一种机动车碰撞事故模拟方法技术

本发明专利技术属于机动车碰撞事故模拟技术领域，涉及一种机动车碰撞事故模拟方法，先设置机动车碰撞参数并输入构建好的计算机模拟系统，计算机模拟系统自动计算机动车碰撞参数，并对碰撞参数进行判断分析；再计算受力情况，判断是否发生弹塑性碰撞或刚性碰撞；然后计算碰撞能量，激活声音触发器，产生碰撞声音后关闭机动车制动或碰撞声音；最后记录碰撞缓存数据，输出并显示碰撞能量文件、截图文件和参数文件，碰撞过程结束；其工艺过程简单，设计原理可靠，模拟场景真实，利于分析和判断，广泛适应于教学、科研和事故分析等场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机动车碰撞事故模拟
，涉及一种在计算机系统中实现仿真性模拟机动车在行驶过程中碰撞事故的工艺过程，特别是。
技术介绍
在现有分析机动车事故的演示性表现形式中，尚未见有逼真的模拟机动车碰撞事故现场的成果报道，特别是在教学、科研和公交碰撞事故分析会谈时，缺少一种仿真性好的机动车碰撞现场模拟形式，供不同需求的分析人员判定不同状况的机动车碰撞现场情况， 如事故鉴定人员可以使用该方法分析判定交通事故现场的状况，对事故责任做出判断；教师在教学过程中也常常需要这种模拟技术以对学生阐述碰撞的原理、碰撞的过程，以及碰撞的后果等；对于科研人员，也可以使用这种技术，设定碰撞的速度，使机动车进行碰撞，分析机动车的破坏形式，以及碰撞能量的变化等，以帮助评价现有汽车的结构形式或开发新的汽车产品等。特别是利用计算机系统自动仿真模拟一种特定现场状况下的汽车碰撞过程，以实现对事故的分析和判断的自动化系统方法也尚未见有使用或其他方式公开，所以， 设计一种利用计算机系统实现模拟仿真机动车现场碰撞的方法很有应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种利用计算机及其显示设备构成的系统实现模拟汽车碰撞的方法，应用在仿真交通碰撞事故分析教学、科研和判定场合。为了实现上述目的，本专利技术的工艺步骤包括(I)、先构建好计算机模拟系统，再设置待模拟现场的机动车碰撞参数，并将这些参数输入计算机模拟系统，选择碰撞类型并确认后，启动计算机模拟系统；(2)、计算机模拟系统自动计算机动车碰撞参数，并对碰撞参数进行判断分析；(3)、先判断是否能够发生碰撞，若判断结果为是，则转向步骤(4);若判断结果为否，则转向步骤(I);(4)、计算机模拟系统自动计算并确定碰撞机动车的位置坐标，并根据机动车位置坐标参数进行分析计算；(5)、计算机模拟系统自动实时计算碰撞机动车相对距离；(6)、判断是否触发制动命令，若判断结果为是，则转向步骤(7);若判断结果为否， 则转向步骤(8)；(7)、执行汽车制动模块,激活声音触发器,产生刹车声音；(8)、判断是否已经发生碰撞，若判断结果为是，则转向步骤(9);若判断结果为否， 则接着判断机动车速度是否为零，若判断结果为是，则转向步骤(10 )，若判断为否，则转向步骤(6)中的机动车制动命令；(9)、先计算受力情况，判断是否发生弹塑性碰撞或刚性碰撞；再计算碰撞能量；然后激活声音触发器，产生碰撞声音；(10)、先关闭机动车制动或碰撞声音；再记录碰撞缓存数据，输出碰撞能量文件、 截图文件和参数文件；(11)、显示处理后的碰撞能量文件、截图文件和参数文件，碰撞过程结束。本专利技术涉及的机动车碰撞参数包括机动车质量、运行速度、摩擦系数、弹性系数、 最大附着系数和制动减速度。本专利技术涉及的构建计算机模拟系统包括下列内容和过程第I步构建计算机模拟系统框架和划分功能区；机动车碰撞在多种交通环境条件下发生，碰撞分为多种形式，构建计算机模拟系统框架并进行功能区划分，以模拟多种机动车碰撞；第2步设计图形用户接口，从视觉角度逼真地反映出机动车碰撞的过程；在设计图形用户接口时，要进行参数图形用户接口、碰撞过程图形用户接口、天气设置图形用户接口和汽车类型展示图形用户接口的设计；对于每一个图形用户接口要进行功能区划分，各图形用户接口之间进行嵌套和切换设计，运用按钮、文本框、组合框、滑条和单选框进行控制设计，并进行屏幕文本标识设计和图形背景设计；第3步构建图形用户接口模块，图形用户接口模块的构建能够实现界面控制和人机交互，包括按钮联动操作设计、信息关联输入、数值量与文本量的转化、摄像机切换以及与之相关的程序模块构建，其中，按钮联动操作设计是指实现操作按钮的弹出、隐藏和变换的控制；信息关联输入指根据各参数之间的函数关系，实现输入数据之间的共同变化，对按钮构建鼠标碰撞检测和单击事件，控制图形用户接口界面间、渲染界面间、图形用户接口界面与渲染界面间的切换；第4步建立机动车3D模型与交通环境3D模型，交通环境3D模型包括道路、交通设施、绿化带、建筑物、行人和天空；根据事故发生的场景，交通环境3D模型先运用制图方法画出二维图，然后使用三维工具把二维图转化为三维场景，或者直接绘制三维图，然后再生成三维场景；在3ds max中建立三维交通环境模型；机动车3D模型的建立先绘制二维机动车图形，再运用三维工具把二维图转化为三维立体图，或者直接绘制三维图，然后再生成三维机动车模型；第5步进行机动车3D模型与交通环境3D模型的处理，包括模型的优化、模型的导出导入、模型材质设置以及模型大小位置调整；模型的优化指调整模型的精度，高精度模型能够较真实地表现模型效果，会占用较大的资源，要优化模型精度，在表现模型真实性与计算和渲染速度之间取得均衡，通过减少模型面数、利用贴图表现细节和删除看不见的面来实现；利用其它引擎建立三维模型时需要将模型导出后使用，当遇到下列情况时，部分模型需要单独导出和导入部分模型需要建立单独的动画时(比如车轮、方向盘等)，如果建立弹塑性碰撞模型，部分模型具有相同的变形效果，或受计算机计算速度限制，建立弹塑性碰撞模型时有面数限制时，为了表现模型的真实性，对模型材质和运动矩阵进行调整，包括模型自发光、漫反射、高光、贴图效果、相对位置和大小的调整；第6步建立机动车弹塑性碰撞模型，当对模型建立弹塑性碰撞模型时，由于机动车部分模型具有相同的变形效果，或由于计算速度要求需控制模型面数，将模型分成几部分导出，分别建立弹塑性碰撞模型；运用高阶物理引擎建立三维物体可变形的金属模型，真实地表现出机动车碰撞后的自然破碎和凹陷的效果；当建立机动车弹塑性碰撞模型时，机动车部分模型需作为整体处理，要共用一张贴图，因此，在3ds max中建模时对模型展开UV 坐标，渲染出UV 二维图，在Photoshop中制作需要的贴第7步建立机动车刚体碰撞模型，利用刚体破碎建立模拟碰撞效果，或利用具有破碎效果的纹理贴图和粒子系统实现；第8步建立交通环境碰撞模型，对交通环境中的建筑物和大地静态物体，建立刚体碰撞模型；第9步构建天气系统，包括时间控制、降雨和降雪控制、雷声和闪电控制；在渲染的交通环境中构建天气系统，并通过图形用户接口来控制，进行天气效果设置，构成逼真的交通环境；第10步设计车辆与行人运动，交通环境中的动画设计包括路边行人动画设计和其他车辆行驶动画设计，使行人和汽车按照预设帧进行运动；第11步构建视角选择模块，从不同角度观测汽车碰撞过程，要构建视角选择模块，视角选择模块构建时，运用像机运动矩阵，设置与机动车相对静止的视角，包括第一视角和跟随视角；设置观察视角通过鼠标滚轮控制距离，通过鼠标按键控制角度，对不同像机的切换进行逻辑设计；第12步构建机动车碰撞参数设置模块，机动车碰撞是能量的释放，机动车碰撞参数直接决定碰撞的后果，要把诸如机动车质量、速度、摩擦系数和弹性系数的参数进行设置，或采用物理引擎的方法进行设置；对于其他参数，如最大附着系数、制动减速度，根据参数内在的函数关系设计程序，利用有限状态自动模拟并输出时间值，利用阻尼模拟时间的连续性，涉及到时间因素的函数关系都能够构建；第13步构建机动车碰撞方式，包括正面碰撞、侧面碰撞、刮擦和追尾四种；通过初始化机动车位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机动车碰撞事故模拟方法，其特征在于工艺步骤包括：（1）、先构建好计算机模拟系统，再设置待模拟现场的机动车碰撞参数，并将这些参数输入计算机模拟系统，选择碰撞类型并确认后，启动计算机模拟系统；（2）、计算机模拟系统自动计算机动车碰撞参数，并对碰撞参数进行判断分析；（3）、先判断是否能够发生碰撞，若判断结果为是，则转向步骤（4）；若判断结果为否，则转向步骤（1）；（4）、计算机模拟系统自动计算并确定碰撞机动车的位置坐标，并根据机动车位置坐标参数进行分析计算；（5）、计算机模拟系统自动实时计算碰撞机动车相对距离；（6）、判断是否触发制动命令，若判断结果为是，则转向步骤（7）；若判断结果为否，则转向步骤（8）；（7）、执行汽车制动模块，激活声音触发器，产生刹车声音；（8）、判断是否已经发生碰撞，若判断结果为是，则转向步骤（9）；若判断结果为否，则接着判断机动车速度是否为零，若判断结果为是，则转向步骤（10），若判断为否，则转向步骤（6）中的机动车制动命令；（9）、先计算受力情况，判断是否发生弹塑性碰撞或刚性碰撞；再计算碰撞能量；然后激活声音触发器，产生碰撞声音；（10）、先关闭机动车制动或碰撞声音；再记录碰撞缓存数据，输出碰撞能量文件、截图文件和参数文件；（11）、显示处理后的碰撞能量文件、截图文件和参数文件，碰撞过程结束。...

【技术特征摘要】
1.一种机动车碰撞事故模拟方法，其特征在于工艺步骤包括(1)、先构建好计算机模拟系统，再设置待模拟现场的机动车碰撞参数，并将这些参数输入计算机模拟系统，选择碰撞类型并确认后，启动计算机模拟系统；(2)、计算机模拟系统自动计算机动车碰撞参数，并对碰撞参数进行判断分析；(3)、先判断是否能够发生碰撞，若判断结果为是，则转向步骤(4);若判断结果为否，则转向步骤(I);(4)、计算机模拟系统自动计算并确定碰撞机动车的位置坐标，并根据机动车位置坐标参数进行分析计算；(5)、计算机模拟系统自动实时计算碰撞机动车相对距离；(6)、判断是否触发制动命令，若判断结果为是，则转向步骤(7);若判断结果为否，则转向步骤(8)；(7)、执行汽车制动模块，激活声音触发器，产生刹车声音；(8)、判断是否已经发生碰撞，若判断结果为是，则转向步骤(9);若判断结果为否，则接着判断机动车速度是否为零，若判断结果为是，则转向步骤(10)，若判断为否，则转向步骤(6)中的机动车制动命令；(9)、先计算受力情况，判断是否发生弹塑性碰撞或刚性碰撞；再计算碰撞能量；然后激活声音触发器，产生碰撞声音；(10)、先关闭机动车制动或碰撞声音；再记录碰撞缓存数据，输出碰撞能量文件、截图文件和参数文件；(11)、显示处理后的碰撞能量文件、截图文件和参数文件，碰撞过程结束。2.根据权利要求I所述的机动车碰撞事故模拟方法，其特征在于涉及的机动车碰撞参数包括机动车质量、运行速度、摩擦系数、弹性系数、最大附着系数和 制动减速度。3.根据权利要求I所述的机动车碰撞事故模拟方法，其特征在于涉及的构建计算机模拟系统包括下列内容和过程第I步构建计算机模拟系统框架和划分功能区；机动车碰撞在多种交通环境条件下发生，碰撞分为多种形式，构建计算机模拟系统框架并进行功能区划分，以模拟多种机动车碰撞；第2步设计图形用户接口，从视觉角度逼真地反映出机动车碰撞的过程；在设计图形用户接口时，要进行参数图形用户接口、碰撞过程图形用户接口、天气设置图形用户接口和汽车类型展示图形用户接口的设计；对于每一个图形用户接口要进行功能区划分，各图形用户接口之间进行嵌套和切换设计，运用按钮、文本框、组合框、滑条和单选框进行控制设计，并进行屏幕文本标识设计和图形背景设计；第3步构建图形用户接口模块，图形用户接口模块的构建能够实现界面控制和人机交互，包括按钮联动操作设计、信息关联输入、数值量与文本量的转化、摄像机切换以及与之相关的程序模块构建，其中，按钮联动操作设计是指实现操作按钮的弹出、隐藏和变换的控制；信息关联输入指根据各参数之间的函数关系，实现输入数据之间的共同变化，对按钮构建鼠标碰撞检测和单击事件，控制图形用户接口界面间、渲染界面间、图形用户接口界面与渲染界面间的切换；第4步建立机动车3D模型与交通环境3D模型，交通环境3D模型包括道路、交通设施、绿化带、建筑物、行人和天空；根据事故发生的场景，交通环境3D模型先运用制图方法画出二维图，然后使用三维工具把二维图转化为三维场景，或者直接绘制三维图，然后再生成三维场景；在3ds max中建立三维交通环境模型；机动车3D模型的建立先绘制二维机动车图形，再运用三维工具把二维图转化为三维立体图，或者直接绘制三维图，然后再生成三维机动车模型；第5步进行机动车3D模型与交通环境3D模型的处理，包括模型的优化、模型的导出导入、模型材质设置以及模型大小位置调整；模型的优化指调整模型的精度，高精度模型能够较真实地表现模型效果，会占用较大的资源，要优化模型精度，在表现模型真实性与计算和渲染速度之间取得均衡，通过减少模型面数、利用贴图表现细节和删除看不见的面来实现；利用其它引擎建立三维模型时需要将模型导出后使用，当遇到下列情况时，部分模型需要单独导出和导入部分模型需要建立单独的动画时，如果建立弹塑性碰撞模型，部分模型具有相同的变形效果，或受计算机计算速度限制，建立弹塑性碰撞模型时有面数限制时，为了表现模型的真实性，对模...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘福全，张丽霞，柴树山，王丰元，陈森，尚国明，卢萍，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：