【正文】 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理在車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用 1 提供全套畢業(yè)論文，各專業(yè)都有 摘 要 在汽車碰撞試驗(yàn)中，汽車車身的變形具有不可預(yù)見(jiàn)性，這些變形的位置，變形方式以及變形量的大小等對(duì)于改進(jìn)汽車設(shè)計(jì)，分析汽車安全性有著重要意義。 由于實(shí)際車身在撞擊過(guò)程的外形是復(fù)雜的三維曲面，而影像成像的過(guò)程為一中心投影過(guò)程，圖像的像平面是二維平面信息，因此存在信息丟失和信息失真。 本文運(yùn)用了一種基于近景攝影測(cè)量的 DLT（直接線性變換）模型的試驗(yàn)車輛勘查新方法。利用 CCD 攝像機(jī)可以獲得被測(cè)試驗(yàn)車輛的二維圖像 ,得到實(shí)際空間坐標(biāo)系和攝像機(jī)像平面坐標(biāo)之間的透視變換 ,利用 2 臺(tái)或 2臺(tái)以上的攝像機(jī)從不同方向拍攝 2 副或 2 副以上的二維圖象 ,通過(guò)直接線型變換的理論 ,可以得到試驗(yàn)車輛的三維圖象信息。因此 ,本文首先利用 2臺(tái)高分辨率的攝像機(jī)從 2 個(gè)方向?qū)N有車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)的汽車車身進(jìn)行攝影，得到車身標(biāo)志點(diǎn)的二維圖象；然后根據(jù)透視攝影，數(shù)字圖象處理，三維測(cè)量原理等理論對(duì)所獲得的圖象進(jìn)行分析和處理，從而進(jìn)一步獲得汽車標(biāo)識(shí)點(diǎn)的變化以及汽車變形量的相關(guān)信息。實(shí)踐證明，該方法操作簡(jiǎn)單方便，成本便宜，實(shí)用性更強(qiáng)，為更好的提高汽車被動(dòng)安全性提供有力依據(jù)。 關(guān)鍵詞： 被動(dòng)安全性，側(cè)門(mén)，攝影測(cè)量，碰撞 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理在車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用 2 The Application of the Digital Photogrammetry in the Measurement of Vehicle Body Marked Point ABSTRACT In the automobile impact test, the automobile body distortion has fortuitousness. The positions, distortion way and distortion quantity have vital significance to the improvement of automobile design and the analysis of the automobile safety. Because the actual automobile body distortion contour during the impact test is the plex threedimension curved surface and the image imagery process is a central projection process, the image plane is the twodimensional surface information, it existence information loss and information distortion. This article utilized one kind to investigate the new method based on the short distance photogrammetry DLT model experimental vehicles. We use the CCD camera to obtain the twodimensional picture for the tested vehicles, we obtains the perspective transformation between the actual threedimensional coordinate system and the camera place coordinates. So, this article first uses two high resolution cameras to Photography the automobile body with Marked Point from two directions, obtains the twodimensional picture form the 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理在車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用 3 automobile body marked point. Then we analysis and processing the image basic on Perspective photography, digital image processing, three dimensional survey principle. Then, we get an automobile marking change as well as the automobile distortion quantity related information. The practice proved, this method operation simple is convenient, The usability is stronger, For better enhances the automobile passive security to provide the powerful basis. Key words: security, side entrance , digital photographic crash 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理在車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用 4 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理在車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用 張吉 061103254 0 引言 隨著汽車的保有量的增長(zhǎng)，道路交通事故已成為世界性的社會(huì)問(wèn)題。百余年來(lái)，全世界死 于車禍的人數(shù)已達(dá) 4000 多萬(wàn)，而且每年仍以超過(guò) 40多萬(wàn)人的速度遞增。建國(guó)以來(lái)，我國(guó)共發(fā)生交通事故 500 多萬(wàn)起，死亡100 余萬(wàn)人，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 100 多億元。我國(guó)現(xiàn)有汽車 1650 多萬(wàn)輛，每年以超過(guò) 180 萬(wàn)輛的速度遞增，交通事故數(shù)量和萬(wàn)車死亡人數(shù)均居世界首位，是世界上交通事故最嚴(yán)重的國(guó)家。而且從近幾年的統(tǒng)計(jì)數(shù)字來(lái)看，全國(guó)交通事故呈大幅上升趨勢(shì)，作為交通事故客觀因素中的一個(gè)重要內(nèi)容—— 汽車安全性，已成為我國(guó)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要影響因素。 在汽車臺(tái)架試驗(yàn)中對(duì)試驗(yàn)車輛的變形程度進(jìn)行勘查測(cè)量是估計(jì)等效碰撞速度的 必要環(huán)節(jié)。車輛的碰撞變形數(shù)據(jù)與其對(duì)應(yīng)的等效碰撞速度有著密切關(guān)系，變形數(shù)據(jù)的精度直接影響等效碰撞速度的準(zhǔn)確度。目前對(duì)試驗(yàn)車輛的變形測(cè)量，基本采用由技術(shù)人員使用皮尺、卷尺等工具對(duì)其進(jìn)行傳統(tǒng)的手工測(cè)量。由于車輛變形表面的不規(guī)則性，使用皮尺測(cè)量時(shí)需要大量人為的目測(cè)和主觀判斷參與，對(duì)獲得的車輛變形相關(guān)數(shù)據(jù)的精確度有很大影響，并且很難獲得大量有用數(shù)據(jù)，所以傳統(tǒng)的手工測(cè)量方式已經(jīng)不太適上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理在車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用 5 用于臺(tái)架試驗(yàn)。 本文運(yùn)用了一種基于近景攝影測(cè)量的 DLT（直接線性變換）模型的試驗(yàn)車輛勘查新方法。技術(shù)人員對(duì)試驗(yàn)車輛進(jìn)行符合一定規(guī)范的拍攝 ，即利用 2 臺(tái) CCD 攝像機(jī)從 2 個(gè)方向?qū)N有標(biāo)識(shí)點(diǎn)的試驗(yàn)車輛進(jìn)行拍攝，獲得二維圖像，通過(guò)直接線型變換相關(guān)理論對(duì)所獲得的二維圖像進(jìn)行分析處理得到三維圖像，更方便的得到車輛變形數(shù)據(jù) ,相比傳統(tǒng)的勘查方法，此方法大大提高了車輛勘查效率和質(zhì)量，精度高，再現(xiàn)性好。 1 汽車安全性現(xiàn)狀 汽車安全性可以分為主動(dòng)安全性、被動(dòng)安全性、事后 (防火 )安全性和車外安全性等幾個(gè)方面。主動(dòng)安全性是指汽車預(yù)防或回避事故的性能，主要包括制動(dòng)性能、操縱穩(wěn)定性能、燈光和視野等 。被動(dòng)安全性是指汽車減輕事故過(guò)程中對(duì)乘員傷害的性能，主要包括車身結(jié)構(gòu)、座椅、 安全帶、氣囊、安全玻璃、方向柱、車頂和車門(mén)強(qiáng)度、內(nèi)飾件緩沖性能等 。事后安全性主要是指防止火災(zāi)性能和緊急脫出性能 。車外安全性主要是指對(duì)行人的保護(hù)。早在 20 世紀(jì) 30 年代，美國(guó)通用汽車公司就開(kāi)始進(jìn)行翻車和固定壁碰撞試驗(yàn)。到了 50 年代中期，各國(guó)汽車行業(yè)普遍開(kāi)展了碰撞試驗(yàn)，提出了二次碰撞的概念，在歐洲首先使用了安全腰帶。 60 年代，隨著公路交通事故的上升，汽車安全性，尤其是被動(dòng)安全性成為人們注目的問(wèn)題。70 年代，汽車安全氣囊在美國(guó)首次推出；大眾公司在其高級(jí)轎車上第一個(gè)采用了被動(dòng)式安全帶。 80 年代后期，側(cè)面安全氣囊被 普遍采用。 90 年代以來(lái)，在政府法規(guī)要求和用戶需要的推動(dòng)下，車輛被動(dòng)安全技術(shù)要求越上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理在車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用 6 來(lái)越高，車輛安全性已成為汽車發(fā)展三大方向 — 安全、環(huán)保、節(jié)能中最首要的方向。 被動(dòng)安全性 被動(dòng)安全性是指汽車碰撞安全性，當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí)，被動(dòng)安全系統(tǒng)應(yīng)為車內(nèi)乘員提供盡可能多的保護(hù)，它是汽車安全性研究中最重要的課題。因?yàn)榇罅繑?shù)據(jù)表明， 95%以上的事故是由于人和環(huán)境因素共同造成的，主動(dòng)安全性再好，也只能避免 5%的事故。所以，從 60 年代末開(kāi)始，汽車被動(dòng)安全性就一直是人們研究的熱點(diǎn)。該項(xiàng)研究主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容 :車身結(jié)構(gòu)抗撞 性研究 。碰撞生物力學(xué)研究 。乘員約束系統(tǒng)和內(nèi)飾件的開(kāi)發(fā)研究 。碰撞安全性試驗(yàn)。研究的目的就是設(shè)計(jì)出更好的被動(dòng)安全裝置。這包括兩方面的內(nèi)容 :安全車身結(jié)構(gòu)和乘員保護(hù)裝置 (安全帶、頭枕、氣囊等 )。被動(dòng)安全性研究，歐美起步最早，始于 60 年代末，剛開(kāi)始時(shí)采用的方法就是進(jìn)行實(shí)車碰撞試驗(yàn)，然后根據(jù)對(duì)結(jié)果的分析研究，改進(jìn)設(shè)計(jì)。因此產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期很長(zhǎng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。其后發(fā)展了主要針對(duì)零部件的臺(tái)車試驗(yàn)和試驗(yàn)臺(tái)沖擊試驗(yàn)等模擬碰撞技術(shù)，成本低，可重復(fù)操作，研究周期較短。到了 7080 年代，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，采用虛擬模型代替實(shí)際模型，利用 計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算得出安全結(jié)論，已經(jīng)成為汽車安全技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。 被動(dòng)安全裝置 主動(dòng)安全技術(shù)是汽車正常行使時(shí)的重要保障，可是乘員在駕駛時(shí)仍不可避免地會(huì)碰到意外事故。 2020年我國(guó)交通事故的統(tǒng)計(jì)表明，因機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T造成的事故起數(shù)占總數(shù)的 86． 3％，再加上環(huán)境等因素造成的交通上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理在車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用 7 事故，則非車輛原因造成的交通事故比例高達(dá) 95％左右。因此，提高汽車本身在發(fā)生交通事故時(shí)保護(hù)成員，行人免受或減輕傷亡的汽車被動(dòng)安全性就相當(dāng)重要。 吸能車身：當(dāng)汽車受到撞擊時(shí)，車身在吸收一定撞擊能量的同時(shí)減緩車內(nèi)乘員的移動(dòng)度， 對(duì)于保證乘員有足夠的生存空間常重要。在駕駛室中，駕駛員部位最易受到傷害，因此將轉(zhuǎn)向柱設(shè)計(jì)為可進(jìn)式，碰撞時(shí)能折疊一定的距離，為駕駛員留下生存空間；前、后保險(xiǎn)杠能收動(dòng)能；車門(mén)要求有一定的剛度，受沖擊后車門(mén)要易于打開(kāi)；車頂有一定的剛度，保證翻車后不能被壓扁等。 安全帶：安全帶的作用是當(dāng)汽車發(fā)生急轉(zhuǎn)彎或正面碰撞、后面碰撞、有角度碰撞以及翻車事故時(shí)，約束乘員盡可能保持原有的位置不動(dòng)，避免與車內(nèi)堅(jiān)硬部件發(fā)生碰撞并防止乘員從座椅上甩出而造成傷害。安全帶按固定方式分為兩點(diǎn)式、斜掛式、三點(diǎn)式和四點(diǎn)式 4種，由織帶、安裝固定件、 卷收器和調(diào)節(jié)件等部件組成。研究表明，安全帶能夠減少乘員在碰撞事故中 50％的死亡率。 安全氣囊：安全氣囊的作用是降低碰撞中乘員受傷的危險(xiǎn)。安全氣囊主要由傳感器、氣體發(fā)生器、氣囊系統(tǒng)等 3部分組成。傳統(tǒng)安全氣囊的設(shè)計(jì)是在發(fā)生正面撞車事故時(shí)避免車內(nèi)乘員的頭部、頸部和胸部強(qiáng)烈撞擊在儀表盤(pán)、方向盤(pán)或擋風(fēng)玻璃上。隨著技術(shù)的發(fā)展，安全氣囊的保護(hù)范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，從現(xiàn)在的前排乘員前方保護(hù)擴(kuò)展到前排乘員的側(cè)面、膝部和后排乘員的前方與側(cè)面以及車外行人。雖然安全氣囊能挽救人的生命，但也會(huì)造成駕乘人員受傷或死亡 (如圖 2)，尤其是嬰兒 、兒童和個(gè)子矮小的上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量原理在車身標(biāo)識(shí)點(diǎn)測(cè)量中的應(yīng)用 8 成年人。為避免這些隱患，安全氣囊將實(shí)現(xiàn)智能化，能識(shí)別乘員席有無(wú)乘員、乘員身材大小、重量、坐姿、是否系戴安全帶等狀況，并根據(jù)上述信息調(diào)整動(dòng)作，以求最大限度地減少失誤和保護(hù)乘員?，F(xiàn)已有部分汽車公司致力上述智能裝置的研究，比如奔馳 SLK轎車率先裝上了第一個(gè)乘客座椅傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)能探測(cè)出乘坐者座椅或兒童安全座椅上是否有人。 我國(guó)汽車安全性現(xiàn)狀 在我國(guó)，汽車保有量?jī)H為發(fā)達(dá)國(guó)家的 1/6，而交通事故的死亡率卻超過(guò)他們 10倍。主觀原因之一是觀念落后。比如在買(mǎi)車時(shí)，除了價(jià)格因素外，往往側(cè)重于汽車 的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性等，但對(duì)于安全性能考慮不足。而在國(guó)外，人們購(gòu)買(mǎi)汽車時(shí)首先考慮的是汽車的安全性能。此外，交通安全意識(shí)也普遍比較淡薄。從客觀上講，我國(guó)汽車生產(chǎn)廠商現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，無(wú)法像國(guó)外廠商那樣進(jìn)行大規(guī)模的實(shí)車碰撞試驗(yàn)，因此汽車安全性研究相對(duì)落后。目前國(guó)內(nèi)雖然已經(jīng)具有了實(shí)車碰撞試驗(yàn)的能力，但是汽車碰撞試驗(yàn)設(shè)備昂貴，試驗(yàn)難度大，大部分中小型汽車廠及汽車部件廠很難建立完善的汽車碰撞試驗(yàn)室。因此應(yīng)當(dāng)開(kāi)放使用現(xiàn)有的碰撞試驗(yàn)設(shè)備，在完成國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目外，真技術(shù)是極具潛力的，隨著我國(guó)汽車安全性標(biāo)準(zhǔn)、還可 以用于科研項(xiàng)目的試驗(yàn)。其次，碰撞仿法規(guī)的逐步完善，實(shí)車碰撞試驗(yàn)實(shí)施進(jìn)程的推進(jìn)，國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)迫