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基于激光点云的重建事故车身曲面模型方法
| 论文题名： | 基于激光点云的重建事故车身曲面模型方法 |
| 关键词： | 交通事故;车身曲面模型;三维重建;激光点云技术 |
| 摘要： | 驾驶员淡薄的交通安全意识，不够完善的道路规划和交通设施，庞大的汽车数量等因素，致使国内交通事故频发，交通事故再现研究有助于查明交通事故发生的原因。车身模型是事故再现车辆模型的重要组成部分，必须具有足够的精度。目前研究中绝大多数车身模型是利用一系列关键点和关键尺寸来进行构建，模型中采用大量的直线和平面，与实际车身曲面外形有较大差异，而且事故车辆都会产生一定程度的变形，变形的车身成了重建的障碍。为此本文研究直接利用变形车身重建其三维曲面模型的方法，研究内容有: (1)为获取全面、细致、高精度的变形车身数据，用于处理生成重建基础模型，利用三维激光扫描技术经由事故现场察看、简图绘制、扫描站点确定、扫描仪布置、数据获取、数据导出获取事故车身点云。此勘测新技术高效、精度高，优于传统方法，更能满足交通事故处理要求。在数据获取前，针对三维激光扫描仪、车身表面属性、环境等因素对点云的质量可能产生的诸如数据缺失、低分辨率、噪声点等影响进行了分析，提出了相应的改进措施，以提高直接获取点云的质量。 (2)将所得点云通过数据配准、去噪、精简、网格化处理生成完整、高质量的变形车身模型，即重建基础模型。噪声去除为的就是剔除偏离实际物体表面的异常点。针对绝大多数噪声去除时采用单一阈值进行整体噪声点剔除，忽略局部属性多样性特征，或进行平滑处理而导致部分数据失真的不足，在k近邻局部可达密度检测算法的基础上引入了异常值检测算法。利用对目标点邻域局部可达密度进行数据统计得到的四分位点、极差所确定的截断区间来识别并剔除异常点，能同时删除明显噪声点和靠近目标表面的微小噪声点。 (3)对正面碰撞后车身前部保留1/3以上未变形区域的事故车辆，提出了事故车身曲面模型特征点——线——面重建方法。在重建基础模型上，综合车身尺寸、车轮型号提取用于绘制变形曲面特征点的8个尺寸基准，根据变形程度将其划分三个重建区域，按照特征点、特征曲线、曲面的顺序，从未变形区域开始，经由过渡区域至变形区域逐步重建车身前部曲面模型。 (4)应用给出的方法进行实例验证，重建结果与原车身的偏差分析结果显示，正偏差均值为1.14 cm、负偏差均值为-1.63 cm，基本满足交通事故处理的要求。表明按所提方法直接利用变形车身能够重建出具有足够精度的车身曲面模型。今后可将该模型与变形车身作比较，分析其碰撞变形过程并计算变形量，用于交通事故分析再现。 |
| 作者： | 居晨阳 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈昆山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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