车辆碰撞变形高精度测量方法技术

本发明专利技术公开了车辆碰撞变形高精度测量方法，测量装置包括四个激光式水平仪，四个水平仪放置在被测量车辆的四角位置外侧，使四个水平仪相互之间的连线构成一个矩形，每个水平仪安装两个水平放置的激光式测距传感器模组，两个传感器模组之间互成90°设置；由传统的直接测量方式改为间接测量方式，通过水平仪设置辅助基准线，利用辅助基准线对车身变形进行测量，消除了车身变形后难以准确找到测量基准线的问题，提高了测量精度，使得通过水准仪搭建辅助测量基准线的测量方式下车速的计算结构更接近实际情况，且现场测量过程耗时较短，完全可以用于交通事故现场车辆的快速测量要求。

【技术实现步骤摘要】
车辆碰撞变形高精度测量方法本申请是申请号为：201911231089.1，申请日：2019-12-04，专利名称“车辆碰撞变形辅助测量装置及变形测量方法”的专利技术专利的分案申请。
本专利技术涉及道路交通事故再现领域，具体涉及车辆碰撞变形高精度测量方法。
技术介绍
目前我国公安部交通警察部门在进行道路交通事故统计分析时，对道路交通事故形态分类为正面碰撞、追尾碰撞、侧面碰撞、对向刮擦、同向刮擦、辗压、翻车、坠车、失火、撞固定物等等。根据一年公安部的统计，发生在我国的各类交通事故中，碰撞事故所占的比例可达，碰撞事故造成的人员伤亡占一，包括正面碰撞、追尾碰撞、侧面碰撞在内的车对车碰撞交通事故无论是事故次数、人员伤亡还是经济损失都占到相应总数的以上，成为现代道路交通事故的主要形态。车辆碰撞交通事故再现是指对己发生的事故重新描述、模拟和重演事故的过程，目的在于了解车辆碰撞前的行为及整个过程，借以合理地判定事故责任的归属。目前国内的第三方鉴定机构在进行交通事故鉴定时，通常会选择长安大学的魏朗教授开发的道路交通事故再现模拟软件，该软件在模拟车-车碰撞时，需要输入碰撞车辆碰撞后的等效变形量X，计算X时需要测量车辆碰撞后变形部位沿汽车纵向和横向方向的实际变形区域边界尺寸，目前采取的变形测量装置主要有两种，一种是使用塔尺或卷尺近似测量，但是由于碰撞时车辆碰撞部位附近的车身也会发生变形，因此测量基准较难快速准确的找到，碰撞变形较大时，甚至无法直接找到测量基准位置，以2019年9月四川眉山某高速路段发生的车-车碰撞事故为例，如附图1所示的是一辆未碰撞现代小轿车俯视图，其总长为L0，总宽为W0，如附图2所示的，该车辆头部与迎面车辆发生正面碰撞偏置碰撞后，右侧保险杠及发动机舱纵梁向后坍缩，右前翼子板严重变形，同时其发动机舱左前纵梁变形弯曲伸长，使得左侧保险杠及左前翼子板向前方略微突出，测量该车的变形区域尺寸时，由于前部保险杠一侧坍缩，另一侧倾斜伸长，使得测量尺寸L01左侧的基准线难以定位，即车辆的总长变化且长度方向最前端位置消失，同样测量尺寸W01右侧的基准线也难以定位，即发动机舱部分的车身宽度变形且右侧宽度基准消失，因此在测量时通常的做法是凭经验估计出汽车前端的距离划出汽车前端基准线或侧面基准线，导致测量不准确，或者将汽车前保险杠变形量较小的端面当做基准点进行测量，再将保险杠前端与车辆前端距离测出，但是由于保险杠已经提前变形，因此基准点仍然难以保证准确性；有的汽车选择将未碰撞的车身某个未变形侧面作为基准进行测量，例如上述案例中，可以以汽车尾部横向竖直侧面为基准线，使用塔尺或卷尺向前延伸测量，但是该测量方式需要塔尺或卷尺从底盘穿过，前部被测位置的测量读数非常困难，也容易导致读数不准确；对于某些发动机或变速器脱落的碰撞车辆，底盘下部难以穿过。另一种精确的测量方法是将事故车辆放置在大型三坐标测量仪上，将车辆未发生变形的某一部位设为原点，测出事故车辆的俯视图轮廓线，再将该轮廓线与正常车辆的俯视图轮廓线重叠在一起，对比后测量出变形量，但是该方法耗时较长，车辆的移动困难，费用很高，且车辆的转移可能会破坏事故现场或使碰撞部位发生二次变形，因此实际应用中很少采用该方法，仍然以目测估计基准为主。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量速度快，测量精度较高的车辆碰撞变形高精度测量方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：车辆碰撞变形辅助测量装置，所述的测量装置包括四个激光式水平仪，水平仪的下部与三脚架连接使水平仪可绕竖直轴线旋转；四个水平仪放置在被测量车辆的四角位置外侧，使四个水平仪相互之间的连线构成一个矩形，该矩形的尺寸大于被测量汽车在俯视图中的轮廓尺寸；每个水平仪的上方或三脚架的侧面设置连接法兰板，连接法兰板上通过螺栓方式安装两个水平放置的激光式测距传感器模组，两个传感器模组之间互成90°设置；所述的激光式测距传感器模组包括激光发射管、激光接收管，激光发射管的控制线与单片机的信号输出端链接，激光接收管的信号输出线与单片机的信号输入端链接，单片机的信号输出端还与无线信号传输模块的信号输入端连接，无线信号传输模块、激光发射管、单片机各自的电源线与水平仪的蓄电池电源线连接；无线信号传输模块发送的无线信号由智能手机或笔记本电脑上设置的无线信号接收装置接收，将距离参数发送给智能手机或笔记本电脑。优选的，所述的水平仪为12线水平仪，该水平仪发出类似于直角坐标系三个平面的光线，即每四条光线形成一个平面，三个平面相互垂直，形成直角坐标系中的XY/YZ/ZX三个平面，其中XY平面为汽车的水平面，Z轴为汽车垂向方向；所述的水平仪为亚固公司的YGDSSPY-0603型12线水平仪，或龙韵公司的3D12线水平仪；所述的单片机为STC89C52单片机或STC90C51RC单片机，所述无线信号传输模块为wifi模块或蓝牙模块。优选的，所述水平仪的下部底面与竖直放置的连接轴的上端过盈配合连接或焊接，连接轴的下部穿入轴承，轴承放置在三脚架上端面设置的轴承座孔中，使水平仪可绕连接轴旋转。根据上述的车辆碰撞变形辅助测量装置，进行变形测量的方法，将待摆放的4个水平仪按照摆放次序依次定位1号、2号、3号、4号，然后顺次进行以下操作：a.确定被测量车辆的碰撞位置，选择被测量车辆中距离变形位置最远的一个角作为基准位置，在该角外侧摆放1号水平仪，使1号水平仪发出的XY平面激光照射在被测量车辆的车身侧面，该条激光线标记为A-1线；使1号水平仪发出的YZ平面、ZX平面的激光照射在地面上并位于汽车的外侧，该两条激光线中沿汽车横向方向的标记为B-1线，沿汽车纵向方向的标记为C-1线；以B-1线为基准线，使用塔尺或游标卡尺或长度尺测量B-1线至车头或车尾的距离L1，L1的测量方法为选择靠近B-1线的车头或车尾上的两个对称点，测量两个对称点至B-1线的水平距离L1-1、L1-2，然后调整B-1线的角度，使L1-1与L1-2之差小于汽车宽度W0的±2％，然后测量B-1线与车头或车尾沿长度方向最突出位置的水平距离，该水平距离即为L1；b.沿B-1线的方向，在汽车的另一个角点位置摆放2号水平仪，调整2号水平仪的高度，使2号水平仪发出的A-2线与A-1线重合，然后调整2号水平仪的角度，使其发出的B-2线与B-1线重合；c.沿2号水平仪发出的c-2线方向，在汽车的另一个角点位置摆放3号水平仪，调整3号水平仪的高度，使3号水平仪发出的A-3线与A-2线重合，然后调整3号水平仪的角度，使其发出的C-3线与C-2线重合；d.沿B-3线的方向，在汽车的另一个角点位置摆放4号水平仪，调整4号水平仪的高度，使4号水平仪发出的A-4线与A-3线重合，然后调整4号水平仪的角度，使其发出的B-4线与B-3线重合；e.校核4号水平仪发出的C-4光线与C-1光线的重合度，使用卡尺或量角器进行测量，如C-4与C-1之间距离小于汽车长度L0的±3％或±4％或±5％，或C-4与C-1相交角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.车辆碰撞变形高精度测量方法，测量方法使用的测量装置装置包括四个激光式水平仪(1)，水平仪(1)的下部与三脚架连接使水平仪(1)可绕竖直轴线旋转；四个水平仪(1)放置在被测量车辆的四角位置外侧，使四个水平仪相互之间的连线构成一个矩形，该矩形的尺寸大于被测量汽车在俯视图中的轮廓尺寸；/n每个水平仪(1)的上方或三脚架的侧面设置连接法兰板，连接法兰板上通过螺栓方式安装两个水平放置的激光式测距传感器模组(3)，两个传感器模组(3)之间互成90°设置；/n所述的水平仪(1)为12线水平仪，该水平仪发出类似于直角坐标系三个平面的光线，即在直角坐标系中的三个平面，在每个平面内发射出构成一个矩形的四条光线，该四条光线即形成一个平面，三个平面相互垂直，形成直角坐标系中的XY/YZ/ZX三个平面，其中XY平面为汽车的水平面，Z轴为汽车垂向方向，X轴为汽车纵向方向；/n所述的激光式测距传感器模组(3)包括激光发射管(31)、激光接收管(32)，激光发射管(31)的控制线与单片机(33)的信号输出端链接，激光接收管(32)的信号输出线与单片机(33)的信号输入端链接，单片机(33)的信号输出端还与无线信号传输模块(34)的信号输入端连接，无线信号传输模块(34)、激光发射管(31)、单片机(33)各自的电源线与水平仪(1)的蓄电池电源线连接；无线信号传输模块(34)发送的无线信号由智能手机或笔记本电脑上设置的无线信号接收装置接收，将距离参数发送给智能手机或笔记本电脑；/n根据上述的测量装置，进行车辆碰撞变形高精度测量方法，其特征在于：将待摆放的4个水平仪按照摆放次序依次定位1号、2号、3号、4号，然后顺次进行以下操作：/na.确定被测量车辆的碰撞位置，选择被测量车辆中距离变形位置最远的一个角作为基准位置，在该角外侧摆放1号水平仪(1)，使1号水平仪(1)发出的XY平面激光照射在被测量车辆的车身侧面的激光线标记为A-1线；/n使1号水平仪(1)发出的YZ平面、ZX平面的激光照射在地面上并位于汽车的外侧的两条激光线中沿汽车横向方向的标记为B-1线，沿汽车纵向方向的标记为C-1线；/n以B-1线为基准线，使用塔尺或游标卡尺测量B-1线至车头或车尾的距离L1，L1的测量方法为选择靠近B-1线的车头或车尾上的两个对称点，测量两个对称点至B-1线的水平距离L1-1、L1-2，然后调整B-1线的角度，使L1-1与L1-2之差小于汽车宽度W0的±2％，然后测量B-1线与车头或车尾沿长度方向最突出位置的水平距离，该水平距离即为L1；/nb.沿B-1线的方向，在汽车的另一个角点位置摆放2号水平仪(1)，调整2号水平仪的高度，使2号水平仪发出的A-2线与A-1线重合，然后调整2号水平仪的角度，使其发出的B-2线与B-1线重合；/nc.沿2号水平仪(1)发出的c-2线方向，在汽车的另一个角点位置摆放3号水平仪(1)，调整3号水平仪的高度，使3号水平仪发出的A-3线与A-2线重合，然后调整3号水平仪的角度，使其发出的C-3线与C-2线重合；/nd.沿B-3线的方向，在汽车的另一个角点位置摆放4号水平仪(1)，调整4号水平仪(1)的高度，使4号水平仪发出的A-4线与A-3线重合，然后调整4号水平仪的角度，使其发出的B-4线与B-3线重合；/ne.校核4号水平仪(1)发出的C-4光线与C-1光线的重合度，使用卡尺或量角器进行测量，如C-4与C-1之间距离小于汽车长度L0的±3％或±4％或±5％，或C-4与C-1相交角度小于±2°或±3°或±4°，则进入下一步，否则返回步骤a重新进行步骤a至步骤d；/nf.控制单片机(33)读取四个激光水平仪(1)上设置的激光式测距传感器模组(3)测量的两两激光水平仪(1)之间的水平距离W00-1、WOO-2、L00-1、L00-2，并按以下公式计算：/nΔW00＝(W00-1)-(W00-2)/nΔL00＝(L00-1)-(L00-2)/n若满足ΔW00≤W0的±2％或±3％或±4％，且ΔL00≤±3％或±4％或±5％，则/nW00＝(W00-1+W00-2)/2/nL00＝(L00-1+L00-2)/2/n然后进入下一步骤；/n否则返回步骤a重新进行步骤a至步骤f；/ng.以B-3/B-4线为基准线，测量该基准线至汽车变形部位中某个点的纵向距离L3，按以下公式计算该点处汽车的纵向实际变形量X10：/nX10＝L3-L2/nL2＝L00-L1-L0/nX10＝L3-(L00-L1-L0)/n以C-2/C-3线为基准线,测量该基准线至汽车车身变形部位中该某个点的横向距离W3，然后分别测量C-2/C-3线至汽车侧面的水平距离W2，C-1线至汽车侧面的水平距离W1，按以下公式计算该点处汽车的横向实际变形量Y10：/nY10＝W3-W2/nW2＝W0...

【技术特征摘要】
1.车辆碰撞变形高精度测量方法，测量方法使用的测量装置装置包括四个激光式水平仪(1)，水平仪(1)的下部与三脚架连接使水平仪(1)可绕竖直轴线旋转；四个水平仪(1)放置在被测量车辆的四角位置外侧，使四个水平仪相互之间的连线构成一个矩形，该矩形的尺寸大于被测量汽车在俯视图中的轮廓尺寸；
每个水平仪(1)的上方或三脚架的侧面设置连接法兰板，连接法兰板上通过螺栓方式安装两个水平放置的激光式测距传感器模组(3)，两个传感器模组(3)之间互成90°设置；
所述的水平仪(1)为12线水平仪，该水平仪发出类似于直角坐标系三个平面的光线，即在直角坐标系中的三个平面，在每个平面内发射出构成一个矩形的四条光线，该四条光线即形成一个平面，三个平面相互垂直，形成直角坐标系中的XY/YZ/ZX三个平面，其中XY平面为汽车的水平面，Z轴为汽车垂向方向，X轴为汽车纵向方向；
所述的激光式测距传感器模组(3)包括激光发射管(31)、激光接收管(32)，激光发射管(31)的控制线与单片机(33)的信号输出端链接，激光接收管(32)的信号输出线与单片机(33)的信号输入端链接，单片机(33)的信号输出端还与无线信号传输模块(34)的信号输入端连接，无线信号传输模块(34)、激光发射管(31)、单片机(33)各自的电源线与水平仪(1)的蓄电池电源线连接；无线信号传输模块(34)发送的无线信号由智能手机或笔记本电脑上设置的无线信号接收装置接收，将距离参数发送给智能手机或笔记本电脑；
根据上述的测量装置，进行车辆碰撞变形高精度测量方法，其特征在于：将待摆放的4个水平仪按照摆放次序依次定位1号、2号、3号、4号，然后顺次进行以下操作：
a.确定被测量车辆的碰撞位置，选择被测量车辆中距离变形位置最远的一个角作为基准位置，在该角外侧摆放1号水平仪(1)，使1号水平仪(1)发出的XY平面激光照射在被测量车辆的车身侧面的激光线标记为A-1线；
使1号水平仪(1)发出的YZ平面、ZX平面的激光照射在地面上并位于汽车的外侧的两条激光线中沿汽车横向方向的标记为B-1线，沿汽车纵向方向的标记为C-1线；
以B-1线为基准线，使用塔尺或游标卡尺测量B-1线至车头或车尾的距离L1，L1的测量方法为选择靠近B-1线的车头或车尾上的两个对称点，测量两个对称点至B-1线的水平距离L1-1、L1-2，然后调整B-1线的角度，使L1-1与L1-2之差小于汽车宽度W0的±2％，然后测量B-1线与车头或车尾沿长度方向最突出位置的水平距离，该水平距离即为L1；
b.沿B-1线的方向，在汽车的另一个角点位置摆放2号水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子龙，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51