車輛碰撞速度的光譜檢測方法
2023-10-04 08:28:39
專利名稱：車輛碰撞速度的光譜檢測方法
技術領域：
本發明涉及交通事故的物證鑑定方法，具體指一種用於檢測車輛碰撞速度的方 法。
背景技術：
交通事故已經成為威脅人類安全的「世界第一公害」，對社會安定和經濟發展影響 極大。我國自2000年以來，因交通事故死亡人數持續在高位徘徊，特別是2001 2004年 連續數年死亡人數都突破10萬大關，儘管2006年死亡人數有所下降，但直接經濟損失仍達 到14. 9億元。因此，如何高效、公平地處理這些事故，一直是交通執法部門和司法鑑定部門 所面臨的重要挑戰。車輛前後向碰撞是道路交通事故的常見類型。該類事故中車輛行駛速度是事故處 理人員劃分事故責任的重要依據，也是交通事故重構的重要研究內容。以往進行道路交通 事故的車輛行駛速度計算多是基於動量和動能守恆原理進行計算，其計算依據是車輛在路 面上的制動痕跡、車輛變形以及散落物拋擲等。但隨著車輛安全技術性能的提高，越來越多 的車輛配置了防報死系統，其處於正常工作狀態時，用常規方法很難發現其在路面上形成 的制動痕跡。根據車輛變形計算行使速度最大的困難在於確定車輛的剛度係數。不同品牌 車輛因設計和製造工藝水平差異，甚至就是同一類型車輛因使用年限的不同，其剛度係數 也有所差異。一些汽車廠商往往將車輛剛度係數作為保密內容。因此，以車輛變形來進行車 輛碰撞速度計算非常困難。隨著車輛安隨著電子技術水平的發展，國外一些汽車生產廠商 已經在車輛上安裝行車記錄儀器(Electric Data Recorder，EDR)，通過下載EDR數據來確 定車輛在事發前的行駛速度，但目前就國內的大量車輛仍未安裝此設備。另外，一些單位在 車輛上安裝全球定位系統(global positioningsystem, GPS)也可以檢測出車輛的行駛速 度，然而目前所配置GPS普遍存在的問題是採樣頻率低，往往不能識別出事發瞬間的速度。需要指出的是，車況良好的車輛在行駛過程中，速度指針指向當前行駛速度，車輛 在與前方車輛或障礙物碰撞時，速度指針與速度錶盤發生接觸、摩擦，在速度錶盤上留下痕 跡，只要檢測出該痕跡，就可以確定車輛在碰撞瞬間的速度。然而，目前未見用該痕跡檢測 車輛碰撞速度的文獻報告，更未發現如何對該痕跡進行識別的文獻報導。
發明內容
本發明目的之一在於提供一種基於光譜檢測車輛碰撞速度的方法，克服因缺乏路 面痕跡、車輛剛度係數等信息而導致車輛碰撞速度無法進行鑑定的問題，它具有靈敏度高、 檢測可靠和不損壞檢材的優點。為了實現上述目的，本發明提供一種用光譜識別車輛碰撞速度的方法，本發明的 原理是車輛發生碰撞後，因速度指針和錶盤發生接觸、摩擦，在速度錶盤上留下痕跡，根據 不同不同客體上物證的吸收和反射的光譜範圍，選擇不同波長光譜對速度錶盤上的痕跡進 行掃描，消除環境幹擾，使之與背景形成強烈反差，突出顯現效果，就可以檢測出車輛碰撞
3速度。其具體步驟如下(a)事故車輛預處理
進入現場後，保護車輛，防止發生二次碰撞，清除速度錶盤表面覆蓋的物質，暴露 出速度錶盤，所有操作應避免與錶盤再次發生擦刮而形成偽痕跡。(b)速度錶盤的預掃描用白光對經過預處理的車輛速度錶盤進行預掃描，勘察是否有灰層、錶盤是否有 損壞。(c)速度錶盤的光譜掃描遮蔽現場的強烈環境光；選擇一個適當波長的激發光，將背景幹擾光降到最低。如果存在背景光幹擾，就應 該嘗試遭到找到某個波長，它只激發潛在的痕跡而使背景光很弱或沒有；波長選定後，增大光功率，拍照時應儘可能將光源靠近速度錶盤表面；(d)速度錶盤的識別光譜拍照選擇適當的濾色鏡，在光到達底片之前，將激發光和背景光濾去。如果潛在痕跡和 客體表面被相同波長的光激發，應在相機鏡頭前加上帶通濾色鏡，這樣可將痕跡光和背景 光分開。(e)光譜照片的圖像處理需要注意的是，不能安全依賴人對痕跡的肉眼識別，在紫外_可見-紅外範圍內人 眼的靈敏度比照相底片低得多。因此，對數碼照片進行去色、增強處理，以識別出速度錶盤 上的痕跡。
圖1為涉及實施例1的事故現場圖；圖2為實施例1的事故現場照片；圖3為實施例1的速度錶盤的照片；圖4為實施例1的未處理前的轎車速度錶盤光譜照片；圖5為實施例1的處理後的轎車速度錶盤光譜照片；圖6為涉及實施例2的事故現場圖；圖7為實施例2的事故現場照片；圖8為實施例2的轎車速度錶盤痕跡；圖9為實施例2的越野車速度錶盤痕跡；圖10為實施例2的兩車碰撞過程模擬序列圖。
具體實施例方式下面結合兩起典型交通事故案例對本發明加以說明。實施例1案情介紹2010年某月某日，一輛轎車追尾碰撞前方同向行駛的輕型運貨車尾部，造成轎車、貨車人員傷亡，貨車側翻且兩車及路產受損的重大道路交通事故(如圖1、2)。需要對本次 事故的轎車行駛速度進行鑑定，以確定是轎車否存在超速，本路段限速80km/h。
本次事故的詢問筆錄表明，轎車駕駛員事發前採取了制動規避措施，但事故現場 無車輛制動痕跡。第三方的車輛檢測報告表明事發前車輛制動性能完好，ABS工作可靠，速 度表工作正常。用警眼ST55型手提式氙燈多波段光源及其配件按以下步驟對車輛行駛速度進行 鑑定(1)事故車輛預處理待成功救出、運走事故傷員並勘查完現場後，將事故車輛拖移到安全地帶。清除速 度錶盤表面覆蓋的玻璃渣、血跡以及塑料散落物等物質，暴露出速度錶盤，所有操作應避免 指針與錶盤再次發生擦刮而形成人為痕跡。(2)速度錶盤的預掃描用白光對經過預處理的車輛速度錶盤進行預掃描，勘察是否有灰層、錶盤面是否 有損壞(圖3)。(3)速度錶盤的光譜掃描用不透光的塑料膜從車體外遮蔽環境光；佩戴濾色眼鏡以避免操作人員眼鏡受到傷害。以紫外到紅外順序檢驗一遍，以提 高成功率。(4)速度錶盤的光譜拍照本實施例所使用相機為Canon Gil。波長選定後，增大光功率，拍照時應儘可能將 光源靠近速度錶盤表面，選用光譜與濾色鏡的組合如下400-445nm先不用濾鏡再用黃色濾鏡；445-515nm先不用濾鏡再用橙色濾鏡；515_580nm先不用濾鏡再用紅色濾鏡；580-670nm先不用濾鏡再用IR715濾色鏡；紅外光先不用濾鏡再用IR715濾色鏡，然後再用IR780/830濾色鏡；(5)光譜照片的圖像處理將步驟(4)所獲得的照片下載到計算機，通過PHOTOSHOP軟體對數碼照片進行處 理。具體處理步驟如下去色；亮度降40;對比度85;將圖片格式由RGB更改為CMYK格式。圖4、5是將445-515nm通過橙色濾鏡獲取的數碼照片未處理和處理後的結果。從 照片可以看出，速度錶盤在90 100km/h之間有一條狀痕跡，該痕跡的延長線應通過指針 中心，由此可以確定轎車追尾碰撞貨車時的速度應在90 100km/h之間，如果再考慮到其 事發前已經採取制動措施，則可以對本次事故作出以下鑑定結論，即轎車事發前的行駛速 度應高於90km/h。交通執法部門在執法過程中已採信了此鑑定結論。實施例2
案情介紹2010年某月某日，天氣晴，一輛轎車在彎道處超車時駛入對向車道，與對向行駛的一輛越野車發生碰撞，造成轎車駕駛員和前排乘員死亡，越野車駕駛員輕傷的重大交通事 故(如圖6、7)，事故路段限速60km/h。本次事故的詢問筆錄表明，越野車、轎車駕駛員事發前採取了制動規避措施，但事 故現場無車輛制動痕跡。第三方的車輛檢測報告表明事發前事故車輛的制動性能完好，ABS 工作可靠，速度表工作正常。事故時越野車質量為2555kg，轎車質量為1355kg。用警眼ST55型手提式氙燈多波段光源及其配件按以下步驟對車輛行駛速度進行 鑑定(1)事故車輛預處理待成功救出、運走事故傷員並勘查完現場後，將事故車輛拖移到安全地帶。清除速 度錶盤表面覆蓋的玻璃渣、血跡以及塑料散落物等物質，暴露出速度錶盤，所有操作應避免 指針與錶盤再次發生擦刮而形成人為痕跡。(2)速度錶盤的預掃描用白光對經過預處理的車輛速度錶盤進行預掃描，勘察是否有灰層、錶盤面是否 有損壞。(3)速度錶盤的光譜掃描用不透光的塑料膜從車體外遮蔽環境光；佩戴濾色眼鏡以避免操作人員眼鏡受到傷害。以紫外到紅外順序檢驗一遍，以提 高成功率。(4)速度錶盤的光譜拍照本實施例所使用相機為Canon Gil。波長選定後，增大光功率，拍照時應儘可能將 光源靠近速度錶盤表面，選用光譜與濾色鏡的組合如下400-445nm先不用濾鏡再用黃色濾鏡；445-515nm先不用濾鏡再用橙色濾鏡；515_580nm先不用濾鏡再用紅色濾鏡；580-670nm先不用濾鏡再用IR715濾色鏡；紅外光先不用濾鏡再用IR715濾色鏡，然後再用IR780/830濾色鏡；(5)光譜照片的圖像處理將步驟(4)所獲得的照片下載到計算機，通過PHOTOSHOP軟體對數碼照片進行處 理。具體處理步驟如下去色；亮度降40;對比度85 ；將圖片格式由RGB更改為CMYK格式。圖8、9是將445-515nm通過橙色濾鏡獲取的數碼照片處理後的結果。從圖8可以 看出，轎車速度錶盤在65km/h處有一點狀痕跡，該痕跡應為碰撞瞬間速度指針針尖打擊形 成，由此可以推斷轎車追尾碰撞貨車時的速度應約為65km/h ；從圖9可以發現，在越野車速 度錶盤20 25km/h之間有一條狀痕跡，考慮為碰撞瞬間速度指針打擊形成。
(6)碰撞速度的驗證
用交通事故分析專用軟體PC-CRASH8. 0對肇事過程進行再現，結合車、路和環境 的相關證據對事故過程進行計算機模擬仿真分析，再現事故過程。根據現場數據和事故汽 車相關數據建立車輛模型和路面模型，反覆進行優化模擬，結果表明轎車以65km/h速度、 越野車以25km/h速度發生碰撞，其接觸位置、行駛軌跡、車輛最終停駛位置及朝向與事故 現場的吻合程度最高(圖10)。
權利要求
一種用於檢測車輛碰撞速度的方法，其特徵在於根據速度指針在速度錶盤上形成的痕跡對車輛碰撞速度進行檢測。
2.根據權利要求1所述的用於檢測車倆碰撞速度的方法，其特徵在於根據速度錶盤 的物質特性對某一波段光譜的吸收和輻射特性來選擇適當波長的激發光，使之與背景形成反差。
3.根據權利要求2所述的檢測車倆碰撞速度的方法，其特徵在於以紫外到紅外掃描 順序檢驗事故車輛速度錶盤。
4.根據權利要求3所述的檢測車倆碰撞速度的方法，其特徵在於通過某一波長與濾 色鏡組合的方式來檢測速度錶盤痕跡。
5.根據權利要求4所述的檢測車倆碰撞速度的方法，其特徵在於將固定速度錶盤的 圖片數據進行去色處理，進行亮度、對比度調整，並以突出痕跡顯示效果進行輸出。
全文摘要
本發明公開了一種通過光譜來檢測車輛碰撞速度的方法，本發明的原理是車輛在前後向發生碰撞後，因慣性作用速度指針與錶盤將發生接觸、摩擦，其在速度錶盤上留下痕跡。根據不同客體上物證的吸收和反射的光譜範圍，選擇不同波長光譜對速度錶盤上的痕跡進行掃描，消除環境幹擾，使之與背景形成強烈反差，突出顯現效果，就可以檢測出車輛碰撞速度。本方法具有靈敏度高、檢測可靠和不損害檢材的優點。
文檔編號G01P3/36GK101865930SQ20101014854
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者劉盛雄, 尹志勇, 楊光瑜, 王正國, 趙輝, 陶代琴 申請人:中國人民解放軍第三軍醫大學野戰外科研究所