15為本發(fā)明的實(shí)施例摩托車與兩輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)結(jié)果； 圖16為本發(fā)明的實(shí)施例摩托車與兩輪車碰撞事故二維軌跡重構(gòu)； 圖17為本發(fā)明的實(shí)施例摩托車與兩輪車碰撞事故車速計(jì)算數(shù)據(jù)表； 圖18為本發(fā)明的實(shí)施例摩托車與兩輪車碰撞事故過程描述。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
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，本發(fā)明包括七個(gè)子系統(tǒng)(1)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)基 本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、(2)摩托車與兩輪或三輪車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、(3) 摩托車與兩輪或三輪車碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、(4)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故 車輛行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)、(5)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)、(6) 摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)、(7)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事 故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)。利用本發(fā)明系統(tǒng)的人機(jī)交互界面，可以實(shí)現(xiàn)摩托車與兩 輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)讀入與存儲(chǔ)、事故車輛運(yùn)動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算、事故二維軌 跡重構(gòu)、三維過程再現(xiàn)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故主要計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出以及事故發(fā) 生過程簡(jiǎn)述文本輸出等交互操作。
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)?1)參見圖2，摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(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)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)歸一化處理、特征點(diǎn)校核、輸 入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。數(shù)據(jù)歸一化主要是對(duì)錄入?yún)?shù)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)功能模塊摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸 一化模塊和摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。
a)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一化模塊，依據(jù)交警 對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)獲得的事故現(xiàn)場(chǎng)道路結(jié)構(gòu)、被撞兩輪或三輪車結(jié)構(gòu)與重量參數(shù)、事故摩托 車結(jié)構(gòu)與重量參數(shù)、事故摩托車和兩輪或三輪車損傷痕跡、事故現(xiàn)場(chǎng)地面痕跡、摩托車與兩 輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車和兩輪或三輪車最終停止位置等事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)，完 成摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(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)及三維過程再現(xiàn)提 供歸一化數(shù)據(jù)支持。
b)摩托車碰撞兩輪或三輪車事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能模塊，用于存儲(chǔ)歸一化校核處理的 事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)；采用Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)，利用VC++6. 0開發(fā)平臺(tái)建立了事故現(xiàn)場(chǎng)勘察 數(shù)據(jù)倉庫。
(2)參見圖3，摩托車與兩輪或三輪車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化 處理后的事故現(xiàn)場(chǎng)地面痕跡、摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車與兩輪或三輪 車最終停止位置與姿態(tài)等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，逆向求得摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用后 瞬間汽車的6自由度線速度與角速度值、兩輪或三輪車碰撞后的6自由度線速度與角速度 值。本子系統(tǒng)包括三個(gè)模塊摩托車碰撞兩輪或三輪車后動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊、兩輪或三輪車倒 地滑移動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊、軌跡迭代擬合計(jì)算模塊。
a)摩托車碰撞兩輪或三輪車后動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，本模塊主要根據(jù)摩托車與兩輪 或三輪車的事故現(xiàn)場(chǎng)地面痕跡、摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車與兩輪或三 輪車最終停止位置與姿態(tài)等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，采用摩托車單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模 塊和摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，計(jì)算得到摩托車及其乘員碰撞后運(yùn)動(dòng)中各瞬間 的3自由度線速度值與角速度。
在摩托車與兩輪或三輪車的碰撞事故中，把乘員和摩托車的運(yùn)動(dòng)看成是二維的， 摩托車的運(yùn)動(dòng)有三個(gè)自由度，乘員的運(yùn)動(dòng)有7個(gè)自由度。
摩托車單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，用于計(jì)算事故摩托車在各種受力和各種 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。摩托車整體被視為剛體運(yùn)動(dòng)，摩托車車身質(zhì)量3 自由度具體包括在地面坐標(biāo)系中的X方向平移運(yùn)動(dòng)，Y方向的平移運(yùn)動(dòng)及繞其質(zhì)心的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。
摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，用于計(jì)算事故摩托車乘員在各種受力和各 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。摩托車乘員運(yùn)動(dòng)的自由度為7個(gè)乘員整體質(zhì) 心沿地面坐標(biāo)系X方向和Y方向的平移運(yùn)動(dòng)、軀干繞其質(zhì)心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；手臂與腿腳分別被 看成2個(gè)桿系，各桿系的質(zhì)量集中于桿件的質(zhì)心處，分別作繞乘員軀干質(zhì)心的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通 過分析可以對(duì)摩托車和乘員列出兩組運(yùn)動(dòng)方程。但由于摩托車和乘員的兩組運(yùn)動(dòng)方程并不 獨(dú)立，應(yīng)加上反映摩托車乘員的某一部分與摩托車發(fā)生牽連運(yùn)動(dòng)的約束方程，從而聯(lián)立求 解兩組運(yùn)動(dòng)方程，求解摩托車乘員在碰撞過程中的拋出速度。
b)兩輪或三輪車倒地滑移動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，根據(jù)摩托車與兩輪或三輪車碰撞中 心位置、兩輪或三輪車地面痕跡、兩輪或三輪車最終停止位置等歸一化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)勘 察數(shù)據(jù)，應(yīng)用地面接觸面摩擦接觸力學(xué)計(jì)算方法、能量守恒原理的當(dāng)量沖擊速度折算方法， 計(jì)算得到兩輪或三輪車在碰撞后的3自由度線速度值。
在自行車與摩托車的碰撞事故中，自行車與摩托車碰撞的運(yùn)動(dòng)過程可分為接觸、 自由飛行及滑移三個(gè)階段。發(fā)生碰撞時(shí)，自行車與摩托車相接觸，在碰撞沖量作用下，自行 車乘員下肢及自行車向上拋，然后自行車和自行車乘員先后被拋向摩托車前方倒(落)地 后，自行車和自行車乘員分別以滑動(dòng)或滾動(dòng)的形式向前運(yùn)動(dòng)至最終停止位置。從碰撞開始 至自行車和自行車乘員最后靜止位置的距離分別被定義為自行車和自行車乘員的拋距。在 事故計(jì)算中，自行車和自行車乘員的拋距可以從事故現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)得到。為了在對(duì)事故進(jìn)行計(jì) 算分析室引入自行車對(duì)自行車乘員運(yùn)動(dòng)的影響作用，引入了當(dāng)量拋距Ld的概念。其定義 為
權(quán)利要求
1.一種摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)至少包括摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(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)摩托車與 兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)歸一化處理、特征點(diǎn)校核、輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；摩托車與兩輪或三輪車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化處理后的事故 現(xiàn)場(chǎng)地面痕跡、摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車與兩輪或三輪車最終停止位 置與姿態(tài)等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，逆向求得摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用后瞬間汽車的6 自由度線速度與角速度值、兩輪或三輪車碰撞后的6自由度線速度與角速度值；摩托車與兩輪或三輪車碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化處理后的事故現(xiàn) 場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、事故車輛碰撞作用后瞬間車輛的3自由度線速度值與角速度值，采用基于車 輛變形能量理論或動(dòng)量與動(dòng)量矩守恒理論的計(jì)算方法，計(jì)算得到摩托車與兩輪或三輪車碰 撞作用前瞬間的3自由度線速度值與角速度值；摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)，根據(jù)歸一化處理的車輛碰撞前 制動(dòng)距離值、車輛行駛方向等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用前瞬間 車輛3自由度速度和角速度，計(jì)算得到摩托車與兩輪或三輪車在危險(xiǎn)狀態(tài)發(fā)生前的正常運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)行駛車速；摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化處理的事故現(xiàn) 場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用前瞬間事故車輛的3自由度線速度和角速度 及車輛正常行車速度，實(shí)現(xiàn)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡狀態(tài)的二維重構(gòu)；摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化校核處置的事 故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用前瞬間事故車輛的3自由度線速度和角 速度及正常行車速度，實(shí)現(xiàn)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故全景全過程狀態(tài)的三維再現(xiàn)；摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)，用于根據(jù)歸一化校核 處置的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪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)，輸出汽摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故特 征計(jì)算數(shù)據(jù)表和事故發(fā)生過程簡(jiǎn)述文本，并實(shí)現(xiàn)事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)、摩托車與兩 輪或三輪車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子 系統(tǒng)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)依次相連，摩托車與兩輪或三 輪車碰撞事故行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)分別與摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡二維重構(gòu) 子系統(tǒng)和摩托車和兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)相連，摩托車與兩輪或三輪 車碰撞事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)和摩托車和兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng) 同時(shí)再與摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)及摩托車與兩輪 或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特 征在于所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)基本數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)子系統(tǒng)，包括摩 托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一化模塊和摩托車與兩輪或三輪車 碰撞事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)輸入與歸一 化模塊，依據(jù)交警對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)獲得的事故現(xiàn)場(chǎng)道路結(jié)構(gòu)、被撞兩輪或三輪車結(jié)構(gòu)與重量參數(shù)、事故摩托車結(jié)構(gòu)與重量參數(shù)、事故摩托車和兩輪或三輪車損傷痕跡、事故現(xiàn)場(chǎng)地面 痕跡、摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車和兩輪或三輪車最終停止位置事故現(xiàn) 場(chǎng)基本數(shù)據(jù)，完成摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(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 維過程再現(xiàn)提供歸一化數(shù)據(jù)支持；所述的摩托車碰撞兩輪或三輪車事故數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能模 塊，采用Access數(shù)據(jù)庫，利用VC++6. 0開發(fā)平臺(tái)建立了事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)倉庫用于存儲(chǔ)歸 一化校核處理的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征 在于所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量計(jì)算子系統(tǒng)，包括摩托車碰撞兩輪 或三輪車后動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊、兩輪或三輪車倒地滑移動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊及軌跡迭代擬合計(jì)算 模塊；所述的摩托車碰撞兩輪或三輪車后動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，根據(jù)摩托車與兩輪或三輪車的 事故現(xiàn)場(chǎng)地面痕跡、摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車與兩輪或三輪車最終停 止位置與姿態(tài)等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，采用摩托車單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和摩托車 乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，計(jì)算得到摩托車及其乘員碰撞后運(yùn)動(dòng)中各瞬間的3自由度 線速度值與角速度；所述的兩輪或三輪車倒地滑移動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，根據(jù)摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心 位置、兩輪或三輪車地面痕跡、兩輪或三輪車最終停止位置等歸一化處理的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察 數(shù)據(jù)，應(yīng)用地面接觸面摩擦接觸力學(xué)計(jì)算方法、能量守恒原理的當(dāng)量沖擊速度折算方法，計(jì) 算得到兩輪或三輪車在碰撞后的3自由度線速度值；所述的軌跡迭代擬合計(jì)算模塊，摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車、兩輪或 三輪車及其乘員最終停止位置和姿態(tài)，迭代計(jì)算得到摩托車和兩輪或三輪車碰撞作用后瞬 間的質(zhì)心速度和橫擺角速度等運(yùn)動(dòng)量；所述的軌跡迭代擬合計(jì)算模塊，根據(jù)摩托車與兩輪 或三輪車碰撞中心位置、摩托車、兩輪或三輪車及其乘員最終停止位置和姿態(tài)，應(yīng)用摩托車 單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，從事故現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè) 得到的碰撞中心位置開始，應(yīng)用差分?jǐn)?shù)字計(jì)算方法先求得對(duì)應(yīng)的摩托車、兩輪或三輪車、兩 輪或三輪車乘員計(jì)算停止位置及姿態(tài)，在計(jì)算運(yùn)動(dòng)量為零時(shí)，利用車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)迭代-收 斂判斷模型對(duì)兩輪或三輪車乘員、兩輪或三輪車及摩托車的計(jì)算終止位置值，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)誤差大時(shí)，應(yīng)用優(yōu)化方法中的黃金分割原理迭代一組新的碰撞后瞬間運(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)停止位置值為止，當(dāng)計(jì) 算終止位置值在允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，則根據(jù)該組碰撞后瞬間運(yùn)動(dòng)量值，得到摩托車和兩輪 或三輪車碰撞作用后瞬間的3自由度線速度與角速度值，以及兩輪或三輪車乘員在碰撞過 程中的拋出速度。
4.如權(quán)利要求1所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特 征在于所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故行駛車速計(jì)算子系統(tǒng)包括摩托車單質(zhì)量3 自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊、摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和摩托車與兩輪或三輪車碰 撞事故逆向梯次組合計(jì)算模塊；所述的摩托車單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，用于計(jì)算 事故摩托車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；所述的摩托車乘 員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，用于計(jì)算事故摩托車乘員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；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞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，該模塊首先以計(jì)算得到的摩托車與兩輪或 三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量、摩托車及其乘員最終停止位置，兩輪或三輪車及其乘員最 終停止位置為計(jì)算目標(biāo)，以根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)地面痕跡狀況確定的車輛碰撞前制動(dòng)距離值、摩 托車與兩輪或三輪車碰撞前的行駛路線為計(jì)算條件，初次計(jì)算終止后，利用車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 迭代-收斂判斷模型對(duì)摩托車及其乘員最終停止位置、兩輪或三輪車及其乘員最終停止位 置、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量，和碰撞現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘測(cè)得到的車輛和乘 員停止位置、與計(jì)算得到的摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量進(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)誤差沒有達(dá)到允許誤差要求時(shí)，則應(yīng)用 優(yōu)化方法中的黃金分割原理自動(dòng)變更迭代步長(zhǎng)，重新迭代一組摩托車和兩輪或三輪車正常 行駛車速值，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 止位置值和上述步驟計(jì)算得到的摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量為止；當(dāng)計(jì) 算終止位置值在允許誤差范圍內(nèi)時(shí)，該組迭代獲得的摩托車與兩輪或三輪車正常行駛車速 值就是所要求的值。
5.如權(quán)利要求1所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特 征在于所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡二維重構(gòu)子系統(tǒng)包括基于⑶C圖形規(guī) 則的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故諸元二維圖形庫模塊和摩托車與兩輪或三輪車碰撞 事故軌跡定位與圖形驅(qū)動(dòng)模塊；所述的基于CDC圖形規(guī)則的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事 故諸元二維圖形庫模塊根據(jù)歸一化校核處置的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，調(diào)用二維圖形庫中摩托 車、自行車、三輪車、道路結(jié)構(gòu)CDC圖形規(guī)則的事故儲(chǔ)元；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡定位與圖形驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)利用二維圖形 對(duì)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡狀態(tài)進(jìn)行二維重構(gòu)，該模塊自動(dòng)讀入來自事故現(xiàn)場(chǎng) 的摩托車、兩輪或三輪車及其乘員的停止位置、車輛初始行駛路線、摩托車與兩輪或三輪車 的碰撞中心位置、地面輪胎印跡等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，以及摩托車與兩輪或三輪車碰撞事 故逆向梯次組合計(jì)算模塊計(jì)算得到的摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量、摩托 車、兩輪或三輪車的最終停止位置、兩輪或三輪車乘員的最終停止位置，應(yīng)用摩托車單質(zhì)量 3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和摩托車乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，由始及終順序計(jì)算摩托 車和兩輪或三輪車在各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)時(shí)段的瞬時(shí)姿態(tài)，即摩托車和兩輪或三輪車質(zhì)心坐標(biāo) 值、方位角與瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量，即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)顯示事故摩托車和兩輪或三輪車在給定時(shí)間計(jì)算步長(zhǎng)上的各瞬時(shí)形 態(tài)和特征點(diǎn)，包括摩托車與兩輪或三輪車碰撞中心位置、摩托車和兩輪或三輪車質(zhì)心、兩輪 或三輪車乘員質(zhì)心，從而取得動(dòng)畫連續(xù)表現(xiàn)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故軌跡狀態(tài)的二 維重構(gòu)效果。
6.如權(quán)利要求1所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征 在于所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故三維模擬再現(xiàn)子系統(tǒng)，包括基于OpenGL圖形 技術(shù)的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故諸元底層3維透視圖形建模模塊和摩托車與兩輪 或三輪車碰撞事故動(dòng)畫驅(qū)動(dòng)及印跡顯示模塊；所述的基于OpenGL圖形技術(shù)的摩托車與兩 輪或三輪車碰撞事故諸元底層3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)勘 察數(shù)據(jù)，采用OpenGL三維圖形開發(fā)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)事故車輛、道路結(jié)構(gòu)、人體三維透視圖形的底層建模；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故動(dòng)畫驅(qū)動(dòng)及印跡顯示模塊，實(shí)現(xiàn)利用3 維透視圖形對(duì)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故全景全過程的三維過程再現(xiàn)，該模塊自動(dòng)讀 入來自事故現(xiàn)場(chǎng)的摩托車、兩輪或三輪車及其乘員的停止位置、車輛初始行駛路線、摩托車 與兩輪或三輪車的碰撞中心位置、地面輪胎印跡等事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)，以及摩托車與兩輪 或三輪車碰撞事故逆向梯次組合計(jì)算模塊計(jì)算得到的摩托車、兩輪或三輪車的最終停止位 置、兩輪或三輪車乘員的最終停止位置、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用瞬間運(yùn)動(dòng)參量，在 三維透視圖形的底層建模的基礎(chǔ)上，應(yīng)用摩托車單質(zhì)量3自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊和摩托車 乘員7自由度動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，由始及終順序計(jì)算車輛在事故過程各個(gè)環(huán)節(jié)和各個(gè)時(shí)段的 瞬時(shí)姿態(tài)與瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)量，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)、車輪地面印跡、摩托車最終停止位置、兩輪或三輪車最終停止位置、 兩輪或三輪車乘員最終停止位置，取得動(dòng)畫連續(xù)表現(xiàn)摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故全景 全過程狀態(tài)的三維再現(xiàn)效果。
7.如權(quán)利要求1所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬再現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特 征在于所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故模擬計(jì)算結(jié)果輸出描述子系統(tǒng)包括摩托車 與兩輪或三輪車碰撞事故主要特征計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出模塊、摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故 發(fā)生過程簡(jiǎn)述輸出模塊以及摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述的摩 托車與兩輪或三輪車碰撞事故主要特征計(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)勘察數(shù)據(jù)、摩托車與兩輪或三輪車碰撞作用前瞬間事故車輛的3自由度線速度和角速 度、摩托車與兩輪或三輪車的行車速度，輸出事故發(fā)生時(shí)的公有參數(shù)即時(shí)間、地點(diǎn)、天氣、路 面狀況；輸出摩托車與兩輪或三輪車相關(guān)的參數(shù)有車牌號(hào)、摩托車和人總質(zhì)量、兩輪或三 輪車與人的總質(zhì)量、碰撞前軌跡點(diǎn)、碰撞點(diǎn)、方位角、停止點(diǎn)、兩輪車上碰撞位置、翻倒方向、 乘員摔出后最后停止位置、乘員最后停止位置時(shí)方位角、乘員被拋出后的落地位置點(diǎn)，若兩 輪或三輪車是摩托車或者電動(dòng)自行車，還將輸出摩托車或電動(dòng)自行車采取制動(dòng)時(shí)的車速、 碰撞前瞬間的車速；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故發(fā)生過程簡(jiǎn)述輸出模塊，根據(jù)歸一化校核處置 的事故現(xiàn)場(chǎng)勘察數(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、道路狀況、事 故發(fā)生地點(diǎn)、事故車輛行駛狀態(tài)、計(jì)算行駛車速、事故過程文字描述及2維軌跡描述；所述的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故案例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，采用Access數(shù)據(jù)庫技術(shù)， 利用VC++6. 0開發(fā)平臺(tái)建立了事故案例數(shù)據(jù)倉庫，用于存儲(chǔ)模擬計(jì)算生成的事故案例數(shù) 據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于公安交通管理部門道路交通事故鑒定的摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故形態(tài)分析與再現(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)算得到摩托車與兩輪或三輪車碰撞事故中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、三維過程再現(xiàn)、汽車與地面固定物碰撞事故主要計(jì)算數(shù)據(jù)表輸出以及事故發(fā)生過程簡(jiǎn)述文本輸出。本發(fā)明將改變傳統(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，對(duì)事故鑒定起到分清責(zé)任、避免激化矛盾、減少社會(huì)不穩(wěn)定因數(shù)、增進(jìn)社會(huì)生活的和諧運(yùn)行等重要作用，促進(jìn)我國(guó)道路交通事故的鑒定更具科學(xué)性、準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102043885SQ20101061700
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31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)