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(guó)是全世界道路交通事故死亡人數(shù)最多的國(guó)家之一。全面細(xì)致的分析道路交通事故成因及人體損傷機(jī)理,對(duì)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(shí),由于實(shí)驗(yàn)成本和日益提升的公眾倫理意識(shí),相比于尸體實(shí)驗(yàn),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(wèn)題如現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量誤差大、邊界條件缺失等,為解決這些問(wèn)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(diǎn),利用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)獲取事故場(chǎng)景正射圖像,并對(duì)汽車EDR數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取解析,通過(guò)對(duì)典型案例的事故重建,深入探討車輛間作用、車輛-人作用機(jī)制,為事故責(zé)任認(rèn)定、人體損傷防護(hù)、交通傷救治、汽車安全設(shè)計(jì)提供參考依據(jù),具有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(chǎng)調(diào)查中存在的耗時(shí)長(zhǎng)、精度低、難以二次驗(yàn)證等難題,本文率先提出利用無(wú)人機(jī)航拍進(jìn)行事故現(xiàn)場(chǎng)證據(jù)固定的方案。首先通過(guò)組裝四旋翼飛行器搭載相機(jī)作為航拍平臺(tái);同時(shí)對(duì)航拍相機(jī)標(biāo)定、圖像幾何校正等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究,并對(duì)圖像幾何校正的精度及航拍圖像測(cè)量精度進(jìn)行了評(píng)估;其次為了實(shí)現(xiàn)等比例現(xiàn)場(chǎng)圖的實(shí)時(shí)繪制,編寫了基于航拍圖像的現(xiàn)場(chǎng)圖繪制系統(tǒng),并比較了基于航拍圖像的現(xiàn)場(chǎng)圖繪制系統(tǒng)與傳統(tǒng)勘查方法的優(yōu)缺點(diǎn);最后對(duì)航拍圖像拼接及基于傾斜攝影的三維建模進(jìn)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(cè)量的相對(duì)誤差可以控制在-2.5%~2.5%之間;基于航拍圖像的現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行證據(jù)固定、測(cè)量可以作為事故現(xiàn)場(chǎng)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(zhǔn)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(guó)內(nèi)率先引入EDR數(shù)據(jù)解析工具,并對(duì)EDR數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證與分析。首先,比較了11例真實(shí)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(zhǔn)差為3.85km/h;相對(duì)誤差均值-1.1%,相對(duì)誤差標(biāo)準(zhǔn)差6%;并對(duì)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(dòng)時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果顯示:碰撞發(fā)生前駕駛員平均制動(dòng)時(shí)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(guò)程重建提供準(zhǔn)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(guò)對(duì)多例典型案例進(jìn)行事故場(chǎng)景數(shù)字化重建、事故過(guò)程重建來(lái)闡述航拍圖像及EDR數(shù)據(jù)對(duì)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(jìn)行事故場(chǎng)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(yùn)用PC-CRASH及ARAS360能夠準(zhǔn)確的重建出事故碰撞點(diǎn)、事故形態(tài)及駕駛員制動(dòng)行為;采用EDR數(shù)據(jù)作為初始條件,運(yùn)用MADYMO及LS-DYNA可以準(zhǔn)確的重建出事故中車輛及人的動(dòng)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(guò)將8例事故中EDR數(shù)據(jù)的氣囊點(diǎn)爆時(shí)間、預(yù)緊器觸發(fā)時(shí)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(duì)駕駛員的損傷過(guò)程進(jìn)行重建,獲取了駕駛員在不同初始及邊界條件下的運(yùn)動(dòng)學(xué)響應(yīng),并從多剛體假人頭部與胸部的響應(yīng)中計(jì)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(xiǎn)曲線,對(duì)駕駛員頭、胸部損傷進(jìn)行預(yù)測(cè)。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(duì)駕駛員損傷過(guò)程重建可以方便地獲取駕駛員的運(yùn)動(dòng)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(guò)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(cè)駕駛員頭胸部的損傷等級(jí),與事故中駕駛員真實(shí)損傷情況基本相符。這些研究結(jié)果表明,事發(fā)后通過(guò)EDR數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)駕駛員損傷是切實(shí)可行的。本研究可以為實(shí)現(xiàn)快速且與損傷程度相符的分級(jí)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(cè) 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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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?jī)?nèi)容14-16
• 1.5 研究方法16-18
• 1.6 課題來(lái)源及創(chuàng)新點(diǎn)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(chǎng)航拍圖像的獲取與處理24-44
• 3.1 非軍用無(wú)人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀24-25
• 3.2 無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)研究現(xiàn)狀25
• 3.3 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)組件25-26
• 3.4 相機(jī)標(biāo)定26-29
• 3.5 圖像校正29-32
• 3.6 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)測(cè)量精度實(shí)驗(yàn)32-35
• 3.7 基于航拍圖像的現(xiàn)場(chǎng)圖繪制系統(tǒng)35-37
• 3.8 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)實(shí)地效果評(píng)估37-41
• 3.9 航拍圖像拼接41-42
• 3.10 事故場(chǎng)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(yàn)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(yàn)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(chǎng)景數(shù)字化重建72-74
• 5.3 基于航拍正射圖像的事故過(guò)程重建74-84
• 5.4 基于EDR數(shù)據(jù)的事故過(guò)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(cè)研究94-109
• 6.1 頭部與胸部損傷評(píng)價(jià)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(guò)程重建99-100
• 6.4 駕駛員損傷過(guò)程重建結(jié)果100-105
• 6.5 駕駛員損傷預(yù)測(cè)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(xiàn)111-121
• 文獻(xiàn)綜述 EDR技術(shù)研究進(jìn)展121-130
• 參考文獻(xiàn)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(xiàn)】

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本文編號(hào)：428319