基于三維重建技術(shù)的車輛碰撞角度估算研究.pdf

1、交通事故發(fā)生后，交通管理部門要進(jìn)行事故責(zé)任劃分，而正確的責(zé)任劃分則需要交通管理者對(duì)事故形態(tài)具有充分正確的認(rèn)識(shí)。在缺少監(jiān)控的情況下，交通管理者及交通事故研究者需對(duì)事故當(dāng)事人和當(dāng)事車輛在事故前后的運(yùn)動(dòng)形態(tài)進(jìn)行合理、準(zhǔn)確的判斷。因此交通事故形態(tài)分析在事故的調(diào)查與鑒定中就顯得重要，而碰撞事故參與者的碰撞方向是事故形態(tài)分析中重要的一環(huán)。在沒(méi)有監(jiān)控的情況下，車輛的碰撞角度對(duì)于事故調(diào)查者而言具有一定難度。為解決目前交通事故中車輛碰撞角度精確分析存在的

2、問(wèn)題，本文提出了一種基于三維重建技術(shù)的車輛碰撞角度估算方法。
　　首先，通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外對(duì)于道路交通事故中的三維重建技術(shù)研究及應(yīng)用存在的問(wèn)題，提出了適用于交通事故調(diào)查的三維重建方法。本文研究了三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的降噪、精簡(jiǎn)處理，能在保持原有數(shù)據(jù)特性的情況下，較好的提高計(jì)算機(jī)的處理效率；研究了基于多站三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼接算法，首先使用3D Hough變化識(shí)別空間點(diǎn)云中的拼接球，再根據(jù)各站點(diǎn)云中的拼接球使用ICP算法對(duì)多站點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，

3、使多站點(diǎn)云數(shù)據(jù)能更加完整的進(jìn)行三維重建，便于從各個(gè)角度分析車輛的受力與形變情況?；谌S激光掃描儀提供的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)據(jù)的圖形渲染，使重建效果更加真實(shí)。本文提出的適用于交通事故場(chǎng)景的三維重構(gòu)方法，擴(kuò)充了三維重建的方法。
　　其次，為分析車輛碰撞角度與碰撞變形之間的關(guān)系，本文提出了碰撞角度的數(shù)學(xué)模型，模型涉及碰撞變形區(qū)域的變形量與法向量。因而本文先進(jìn)行了基于Delaunay三角剖分算法的法向量高精度解算方法。本文針對(duì)直接在三維空

4、間構(gòu)建海量點(diǎn)云的Delaunay三角網(wǎng)格效率低下、結(jié)構(gòu)紊亂、空間拓?fù)潢P(guān)系低劣等缺點(diǎn)，創(chuàng)新了基于映射法的Delaunay三角剖分方法。對(duì)比分析Delaunay剖分算法在空間中的直接三角剖分及本文提出的三角剖分方法的顯示結(jié)果，結(jié)果表明基于映射法的Delaunay三角剖分方法剖分形成的三角網(wǎng)格具有良好的空間結(jié)構(gòu)，且更適用于本文中的曲面重構(gòu)。本文提出的基于映射法的Delaunay三角剖分方法是針對(duì)交通事故中變形曲面特性提出，具有良好的實(shí)用性。基

5、于點(diǎn)云重構(gòu)出三角面片后，即可求解出空間中所有點(diǎn)云的法向量。完成法向量的求解及變形量的計(jì)算后，本文對(duì)模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和實(shí)車驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明，正面碰撞計(jì)算結(jié)果具有最高的計(jì)算精度，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)果偏差在5°以內(nèi)，而其他角度碰撞的計(jì)算誤差在10°以內(nèi)。提出的車輛碰撞角度模型對(duì)于輕微的單次碰撞事故中小區(qū)域的變形面的碰撞角度是適用的。
　　最后，本文開發(fā)了一套基于三維重建技術(shù)的車輛碰撞變形角度估算軟件系統(tǒng)。該軟件能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、點(diǎn)云