专利名称：汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机仿真应用技术领域，特别针对一类汽车碰两轮或三轮车再碰固 定物组合事故形态的计算机分析计算与模拟再现仿真系统。
背景技术：
汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故是指汽车与两轮或三轮车碰撞后再 发生事故汽车碰撞地面固定物的一类特殊道路交通事故事故形态。汽车在发生碰撞事故后 的运动状态属于失控状态，且又发生了与地面固定物碰撞的二次事故，使得汽车与两轮或 三轮车碰撞作用后汽车的运动不再是一个完整的车辆-地面力学运动，而是在事故汽车冲 出车道后又有一个碰撞路侧地面固定物(如电线杆、大树、护栏、护墩等)的组合环节，造成 此类事故的车辆运动力学计算分析和事故过程模拟再现仿真的极其复杂性，成为道路交通 事故计算机分析再现技术领域的难点和前沿技术之一。经对现有技术文献检索发现，专利申请号为200810038173. 7，名称为汽车与两轮 车碰撞事故再现系统，该技术提供一种汽车与两轮车碰撞事故再现系统，包括信息采集、过 程仿真、优化再现和结果处理，采用多刚体方法建立汽车与两轮车碰撞模型，主要针对的是 汽车碰撞两轮车这一类别交通事故，其事故现场数据采集模块采用三坐标标定物和环形拍 摄方式获取事故现场信息，采用虚拟现实技术建立事故现场三维模型，根据摩托车乘员人 体损伤检验报告，与多刚体假人主体模型组合成为新的组合式假人模型，采用多刚体碰撞 理论进行仿真计算，仿真汽车与两轮车碰撞全过程，不能够应用于汽车碰撞两轮或三轮车 后再碰撞固定物这一类复杂的组合事故。本发明主要采用动量与动量矩守恒理论方法分析 汽车碰撞两轮或三轮车后在碰撞固定物组合事故，开创性地提出了解析计算与模拟再现车 碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故的整体方案，构建了车碰两轮或三轮车后再碰固定 物组合事故分析计算与模拟再现系统。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于公安交通管理部门道路交通事故鉴定的汽 车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现系统，本系统能够利用事故现场勘察得 到的基本数据，计算得到汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故中汽车的行驶车速和 碰撞车速，并实现事故车辆的二维轨迹描述、三维过程再现、汽车碰两轮或三轮车后再碰固 定物组合事故主要计算数据表输出以及事故发生过程简述文本输出。为了达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现
一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计算机系统，所述的计算机 系统至少包括
汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入与存储子系统，用于实 现汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入、数据归一化处理、特征 点校核、输入数据存储功能；汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆碰撞地面固定物后运动量计算子系 统，根据归一化处理后的事故现场地面痕迹、汽车与地面固定物碰撞中心位置和姿态、车辆 最终停止位置与姿态等事故现场勘察数据，求得汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的 6自由度线速度与角速度值；
汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆与地面固定物碰撞瞬间运动量计算 子系统，根据归一化处理的事故现场勘察数据、汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的6 自由度线速度与角速度值，逆向求得车辆与地面固定物碰撞瞬间的6自由度线速度值与角 速度值；
组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞后运动量计算子系统，根据归一化处理的事故现场 勘察数据、车辆与地面固定物碰撞瞬间的6自由度线速度值与角速度值，逆向求得汽车与 两轮或三轮车碰撞作用后瞬间汽车的6自由度线速度与角速度值、两轮或三轮车碰撞后的 6自由度线速度与角速度值；
组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞瞬间运动量计算子系统，根据归一化处理后的事故 现场勘察数据、事故车辆碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线速度值与角速度值，计算得到 汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间的6自由度线速度值与角速度值；
汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故汽车行驶车速计算子系统，根据归一化处 理的事故现场勘察数据、碰撞中心点地标位置和汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间车辆 6自由度速度和角速度，计算得到事故车辆在碰撞发生前正常行驶时的行车速度；
汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹二维重构子系统，根据归一化处理的 事故现场勘察数据、汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间事故车辆的6自由度线速度和角 速度、逆向梯次组合计算模块计算得到汽车、两轮或三轮车的碰撞瞬间运动参量、停止位置 及行驶车速，实现汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故轨迹状态的二维重构；
汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故三维模拟再现子系统，根据归一化校核处 置的事故现场勘察数据、汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间事故车辆的6自由度线速度 和角速度、逆向梯次组合计算模块计算得到汽车、两轮或三轮车的碰撞瞬间运动参量、停止 位置及行驶车速，实现汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故全景全过程状态的 三维再现；
汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟计算结果输出描述子系统，根据归一 化校核处置的事故现场勘察数据、汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间事故车辆的6自由 度线速度和角速度、行车速度及事故轨迹二维重构，输出汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰 固定物组合事故特征计算数据表和事故发生过程简述文本，并实现事故案例数据存储；
所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入与存储子系统、 汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆碰撞地面固定物后运动量计算子系统、汽 车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆与地面固定物碰撞瞬间运动量计算子系统 组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞后运动量计算子系统、组合事故汽车与两轮或三轮车碰 撞瞬间运动量计算子系统及汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故汽车行驶车速计 算子系统依次相连，汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故汽车行驶车速计算子系统 又分别与汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹二维重构子系统和汽车碰两轮 或三轮车后再碰固定物组合事故三维模拟再现子系统相连，同时汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹二维重构子系统和汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故三 维模拟再现子系统均与汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟计算结果输出描 述子系统和汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入与存储子系统 相连。本发明的其他技术特点为
所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入与存储子系统 包括三)轮车后再碰固定物组合事故数据存储模块；所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固 定物组合事故现场勘察数据输入与归一化模块，依据交警对事故现场勘验获得的事故现场 道路结构、被撞两轮或三轮车结构、路侧地面固定物种类和结构形式、车辆主要结构参数、 性能参数及装载条件，事故汽车和路侧地面固定物碰撞损伤痕迹、事故现场地面痕迹、汽车 与两轮或三轮车碰撞中心地标位置、汽车与地面固定物碰撞中心位置、汽车最终停止位置 相关事故现场基本数据，完成汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场勘察数据录 入以及碰撞位置数据校核、公共参数装载与轨迹特征点预处理等，为后续的事故模拟计算、 事故二维轨迹重构及三维过程再现提供归一化数据支持；
所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故数据存储功能模块，采用Access 数据库技术，利用VC++6. 0开发平台建立了事故现场勘察数据仓库，用于存储归一化校核 处理的事故现场勘察数据。所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆碰撞地面固定物后运动 量计算子系统包括精细化车轮-地面力学模块、碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模 型、终端轨迹点迭代拟合计算模块；
所述的精细化车轮-地面力学模块根据车辆与地面固定物碰撞中心点的轨迹，采用具 有大侧偏角运动适应性的G. Gim轮胎理论力学模型计算地面对轮胎的作用力；
所述的碰撞作用后车辆大侧偏运动力学描述模块，根据车辆与地面固定物碰撞中心的 轨迹、地面对轮胎的作用力，利用车辆11自由度运动力学计算模型和具有大侧偏角运动适 应性的G. Gim轮胎理论力学模型，计算汽车与地面固定物碰撞作用后车辆各瞬间的6自由 度线速度与角速度值；
所述的终端轨迹点迭代拟合计算模块，根据归一化处理的事故现场基本数据，迭代计 算得到汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线速度与角速度，该模块具体计 算方法根据碰撞作用后车辆大侧偏运动力学描述模块和精细化车轮-地面力学模块，从碰 撞现场勘测得到的车辆碰撞固定物初始位置开始，用差分数字计算方法先求得对应的车辆 计算停止位置，再逆向求解车辆碰撞固定物后瞬间车辆质心速度和横摆角速度等运动量， 当计算运动量为0时，利用车辆运动状态迭代-收敛判断模型对计算停止位置值和碰撞现 场实际勘测得到的停止位置进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的允许误差要 求，当果误差较大，则应用优化方法中的黄金分割原理迭代一组新的车辆碰撞固定物后瞬 间运动量值，重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算停止位置值收敛于实测停 止位置值为止；当车辆停止位置在允许误差范围内时，根据最新一组碰撞后瞬间运动量值， 得到汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线速度与角速度值。所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆与地面固定物碰撞瞬间 运动量计算子系统包括基于有限元网格划分原理的车体塑性变形当量冲击速度计算模块和基于有限元网格划分原理的地面固定物变形与剪切当量冲击速度计算模块；所述的基于 有限元网格划分原理的车体塑性变形当量冲击速度计算模块，用于计算事故车辆撞击变形 而吸收的当量冲击速度；所述的基于有限元网格划分原理的地面固定物变形与剪切当量冲 击速度计算模块，用于计算地面固定物受车辆撞击产生塑性变形及发生剪切折断而吸收的 当量冲击速度；
所述的组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞后运动量计算子系统，包括精细化车 轮-地面力学模块、汽车碰撞两轮或三轮车后动力学计算模块、两轮或三轮车碰撞后动力 学计算模块和轨迹迭代拟合计算模块；
所述的精细化车轮-地面力学模块采用具有大侧偏角运动适应性的G. Gim轮胎理论力 学模型计算地面对轮胎的作用力；
所述的汽车碰撞两轮或三轮车后动力学计算模块，根据汽车碰两轮或三轮车的碰撞中 心位置、计算得到的地面对车轮的作用力，采用5质量15自由度车辆动力学计算模块，计算 得到碰撞后汽车(自由)运动中各瞬间的6自由度线速度值与角速度值；
所述的两轮或三轮车碰撞后动力学计算模块，根据汽车碰两轮或三轮车碰撞中心位 置、两轮或三轮车地面痕迹、两轮或三轮车最终停止位置等归一化处理的事故现场勘察数 据，应用地面接触面摩擦接触力学计算方法、能量守恒原理的当量冲击速度折算方法，计算 得到两轮或三轮车在碰撞后的6自由度线速度值与角速度值；
所述的轨迹迭代拟合计算模块，根据车辆碰撞中心位置、两轮或三轮车最终停止位置、 人体最终停止位置以及车辆与地面固定物碰撞瞬间的6自由度线速度值与角速度值，迭 代计算得到汽车和两轮或三轮车碰撞作用后瞬间的质心速度和横摆角速度等运动量，该 模块根据汽车与两轮或三轮车碰撞中心位置、两轮或三轮车最终停止位置及姿态、汽车与 地面固定物碰撞瞬间的6自由度线速度值、角速度值及车辆运动姿态，应用车辆5质量15 自由度车辆动力学计算模块和精细化车轮-地面力学模块，从事故现场勘测(并经本系统 预处置校核)而得碰撞中心位置开始，应用差分数字计算方法先求得对应的两轮或三轮车 计算停止位置、两轮或三轮车乘员最终停止位置及姿态、与地面固定物碰撞瞬间的汽车的 6自由度线速度值、角速度值及运动姿态，在计算运动量结束为0时，利用车辆运动状态迭 代-收敛判断模型对两轮或三轮车乘员、两轮或三轮车计算终止位置值、汽车与固定物碰 撞前瞬间的运动量，和碰撞现场实际勘测得到的停止位置及前一节计算得到的车辆与地面 固定物碰撞瞬间的6自由度线速度值与角速度值进行比较，检验其逼近程度是否达到预先 设定的允许误差要求，当误差较大时，则应用优化方法中的黄金分割原理迭代一组新的碰 撞后瞬间运动量值，重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算终止位置值收敛于 实测停止位置值和上一节计算得到的车辆与地面固定物碰撞瞬间的运动量为止，当计算终 止位置值在允许误差范围内时，根据最新一组碰撞后瞬间运动量值，得到汽车和两轮或三 轮车碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线速度与角速度值。所述的组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞瞬间运动量计算子系统将两轮或三轮 车与汽车碰撞的事故形态分为迎面碰撞型事故、侧面冲撞型事故、尾撞型事故形态，根据碰 撞前后动量守恒定理计算碰撞前瞬间汽车的速度。所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故汽车行驶车速计算子系统，包 括汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故5质量15自由度车辆动力学计算模块和汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故逆向梯次组合计算模块；
所述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故5质量15自由度车辆动力学 计算模块用于计算事故车辆在各种受力和各种运动状况下的瞬时运动姿态与运动量值；所 述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故逆向梯次组合计算模块，用于计算车 辆在事故发生前的正常行驶车速值，该模块具体根据计算得到的车辆与固定物碰撞瞬间的 位置和姿态、汽车最终停止位置、两轮或三轮车最终停止位置、两轮或三轮车乘员最终停止 位置、汽车与两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量为计算目标，以根据事故现场地面痕迹 状况确定的车辆碰撞前制动距离或痕迹值或车辆失控侧滑距离或痕)值、汽车与固定物发 生碰撞前的失控状态与形式、汽车与两轮或三轮车碰撞前的行驶路线为计算条件，初次计 算终止后，利用车辆运动状态迭代-收敛判断模型对汽车与固定物碰撞瞬间的位置和姿 态、汽车最终停止位置、两轮或三轮车最终停止位置、两轮或三轮车乘员最终停止位置、汽 车与两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量，和碰撞现场实际勘测得到的车辆和乘员停止位 置、与计算得到的汽车与固定物碰撞瞬间的位置和姿态、汽车与两轮或三轮车碰撞作用瞬 间运动参量进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的允许误差要求，当误差较大时， 则应用优化方法中的黄金分割原理自动变更迭代步长，迭代一组新的汽车和两轮或三轮车 正常行驶车速值，使用5质量15自由度车辆动力学计算模块，重复上述计算，直至在设定的 允许误差范围内计算终止位置值收敛于实测停止位置值和上述步骤计算得到的汽车与固 定物碰撞瞬间的位置和姿态、汽车与两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量为止，当计算终 止位置值在允许误差范围内时，最新一组迭代获得的汽车与两轮或三轮车正常行驶车速值 就是所要求的值。所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹二维重构子系统，包括基 于⑶C图形规则的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故诸元二维图形库模块和车碰 两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹定位与图形驱动模块；所述的基于⑶C图形规则 的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故诸元二维图形库模块根据归一化校核处置的 事故现场勘察数据，调用二维图形库中汽车、两轮或三轮车、道路结构、固定物类型相关CDC 图形规则的事故储元；
所述的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故图形驱动模块，实现利用二维图形对 车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹状态进行二维重构，该模块自动读入来自事 故现场的汽车、两轮或三轮车及其乘员的停止位置、车辆初始行驶路线、汽车与两轮或三轮 车的碰撞中心位置、地面轮胎印迹、固定物位置及类型等事故现场勘察数据，以及汽车与两 轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故逆向梯次组合计算模块计算得到的汽车与固定物 碰撞瞬间的位置和姿态、汽车和两轮或三轮车的最终停止位置、两轮或三轮车乘员的最终 停止位置和汽车、两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量，应用5质量15自由度车辆动力学 计算模型，由始及终顺序计算汽车和两轮或三轮车在各个环节和各个时段的瞬时姿态与瞬 时运动量，在取足够小的计算步长的前提下，在计算机屏幕上适时显示事故汽车和两轮或 三轮车在给定时间计算步长上的各瞬时形态和特征点包括汽车与两轮或三轮车碰撞中心 地标位置、汽车碰固定物中心位置、汽车和两轮或三轮车质心，从而取得动画连续表现汽车 与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故轨迹状态的二维重构效果。所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故三维模拟再现子系统，包括基于OpenGL图形技术的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故诸元底层三维透视图形建 模模块和车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故动画驱动及印迹显示模块；所述的基于 OpenGL图形技术的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故诸元底层三维透视图形建模 模块，根据归一化校核处置的事故现场勘察数据，采用OpenGL三维图形开发技术来实现事 故车辆、道路结构、固定物类型包括路侧护栏、路侧护墩、大树、建筑物墙体、路侧边坡、电线 杆、圆形柱、矩形柱三维透视图形的底层建模；
所述的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故动画驱动及印迹显示模块，实现利用 3维透视图形对车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故全景全过程的三维过程再现，该 模块自动读入来自事故现场的汽车、两轮或三轮车及其乘员的停止位置、车辆初始行驶路 线、汽车与两轮或三轮车的碰撞中心位置、地面轮胎印迹、固定物位置及类型等事故现场勘 察数据，以及汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故逆向梯次组合计算模块计算 得到的汽车与固定物碰撞瞬间的位置和姿态、汽车和两轮或三轮车的最终停止位置、两轮 或三轮车乘员的最终停止位置和汽车、两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量，在三维透视 图形的底层建模的基础上，应用5质量15自由度车辆动力学计算模块，由始及终顺序计算 车辆在事故过程各个环节和各个时段的瞬时姿态包括车辆质心坐标值及车身横摆、俯仰、 侧倾等3自由度角度值以及瞬时运动量包括6自由度线速度与角速度值，并同时在屏幕上 现场场景空间坐标系中实时显示车辆在给定时间步长上的各瞬时形态，即汽车行驶方向、 两轮或三轮车行驶方向等)、车轮地面印迹、汽车最终停止位置、两(三)轮车最终停止位 置、两轮或三轮车乘员最终停止位置，取得动画连续表现汽车与两轮或三轮车后再碰固定 物组合事故全景全过程状态的三维再现效果。所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟计算结果输出描述子系 统包括汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故主要特征计算数据表输出模块、汽 车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故发生过程简述输出模块以及汽车与两轮或 三轮车碰撞后再碰固定物组合事故案例数据存储模块；
所述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故主要特征计算数据表输出模 块，根据归一化校核处置的事故现场勘察数据、汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间事故 车辆的6自由度线速度和角速度、及汽车与两轮或三轮车的行车速度，输出事故发生时的 公有参数、与汽车相关的参数以及与两轮或三轮车相关的参数；
所述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故发生过程简述输出模块，根据 归一化校核处置的事故现场勘察数据及事故轨迹二维重构结果，输出事故发生的时间、天 气、道路状况、事故发生地点、事故车辆行驶状态、计算行驶车速、事故过程文字描述及2维 轨迹描述；
所述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故案例数据存储模块采用 Access数据库技术，利用VC++6.0开发平台建立了事故案例数据仓库，实现存储模拟计算 生成的事故案例数据。本发明的研究成果将改变传统的低效、落后的道路交通事故分析处理方式和手 段、具有高效、形象化、真实感和透明度高等特性，将有效提高交通事故鉴定与处理的技术 含量，使其分析鉴定结果容易受到交通管理部门、事故鉴定单位、事故当事人的高度认同， 起到分清责任、避免激化矛盾、减少社会不稳定因素、增进社会生活的和谐运行等重要作用，是我国道路交通事故的鉴定更具科学性、准确性和权威性。本发明可被道路交通事故鉴 定处理部门、科研院所、汽车企业、保险公司以及国外同行所采用，具有明显的行业共性和 社会公益性。通常情况下，实际道路碰撞事故现场调查而得的碰撞车速数据都不准确，不宜用 来验证解析计算模型的正确性。本发明在一组可精确控制条件下的实车碰撞实验数据和试 验结果对模拟再现系统进行了比对验证。在给定的相应计算条件下，主计算模型的解析计 算碰撞车速的平均相对误差值为5. 21%，最大相对误差为11. 5%。碰撞后车辆运动轨迹及停 止位置的模拟再现结果与试验结果基本吻合。
图1为汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现系统框图； 图2为现场基本数据录入与存储子系统数据流程图3为车辆碰撞地面固定物后运动量计算子系统数据流程图； 图4为车辆与地面固定物碰撞瞬间运动量计算子系统数据流程图； 图5为汽车与两轮或三轮车碰撞后运动量计算子系统数据流程图； 图6为汽车行驶车速计算子系统数据流程图； 图7为事故轨迹二维重构子系统数据流程图； 图8为事故三维模拟再现子系统数据流程图； 图9为事故模拟计算结果输出描述子系统； 图10为事故基本信息数据输入对话窗口 ； 图11为碰撞车辆的主要结构参数设置对话窗口 ； 图12为事故现场道路结构设置对话窗口 ； 图13为事故车辆位置及停止点车辆位置数据输入对话框； 图14所示为事故车辆在碰撞前的运动痕迹点设置对话窗口 ； 图15为汽车车轮状态设置对话窗口 ； 图16为事故车辆再碰撞固定物状态数据设置对话窗口 ； 图17为事故车速计算结果； 图18为事故三维过程再现； 图19为事故二维轨迹重构； 图20为车速计算数据表输出； 图21为事故过程描述。以下结合附图对本发明的内容作进一步详细说明，需要说明的是凡是在本发明基 础之上进行的等同变换或替换均属于本发明要求保护的范围。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前 提下进行实施，给出了具体的操作过程和详细的实施方案，但本发明的保护范围不限于下 述的实施例。如图1所示，本发明包括九个子系统(1)汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入与存储子系统、(2)汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车 辆碰撞地面固定物后运动量计算子系统、(3)汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故 车辆与地面固定物碰撞瞬间运动量计算子系统、(4)组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞后 运动量计算子系统、(5)组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞瞬间运动量计算子系统、(6)汽 车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故汽车行驶车速计算子系统、(7)汽车碰两轮或三 轮车后再碰固定物组合事故轨迹二维重构子系统、(8)汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物 组合事故三维模拟再现子系统、(9)汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟计算 结果输出描述子系统。利用本发明系统的人机交互界面，可以实现汽车碰两轮或三轮车后 再碰固定物组合事故现场勘察数据读入与存储、事故车辆运动力学参数计算、事故二维轨 迹重构、三维过程再现、汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故主要计算数据表输出 以及事故发生过程简述文本输出等交互操作。本系统各个主要功能模块的实现设计方案和执行顺序为
(1)参见图2，汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入与存储子 系统，用于实现汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入、数据归一 化处理、特征点校核、输入数据存储功能。数据归一化主要是对录入参数进行标准化处理， 消除量纲和数量级的差异。本子系统包括两个功能模块汽车碰两轮或三轮车后再碰固定 物组合事故现场勘察数据输入与归一化模块和汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事 故数据存储模块。a)汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场勘察数据输入与归一化模 块，依据交警对事故现场勘验获得的事故现场道路结构、被撞两轮或三轮车结构、路侧地面 固定物种类和结构形式、车辆主要结构参数、性能参数及装载条件，事故汽车和路侧地面固 定物碰撞损伤痕迹、事故现场地面痕迹、汽车与两轮或三轮车碰撞中心地标位置、汽车与地 面固定物碰撞中心位置、汽车最终停止位置等事故现场基本数据，完成汽车碰两轮或三轮 车后再碰固定物组合事故现场勘察数据录入以及碰撞位置数据校核、公共参数装载与轨迹 特征点预处理等，为后续的事故模拟计算、事故二维轨迹重构及三维过程再现提供归一化 数据支持。b)汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故数据存储功能模块，用于存储归一 化校核处理的事故现场勘察数据；采用Access数据库技术，利用VC++6. 0开发平台建立了 事故现场勘察数据仓库。(2)参见图3，汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆碰撞地面固定物后 运动量计算子系统，根据归一化处理后的事故现场地面痕迹、汽车与地面固定物碰撞中心 位置和姿态、车辆最终停止位置与姿态等事故现场勘察数据，求得汽车与地面固定物碰撞 作用后瞬间车辆的6自由度线速度与角速度值。本子系统包括三个模块精细化车轮-地 面力学模块、碰撞后大侧偏失控车辆运动力学计算模型、终端轨迹点迭代拟合计算模块。a)精细化车轮-地面力学模块根据车辆与地面固定物碰撞中心点的轨迹，计算 地面对轮胎的作用力。对于运动中的汽车而言，除空气作用和重力外，几乎所有其他影响 汽车运动状态的外力(或力矩)都是以地面作用于轮胎的形式来传递给车体的。当事故车 辆在碰撞冲击惯性作用下，从碰撞作用结束瞬间开始“自由运动”直至车辆最后停止，此期 间碰撞车辆只受重力和车轮一地面作用力的作用，空气作用力可以忽略不计。轮胎一地面作用力计算与车轮侧偏角、轮胎特性及垂直载荷相关，本模块采用具有大侧偏角运动适应 性的G. Gim轮胎理论力学模型计算地面对轮胎的作用力。(G. Gim轮胎理论力学模型具体 公式参见魏朗.用于碰撞事故中车辆动力学模拟的轮胎模型分析.西安公路交通大学学 报，1999. 2(1))
b)碰撞作用后车辆大侧偏运动力学描述模块，根据车辆与地面固定物碰撞中心的轨 迹、地面对轮胎的作用力，计算得到汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线 速度与角速度值。车辆轮胎所受的纵向力、侧向力和回正力矩对汽车瞬态运动状态及轨迹 路线起着决定作用。本模块利用车辆11自由度运动力学计算模型和具有大侧偏角运动适 应性的G. Gim轮胎理论力学模型，计算汽车与地面固定物碰撞作用后车辆各瞬间的6自由 度线速度与角速度值。车辆11自由度运动力学计算模型用于计算碰撞车辆车体在急速横摆旋转运动过 程中各瞬间的运动姿态。具体计算方法采用车辆车身六自由度(在空间坐标系中，在x、Y、 Z方向所受的力以及绕X轴旋转的侧倾运动，绕Y轴旋转地俯仰运动以及绕Z轴旋转地横摆 运动)、四个车轮所受的垂直载荷及前轮平均转向角这11自由度的汽车动力学解析计算方 程，求解车辆各瞬间的运动姿态。(具体公式参见魏朗等.车对车碰撞事故再现计算机模 拟系统的研究.中国公路学报.1996.9 ).)
c)终端轨迹点迭代拟合计算模块，根据归一化处理的事故现场基本数据，迭代计算得 到汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线速度与角速度。具体计算方法根 据碰撞作用后车辆大侧偏运动力学描述模块和精细化车轮-地面力学模块，从碰撞现场 勘测得到的车辆碰撞固定物初始位置开始，用差分数字计算方法先求得对应的车辆计算停 止位置，再逆向求解车辆碰撞固定物后瞬间车辆质心速度和横摆角速度等运动量。在计算 运动量为0时，利用车辆运动状态迭代-收敛判断模型对计算停止位置值和碰撞现场实际 勘测得到的停止位置进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的允许误差要求。如果 误差还大，则应用优化方法中的黄金分割原理迭代一组新的车辆碰撞固定物后瞬间运动量 值，重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算停止位置值收敛于实测停止位置值 为止。当车辆停止位置在允许误差范围内时，根据最新一组碰撞后瞬间运动量值，得到汽车 与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线速度与角速度值。迭代一收敛判断模型
式中f力设定的允许误差值；么()、■^()、么()为从碰撞后的瞬间至最终停止位 置之间车辆瞬态运动量差分方程式函数。Χ、γ为车辆质心在地面坐标系中的位置坐标值(m )4为车体纵向中心线与X轴所成角度(逆时针为正，rad) ；V为速度(km/h)，la为角速度(rad/s )；下标意义x、y为X轴向、Y轴向分量；su为终停止处的值；g为碰撞后瞬间 的值;A、B为A车、B车的值；s为计算值(或设定值)。
差分数字计算方法
权利要求
1. 一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计算机系统，其特征在 于所述的计算机系统至少包括汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入与存储子系统，用于实 现汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入、数据归一化处理、特征 点校核、输入数据存储功能；汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆碰撞地面固定物后运动量计算子系 统，根据归一化处理后的事故现场地面痕迹、汽车与地面固定物碰撞中心位置和姿态、车辆 最终停止位置与姿态等事故现场勘察数据，求得汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的 6自由度线速度与角速度值；汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆与地面固定物碰撞瞬间运动量计算 子系统，根据归一化处理的事故现场勘察数据、汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的6 自由度线速度与角速度值，逆向求得车辆与地面固定物碰撞瞬间的6自由度线速度值与角 速度值；组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞后运动量计算子系统，根据归一化处理的事故现场 勘察数据、车辆与地面固定物碰撞瞬间的6自由度线速度值与角速度值，逆向求得汽车与 两轮或三轮车碰撞作用后瞬间汽车的6自由度线速度与角速度值、两轮或三轮车碰撞后的 6自由度线速度与角速度值；组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞瞬间运动量计算子系统，根据归一化处理后的事故 现场勘察数据、事故车辆碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线速度值与角速度值，计算得到 汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间的6自由度线速度值与角速度值；汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故汽车行驶车速计算子系统，根据归一化处 理的事故现场勘察数据、碰撞中心点地标位置和汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间车辆 6自由度速度和角速度，计算得到事故车辆在碰撞发生前正常行驶时的行车速度；汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹二维重构子系统，根据归一化处理的 事故现场勘察数据、汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间事故车辆的6自由度线速度和角 速度、逆向梯次组合计算模块计算得到汽车、两轮或三轮车的碰撞瞬间运动参量、停止位置 及行驶车速，实现汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故轨迹状态的二维重构；汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故三维模拟再现子系统，根据归一化校核处 置的事故现场勘察数据、汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间事故车辆的6自由度线速度 和角速度、逆向梯次组合计算模块计算得到汽车、两轮或三轮车的碰撞瞬间运动参量、停止 位置及行驶车速，实现汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故全景全过程状态的 三维再现；汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟计算结果输出描述子系统，根据归一 化校核处置的事故现场勘察数据、汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间事故车辆的6自由 度线速度和角速度、行车速度及事故轨迹二维重构，输出汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰 固定物组合事故特征计算数据表和事故发生过程简述文本，并实现事故案例数据存储；所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入与存储子系统、 汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆碰撞地面固定物后运动量计算子系统、汽 车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆与地面固定物碰撞瞬间运动量计算子系统组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞后运动量计算子系统、组合事故汽车与两轮或三轮车碰 撞瞬间运动量计算子系统及汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故汽车行驶车速计 算子系统依次相连，汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故汽车行驶车速计算子系统 又分别与汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹二维重构子系统和汽车碰两轮 或三轮车后再碰固定物组合事故三维模拟再现子系统相连，同时汽车碰两轮或三轮车后再 碰固定物组合事故轨迹二维重构子系统和汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故三 维模拟再现子系统均与汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟计算结果输出描 述子系统和汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据录入与存储子系统 相连。
2.如权利要求1所述的一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计 算机系统，其特征在于所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现场基本数据 录入与存储子系统包括三轮车后再碰固定物组合事故数据存储模块；所述的汽车碰两轮或 三轮车后再碰固定物组合事故现场勘察数据输入与归一化模块，依据交警对事故现场勘验 获得的事故现场道路结构、被撞两轮或三轮车结构、路侧地面固定物种类和结构形式、车辆 主要结构参数、性能参数及装载条件，事故汽车和路侧地面固定物碰撞损伤痕迹、事故现场 地面痕迹、汽车与两轮或三轮车碰撞中心地标位置、汽车与地面固定物碰撞中心位置、汽车 最终停止位置相关事故现场基本数据，完成汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故现 场勘察数据录入以及碰撞位置数据校核、公共参数装载与轨迹特征点预处理等，为后续的 事故模拟计算、事故二维轨迹重构及三维过程再现提供归一化数据支持；所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故数据存储功能模块，采用Access 数据库技术，利用VC++6. 0开发平台建立了事故现场勘察数据仓库，用于存储归一化校核 处理的事故现场勘察数据。
3.如权利要求1所述的一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计 算机系统，其特征在于所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆碰撞地面 固定物后运动量计算子系统包括精细化车轮-地面力学模块、碰撞后大侧偏失控车辆运动 力学计算模型、终端轨迹点迭代拟合计算模块；所述的精细化车轮-地面力学模块根据车辆与地面固定物碰撞中心点的轨迹，采用具 有大侧偏角运动适应性的G. Gim轮胎理论力学模型计算地面对轮胎的作用力；所述的碰撞作用后车辆大侧偏运动力学描述模块，根据车辆与地面固定物碰撞中心的 轨迹、地面对轮胎的作用力，利用车辆11自由度运动力学计算模型和具有大侧偏角运动适 应性的G. Gim轮胎理论力学模型，计算汽车与地面固定物碰撞作用后车辆各瞬间的6自由 度线速度与角速度值；所述的终端轨迹点迭代拟合计算模块，根据归一化处理的事故现场基本数据，迭代计 算得到汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线速度与角速度，该模块具体计 算方法根据碰撞作用后车辆大侧偏运动力学描述模块和精细化车轮-地面力学模块，从碰 撞现场勘测得到的车辆碰撞固定物初始位置开始，用差分数字计算方法先求得对应的车辆 计算停止位置，再逆向求解车辆碰撞固定物后瞬间车辆质心速度和横摆角速度等运动量， 当计算运动量为0时，利用车辆运动状态迭代-收敛判断模型对计算停止位置值和碰撞现 场实际勘测得到的停止位置进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的允许误差要求，当果误差较大，则应用优化方法中的黄金分割原理迭代一组新的车辆碰撞固定物后瞬 间运动量值，重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算停止位置值收敛于实测停 止位置值为止；当车辆停止位置在允许误差范围内时，根据最新一组碰撞后瞬间运动量值， 得到汽车与地面固定物碰撞作用后瞬间车辆的6自由度线速度与角速度值。
4.如权利要求1所述的一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计 算机系统，其特征在于所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故车辆与地面固 定物碰撞瞬间运动量计算子系统包括基于有限元网格划分原理的车体塑性变形当量冲击 速度计算模块和基于有限元网格划分原理的地面固定物变形与剪切当量冲击速度计算模 块；所述的基于有限元网格划分原理的车体塑性变形当量冲击速度计算模块，用于计算事 故车辆撞击变形而吸收的当量冲击速度；所述的基于有限元网格划分原理的地面固定物变 形与剪切当量冲击速度计算模块，用于计算地面固定物受车辆撞击产生塑性变形及发生剪 切折断而吸收的当量冲击速度。
5.如权利要求1所述的一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计 算机系统，其特征在于所述的组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞后运动量计算子系统，包 括精细化车轮-地面力学模块、汽车碰撞两轮或三轮车后动力学计算模块、两轮或三轮车 碰撞后动力学计算模块和轨迹迭代拟合计算模块；所述的精细化车轮-地面力学模块采用具有大侧偏角运动适应性的G. Gim轮胎理论力 学模型计算地面对轮胎的作用力；所述的汽车碰撞两轮或三轮车后动力学计算模块，根据汽车碰两轮或三轮车的碰撞中 心位置、计算得到的地面对车轮的作用力，采用5质量15自由度车辆动力学计算模块，计算 得到碰撞后汽车运动中各瞬间的6自由度线速度值与角速度值；所述的两轮或三轮车碰撞后动力学计算模块，根据汽车碰两轮或三轮车碰撞中心位 置、两轮或三轮车地面痕迹、两轮或三轮车最终停止位置等归一化处理的事故现场勘察数 据，应用地面接触面摩擦接触力学计算方法、能量守恒原理的当量冲击速度折算方法，计算 得到两轮或三轮车在碰撞后的6自由度线速度值与角速度值；所述的轨迹迭代拟合计算模块，根据车辆碰撞中心位置、两轮或三轮车最终停止位置、 人体最终停止位置以及车辆与地面固定物碰撞瞬间的6自由度线速度值与角速度值，迭代 计算得到汽车和两轮或三轮车碰撞作用后瞬间的质心速度和横摆角速度等运动量，该模块 根据汽车与两轮或三轮车碰撞中心位置、两轮或三轮车最终停止位置及姿态、汽车与地面 固定物碰撞瞬间的6自由度线速度值、角速度值及车辆运动姿态，应用车辆5质量15自由 度车辆动力学计算模块和精细化车轮-地面力学模块，从事故现场勘测并经本系统预处置 校核而得碰撞中心位置开始，应用差分数字计算方法先求得对应的两轮或三轮车计算停止 位置、两轮或三轮车乘员最终停止位置及姿态、与地面固定物碰撞瞬间的汽车的6自由度 线速度值、角速度值及运动姿态，在计算运动量为0时，利用车辆运动状态迭代-收敛判断 模型对两轮或三轮车乘员、两轮或三轮车计算终止位置值、汽车与固定物碰撞前瞬间的运 动量，和碰撞现场实际勘测得到的停止位置及计算得到的车辆与地面固定物碰撞瞬间的 6自由度线速度值与角速度值进行比较，检验其逼近程度是否达到预先设定的允许误差要 求，当误差较大时，则应用优化方法中的黄金分割原理迭代一组新的碰撞后瞬间运动量值， 重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内计算终止位置值收敛于实测停止位置值和计算得到的车辆与地面固定物碰撞瞬间的运动量为止，当计算终止位置值在允许误差范围内 时，根据最新一组碰撞后瞬间运动量值，得到汽车和两轮或三轮车碰撞作用后瞬间车辆的6 自由度线速度与角速度值。
6.如权利要求1所述的一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计 算机系统，其特征在于所述的组合事故汽车与两轮或三轮车碰撞瞬间运动量计算子系统 将两轮或三轮车与汽车碰撞的事故形态分为迎面碰撞型事故、侧面冲撞型事故、尾撞型事 故形态，根据碰撞前后动量守恒定理计算碰撞前瞬间汽车的速度。
7.如权利要求1所述的一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计 算机系统，其特征在于所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故汽车行驶车速 计算子系统，包括汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故5质量15自由度车辆 动力学计算模块和汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故逆向梯次组合计算模 块；所述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故5质量15自由度车辆动力学 计算模块用于计算事故车辆在各种受力和各种运动状况下的瞬时运动姿态与运动量值；所 述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故逆向梯次组合计算模块，用于计算车 辆在事故发生前的正常行驶车速值，该模块具体根据计算得到的车辆与固定物碰撞瞬间的 位置和姿态、汽车最终停止位置、两轮或三轮车最终停止位置、两轮或三轮车乘员最终停止 位置、汽车与两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量为计算目标，以根据事故现场地面痕迹 状况确定的车辆碰撞前制动距离值或车辆失控侧滑距离值、汽车与固定物发生碰撞前的失 控状态与形式、汽车与两轮或三轮车碰撞前的行驶路线为计算条件，初次计算终止后，利用 车辆运动状态迭代-收敛判断模型对汽车与固定物碰撞瞬间的位置和姿态、汽车最终停止 位置、两轮或三轮车最终停止位置、两轮或三轮车乘员最终停止位置、汽车与两轮或三轮车 碰撞作用瞬间运动参量，和碰撞现场实际勘测得到的车辆和乘员停止位置、与计算得到的 汽车与固定物碰撞瞬间的位置和姿态、汽车与两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量进行比 较，检验其逼近程度是否达到预先设定的允许误差要求，当误差较大时，则应用优化方法中 的黄金分割原理自动变更迭代步长，迭代一组新的汽车和两轮或三轮车正常行驶车速值， 使用5质量15自由度车辆动力学计算模块，重复上述计算，直至在设定的允许误差范围内 计算终止位置值收敛于实测停止位置值和上述步骤计算得到的汽车与固定物碰撞瞬间的 位置和姿态、汽车与两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量为止，当计算终止位置值在允许 误差范围内时，最新一组迭代获得的汽车与两轮或三轮车正常行驶车速值就是所要求的 值。
8.如权利要求1所述的一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计 算机系统，其特征在于所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹二维重构 子系统，包括基于CDC图形规则的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故诸元二维图形 库模块和车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹定位与图形驱动模块；所述的基于 ⑶C图形规则的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故诸元二维图形库模块根据归一化 校核处置的事故现场勘察数据，调用二维图形库中汽车、两轮或三轮车、道路结构、固定物 类型相关CDC图形规则的事故储元；所述的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故图形驱动模块，实现利用二维图形对车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故轨迹状态进行二维重构，该模块自动读入来自事 故现场的汽车、两轮或三轮车及其乘员的停止位置、车辆初始行驶路线、汽车与两轮或三轮 车的碰撞中心位置、地面轮胎印迹、固定物位置及类型等事故现场勘察数据，以及汽车与两 轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故逆向梯次组合计算模块计算得到的汽车与固定物 碰撞瞬间的位置和姿态、汽车和两轮或三轮车的最终停止位置、两轮或三轮车乘员的最终 停止位置和汽车、两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量，应用5质量15自由度车辆动力学 计算模型，由始及终顺序计算汽车和两轮或三轮车在各个环节和各个时段的瞬时姿态与瞬 时运动量，在取足够小的计算步长的前提下，在计算机屏幕上适时显示事故汽车和两轮或 三轮车在给定时间计算步长上的各瞬时形态和特征点包括汽车与两轮或三轮车碰撞中心 地标位置、汽车碰固定物中心位置、汽车和两轮或三轮车质心，从而取得动画连续表现汽车 与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故轨迹状态的二维重构效果。
9.如权利要求1所述的一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计 算机系统，其特征在于所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故三维模拟再现 子系统，包括基于OpenGL图形技术的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故诸元底层 三维透视图形建模模块和车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故动画驱动及印迹显示 模块；所述的基于OpenGL图形技术的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故诸元底层 三维透视图形建模模块，根据归一化校核处置的事故现场勘察数据，采用OpenGL三维图形 开发技术来实现事故车辆、道路结构、固定物类型包括路侧护栏、路侧护墩、大树、建筑物墙 体、路侧边坡、电线杆、圆形柱、矩形柱三维透视图形的底层建模；所述的车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故动画驱动及印迹显示模块，实现利用 3维透视图形对车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故全景全过程的三维过程再现，该 模块自动读入来自事故现场的汽车、两轮或三轮车及其乘员的停止位置、车辆初始行驶路 线、汽车与两轮或三轮车的碰撞中心位置、地面轮胎印迹、固定物位置及类型等事故现场勘 察数据，以及汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故逆向梯次组合计算模块计算 得到的汽车与固定物碰撞瞬间的位置和姿态、汽车和两轮或三轮车的最终停止位置、两轮 或三轮车乘员的最终停止位置和汽车、两轮或三轮车碰撞作用瞬间运动参量，在三维透视 图形的底层建模的基础上，应用5质量15自由度车辆动力学计算模块，由始及终顺序计算 车辆在事故过程各个环节和各个时段的瞬时姿态包括车辆质心坐标值及车身横摆、俯仰、 侧倾等3自由度角度值以及瞬时运动量包括6自由度线速度与角速度值，并同时在屏幕上 现场场景空间坐标系中实时显示车辆在给定时间步长上的各瞬时形态，即汽车行驶方向、 两轮或三轮车行驶方向、车轮地面印迹、汽车最终停止位置、两轮或三轮车最终停止位置、 两轮或三轮车乘员最终停止位置，取得动画连续表现汽车与两轮或三轮车后再碰固定物组 合事故全景全过程状态的三维再现效果。
10.如权利要求1所述的一种汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现计 算机系统，其特征在于所述的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟计算结果 输出描述子系统包括汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故主要特征计算数据 表输出模块、汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故发生过程简述输出模块以及 汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故案例数据存储模块；所述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故主要特征计算数据表输出模块，根据归一化校核处置的事故现场勘察数据、汽车与两轮或三轮车碰撞作用前瞬间事故 车辆的6自由度线速度和角速度、及汽车与两轮或三轮车的行车速度，输出事故发生时的 公有参数、与汽车相关的参数以及与两轮或三轮车相关的参数；所述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故发生过程简述输出模块，根据 归一化校核处置的事故现场勘察数据及事故轨迹二维重构结果，输出事故发生的时间、天 气、道路状况、事故发生地点、事故车辆行驶状态、计算行驶车速、事故过程文字描述及2维 轨迹描述；所述的汽车与两轮或三轮车碰撞后再碰固定物组合事故案例数据存储模块采用 Access数据库技术，利用VC++6. 0开发平台建立了事故案例数据仓库，实现存储模拟计算 生成的事故案例数据。
全文摘要
本发明公开一种公安交通管理部门道路交通事故鉴定的汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故模拟再现系统，利用事故现场勘察得到的基本数据，计算得到汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故中汽车的行驶车速和碰撞车速，并实现事故车辆的二维轨迹描述、三维过程再现、汽车碰两轮或三轮车后再碰固定物组合事故主要计算数据表输出以及事故发生过程简述文本输出。本发明将有效提高交通事故鉴定与处理的技术含量，使其分析鉴定结果容易受到交通管理部门、事故鉴定单位、事故当事人的高度认同，起到分清责任、避免激化矛盾、减少社会不稳定因素、增进社会生活的和谐发展等重要作用，同时本发明可被广泛推广应用，具有明显的行业共性和社会公益性。
文档编号G06T19/00GK102087754SQ20101061606
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者周维新, 张维峰, 张韦, 李春明, 袁望方, 赵晨, 陈涛, 魏朗 申请人:长安大学