本文關(guān)鍵詞：基于航拍正射圖像與EDR數(shù)據(jù)的交通事故重建研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：中國是全世界道路交通事故死亡人數(shù)最多的國家之一。全面細致的分析道路交通事故成因及人體損傷機理,對提出合理的事故預(yù)防與救治方案、減少交通事故傷亡具有重要意義。同時,由于實驗成本和日益提升的公眾倫理意識,相比于尸體實驗,交通事故重建成為研究損傷生物力學(xué)更為理想的途徑。但是現(xiàn)有交通事故重建還存在著諸多問題如現(xiàn)場測量誤差大、邊界條件缺失等,為解決這些問題,本文以道路交通事故證據(jù)信息的獲取技術(shù)為切入點,利用無人機航拍技術(shù)獲取事故場景正射圖像,并對汽車EDR數(shù)據(jù)進行讀取解析,通過對典型案例的事故重建,深入探討車輛間作用、車輛-人作用機制,為事故責(zé)任認定、人體損傷防護、交通傷救治、汽車安全設(shè)計提供參考依據(jù),具有現(xiàn)實的經(jīng)濟和社會意義。本文主要研究方法與結(jié)論如下:(1)為解決現(xiàn)有事故現(xiàn)場調(diào)查中存在的耗時長、精度低、難以二次驗證等難題,本文率先提出利用無人機航拍進行事故現(xiàn)場證據(jù)固定的方案。首先通過組裝四旋翼飛行器搭載相機作為航拍平臺;同時對航拍相機標(biāo)定、圖像幾何校正等關(guān)鍵問題進行研究,并對圖像幾何校正的精度及航拍圖像測量精度進行了評估;其次為了實現(xiàn)等比例現(xiàn)場圖的實時繪制,編寫了基于航拍圖像的現(xiàn)場圖繪制系統(tǒng),并比較了基于航拍圖像的現(xiàn)場圖繪制系統(tǒng)與傳統(tǒng)勘查方法的優(yōu)缺點;最后對航拍圖像拼接及基于傾斜攝影的三維建模進行研究。結(jié)果顯示:校正后的正射圖像RMSE為3.6pixels;在拍攝高度11m~112m范圍內(nèi),測量的相對誤差可以控制在-2.5%~2.5%之間;基于航拍圖像的現(xiàn)場圖繪制系統(tǒng)效率顯著高于傳統(tǒng)勘查繪圖方法。這些結(jié)果表明采用航拍圖像進行證據(jù)固定、測量可以作為事故現(xiàn)場調(diào)查中的重要方法。(2)為解決傳統(tǒng)的事故深度調(diào)查方法難以準確獲取碰撞瞬間諸多重要數(shù)據(jù)(如碰撞速度、?V等)的不足,在國內(nèi)率先引入EDR數(shù)據(jù)解析工具,并對EDR數(shù)據(jù)進行驗證與分析。首先,比較了11例真實事故案例中EDR碰撞前速度值與從視頻或車速表指針獲得的參考速度值,結(jié)果顯示兩者差值的均值為-0.42km/h,差值標(biāo)準差為3.85km/h;相對誤差均值-1.1%,相對誤差標(biāo)準差6%;并對76例豐田乘用車事故中碰撞速度、駕駛員安全帶佩戴、縱向?V、制動時間等參數(shù)進行統(tǒng)計分析,結(jié)果顯示:碰撞發(fā)生前駕駛員平均制動時間為1.38秒;駕駛員MAIS與車輛縱向最大?V顯著相關(guān),且佩戴安全帶可顯著降低駕駛員的損傷程度。這些結(jié)果表明,EDR數(shù)據(jù)可為事故過程重建提供準確碰撞速度,而且EDR數(shù)據(jù)中安全帶佩戴、縱向?V與駕駛員損傷密切相關(guān),可以作為駕駛員損傷重建的重要參數(shù)。(3)通過對多例典型案例進行事故場景數(shù)字化重建、事故過程重建來闡述航拍圖像及EDR數(shù)據(jù)對于事故重建的重要作用。重建結(jié)果顯示:采用航拍正射圖像進行事故場景數(shù)字化重建能夠直觀的分析事故中各元素之間的關(guān)系;采用航拍正射圖像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),運用PC-CRASH及ARAS360能夠準確的重建出事故碰撞點、事故形態(tài)及駕駛員制動行為;采用EDR數(shù)據(jù)作為初始條件,運用MADYMO及LS-DYNA可以準確的重建出事故中車輛及人的動力學(xué)響應(yīng),與視頻資料相符。研究結(jié)果表明,航拍圖像及EDR數(shù)據(jù)有助于高精度的事故重建。(4)通過將8例事故中EDR數(shù)據(jù)的氣囊點爆時間、預(yù)緊器觸發(fā)時間、碰撞速度、駕駛員安全帶佩戴、縱向?V(求導(dǎo)后為縱向加速度)作為駕駛員約束系統(tǒng)邊界輸入條件,對駕駛員的損傷過程進行重建,獲取了駕駛員在不同初始及邊界條件下的運動學(xué)響應(yīng),并從多剛體假人頭部與胸部的響應(yīng)中計算出頭部HIC36、HIC15及胸部的VC、CTI,再根據(jù)人體頭胸部耐受限度及損傷風(fēng)險曲線,對駕駛員頭、胸部損傷進行預(yù)測。結(jié)果顯示:在正碰事故中,直接由EDR數(shù)據(jù)作為初始及邊界條件對駕駛員損傷過程重建可以方便地獲取駕駛員的運動學(xué)響應(yīng),且與深度調(diào)查的結(jié)果基本符合;從駕駛員損傷過程重建獲取的假人頭部HIC36、HIC15值及胸部的VC、CTI值可以很好的預(yù)測駕駛員頭胸部的損傷等級,與事故中駕駛員真實損傷情況基本相符。這些研究結(jié)果表明,事發(fā)后通過EDR數(shù)據(jù)預(yù)測駕駛員損傷是切實可行的。本研究可以為實現(xiàn)快速且與損傷程度相符的分級醫(yī)療救助響應(yīng)奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：事故重建 航拍 EDR 損傷預(yù)測 事故深度調(diào)查
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 英文縮寫一覽表5-7
• 英文摘要7-10
• 中文摘要10-12
• 第一章 前言12-19
• 1.1 選題緣由12-13
• 1.2 研究背景13-14
• 1.3 研究意義14
• 1.4 研究內(nèi)容14-16
• 1.5 研究方法16-18
• 1.6 課題來源及創(chuàng)新點18-19
• 第二章 道路交通事故深度調(diào)查19-24
• 2.1 道路交通事故深度調(diào)查研究現(xiàn)狀19
• 2.2 道路交通事故深度調(diào)查內(nèi)容19-21
• 2.3 道路交通事故深度調(diào)查方法21-23
• 2.4 本章小節(jié)23-24
• 第三章 事故現(xiàn)場航拍圖像的獲取與處理24-44
• 3.1 非軍用無人機的發(fā)展現(xiàn)狀24-25
• 3.2 無人機航拍技術(shù)研究現(xiàn)狀25
• 3.3 無人機系統(tǒng)組件25-26
• 3.4 相機標(biāo)定26-29
• 3.5 圖像校正29-32
• 3.6 無人機系統(tǒng)測量精度實驗32-35
• 3.7 基于航拍圖像的現(xiàn)場圖繪制系統(tǒng)35-37
• 3.8 無人機系統(tǒng)實地效果評估37-41
• 3.9 航拍圖像拼接41-42
• 3.10 事故場景三維建模42
• 3.11 討論42-43
• 3.12 本章小結(jié)43-44
• 第四章 EDR數(shù)據(jù)驗證及分析44-71
• 4.1 EDR技術(shù)規(guī)范44-46
• 4.2 豐田EDR數(shù)據(jù)內(nèi)容46-49
• 4.3 EDR數(shù)據(jù)特征49-52
• 4.4 EDR數(shù)據(jù)驗證52-63
• 4.5 EDR數(shù)據(jù)采集及分析63-69
• 4.6 本章小結(jié)69-71
• 第五章 典型道路交通事故重建研究71-94
• 5.1 道路交通事故重建步驟71-72
• 5.2 基于航拍圖像的事故場景數(shù)字化重建72-74
• 5.3 基于航拍正射圖像的事故過程重建74-84
• 5.4 基于EDR數(shù)據(jù)的事故過程重建84-92
• 5.5 本章小結(jié)92-94
• 第六章 基于EDR數(shù)據(jù)的駕駛員損傷預(yù)測研究94-109
• 6.1 頭部與胸部損傷評價94-97
• 6.2 典型豐田乘用車正碰事故案例97-99
• 6.3 駕駛員損傷過程重建99-100
• 6.4 駕駛員損傷過程重建結(jié)果100-105
• 6.5 駕駛員損傷預(yù)測結(jié)果105-106
• 6.6 討論106-108
• 6.7 本章小結(jié)108-109
• 全文總結(jié)109-111
• 參考文獻111-121
• 文獻綜述 EDR技術(shù)研究進展121-130
• 參考文獻127-130
• 攻讀博士學(xué)位期間的研究成果130-133
• 致謝133

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于航拍正射圖像與EDR數(shù)據(jù)的交通事故重建研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：428319