道路交通事故的三维仿真方法研究
基于虚拟仿真的交通事故模拟与分析研究
基于虚拟仿真的交通事故模拟与分析研究随着交通事故频率的不断增加，交通安全问题已经成为社会关注的焦点之一。
为了有效地预防和应对交通事故，研究人员开始启用虚拟仿真技术进行交通事故模拟与分析。
本文将探讨这一研究领域的应用和潜力。
交通事故模拟与分析的目的是通过使用计算机模型，模拟真实交通场景中的各种情况，并分析不同交通因素对交通事故的影响。
这样的研究有助于我们深入了解交通事故的本质和根源，从而制定更有效的交通安全管理措施。
虚拟仿真技术作为交通事故模拟与分析研究的基础，具有显著的优势。
首先，它可以提供逼真的场景来模拟各种交通情况，包括不同类型的道路、车辆和行人。
通过细致地建模交通规则和行为模式，研究人员可以快速创建各种交通场景，并模拟事故发生的可能性。
其次，虚拟仿真技术能够提供更灵活和可控的实验环境。
研究人员可以根据需要修改交通环境的参数，进行大量的试验，以获得更全面准确的数据。
此外，虚拟仿真技术还可以避免在真实交通环境中进行危险的实地试验，从而降低了研究的风险和成本。
交通事故模拟与分析的应用范围广泛。
首先，在交通规划和设计方面，虚拟仿真可以帮助决策者评估不同方案的交通安全性。
通过模拟不同规划方案下的交通流量和交通行为，研究人员可以量化不同方案的风险水平，并提出相应的改进建议。
其次，在交通管理和安全培训方面，虚拟仿真可以帮助培训驾驶员和交通警察提高应对紧急情况的能力。
通过模拟各种道路状况和交通情景，研究人员可以帮助驾驶员和交通警察掌握应对事故的技巧和策略。
此外，在车辆设计和交通政策制定方面，交通事故模拟与分析也发挥着重要作用。
通过模拟车辆碰撞和行人被撞的过程，研究人员可以评估不同车辆厂商的安全设计水平，并制定相应的政策和标准。
虚拟仿真技术在交通事故模拟与分析领域的应用潜力巨大。
随着计算机处理能力的不断提升，虚拟仿真模型的准确性和可信度不断提高。
未来，从更细节更精确的交通行为建模到更高级的人工智能算法应用，虚拟仿真技术将有助于我们更好地理解和预防交通事故。
交通事故3D模拟系统分析
［ １ ］李江 ，吴鹏华． 汽车碰撞 事故计 算机模拟的研 究［ Ｊ ］ ． 中国公路 学
间关 系，这是静态的。那么 ，要体现动态的事故发生过程 ，就 要使模型实现动画效果 ，将三维人物和车辆等模型进行三维动
画仿真动态演示 ，帮助执法人 员对事故发生过程进行分析。强
［ ２ ］陈云刚．道路交通 事故再现分析 系统的研 究与开发 ［Fra bibliotekＤ］ ．北京：清
企 业 科 技 与发 展
片和进 行 ３ Ｄ距 离测 量 ，重现和 复原 真实 的案件 现场及 其 细 节 ；可 以根 据现场平 面草 图 、现场全 景照片及 案件 过程文 字 描述 ，进行现场 全景互动漫游 ；还可 以选 择和摆放不 同的 ３ Ｄ 模 型 ，包 括建筑物 、树木 、家居设备 、人体 、汽 车及各种 物 品 ，并设 置各种色 彩的灯光 ，为不 同的物体 选择各 种材质 贴
４ ． ３ 交通 事 故 ３ Ｄ模 型库
对历 年来发生 的交通 事故调研 数据建 立模 型 ，并存 人专
门的数据 库 中 ，不断 积 累虚拟 现实 和三维 仿 真方 面 的经验 。 其 中 ，包括交通 事故 中所涉及 的所 有物 体的模 型 ，国内所有 的道路模 型，达 到能够满足将所有交通事 故现场还原 的要求 。
华 大 学 ，２ ０ ０ ０ ．
［ ３ ］魏 朗，陈荫三． 车对车碰撞 事故再现计 算机模拟 系统 的研 究［ Ｊ ］ ．
中国公路学报 ，１ ９ ９ ６ ，９ （ ４ ） ．
大的仿真动画引擎 、丰富的三维模 型资源库及逼真的模型动作
资源库 ，可制作还原事故过程的模拟动 画，帮助现场勘查人员
点及描述 ，突破 了传统的平面视角限制 ，它 的标注是立体三维 的 ，以及 随时间改变 、动画的演示 即时标注在关键点 。三维模
车辆碰撞事故仿真模拟的关键技术及验证方法
车辆碰撞事故仿真模拟的关键技术及验证方法汽车碰撞事故是道路交通中常见的交通事故类型之一，其发生往往造成严重的人员伤亡和财产损失。
为了预防事故的发生和提高汽车安全性能，研究人员已经开始采用车辆碰撞事故仿真模拟的方法进行事故分析和安全设计。
本文将介绍车辆碰撞事故仿真模拟的关键技术及验证方法。
一、车辆碰撞事故仿真模拟的关键技术1. 车辆模型的建立和参数化车辆模型是车辆碰撞事故仿真模拟的基础，准确的车辆模型能够提供真实的碰撞结果。
车辆模型的建立包括车身、底盘、悬挂系统、发动机等部分，需要考虑到车辆结构和材料的特点。
参数化是指根据真实车辆的参数进行模型的设定，包括质量、惯性、刚度、阻尼等，以保证模拟的准确性。
2. 碰撞模型的建立和仿真方法碰撞模型是指车辆碰撞时各个部件之间的相互作用关系。
常见的碰撞模型包括刚体动量守恒定律、刚体碰撞-反弹定律、有限元模拟等。
其中，刚体动量守恒定律是一种基本的碰撞模型，它假设碰撞时动量守恒不变。
有限元模拟能够考虑车辆结构的变形和应力分布，能够更准确地模拟碰撞结果。
3. 材料特性和物理特性的建模车辆碰撞事故时，车辆中的各个部件和材料会发生变形和破坏，因此需要准确地建模材料特性和物理特性。
常见的建模方法包括弹性模型、塑性模型、粘弹性模型等，以及对材料进行参数化和试验验证。
4. 碰撞事故场景的建立碰撞事故场景的建立是仿真模拟的关键环节。
场景的建立需要考虑车辆初始状态、碰撞角度、车速等因素，并根据实际情况进行调整和验证。
常用的方法包括实地采集数据、摄像头记录、激光雷达扫描等。
二、车辆碰撞事故仿真模拟的验证方法为了验证车辆碰撞事故仿真模拟的准确性和可靠性，需要进行多样化的验证方法。
以下是一些常见的验证方法：1. 试验验证试验验证是一种直接验证仿真模拟结果的方法。
通过实验测量车辆在碰撞时的物理参数，如加速度、力、位移等，并与仿真结果进行对比。
若仿真结果与实际试验结果符合较好，则说明仿真模拟是准确可靠的。
道路交通事故现场三维实景仿真再现分析系统
预览根据需求定制7、系统可以简单快捷的调整车辆模型的位置和形态，可一键设置车辆模型的左侧翻状态、右侧翻状态、左仰翻状态、右仰翻状态、还原状态。
8、系统可以在模拟动画当中对事故元素添加特效，如起火、冒烟、刹车声音、碰撞声音、人声模拟等特效。
9、系统可以快速简单的利用时间轴工具制作模拟动画，如车辆碰撞动画、车辆与行人碰撞动画、车辆与交通设施碰撞动画等。
10、系统可以任意调整时间轴的时长，既可以模拟短暂的事故发生过程，也可以模拟事故发生过程比较复杂并且过程时间比较长的事故。
11、系统可以设置不同的天气状态，如晴、下雨、下雪、下雾等。
12、系统可以在真实图像上添加数据标注、文字。
13、系统具备画面截图和屏幕录像功能，可以将制作的模拟动画以视频的格式保存。
（二）虚拟三维场景动画模拟模块1.系统可通过二维平面道路交通事故现场图自动一一对应生成三维立体交通事故动画场景，三维场景中的道路形态、道路上的标志标线和隔离设施、道路上的车辆行人交通事故元素以及道路周围的建筑设施都与二维平面现场图图一一对应，不需要人为制作模型再人为添加。
2.系统生成的三维立体场景可模拟多种天气现象，包括晴天、下雨、下雾、下雪。
3.系统具备多种视角观察事故现场功能，并且具备在事故车辆中动态观察事故发生过程的功能，可便捷地放大、缩小、旋转三维场景，便于从各个角度观察事故发生的全过程。
4.系统生成的事故现场动画具备开始播放和重置播放按钮，可反复观看事故发生过程。
5.系统可通过设置时间节点和交通事故元素运动轨迹快速生成二维动画，并可实现基于事故现场图的二维正俯视再现分析功能。
6.系统提供行人行走、行人摔倒、行人骑自行车、行人骑电动车等动画效果，并可实现行人和非机动车分离动画。
7.系统生成的三维事故动画具备多种播放速度。
8.系统中货车模型包括单体货车、货车车头带单拖挂车和货车车头带两拖挂车等三种模型，货车车头和拖带挂车可以紧密联动，车头和挂车可以在动画演示中处于不同的角度姿态。
基于三维仿真技术的城市交通事故处理系统研究
基 于 三维 仿 真 技 术 的城 市 交通 事 故 处 理 系统研 究
王淑英
（ 天津青年职业学院 科研处 ， 天津 ３０ ９ ） ０ １１
摘
要： 本文提 出一种基于三维仿真技 术的城 市交通事故应 用 系统的解决方案． 系统集 ＧＳ 地理信 息 系统 ） 据 该 Ｉ（ 数
采集分析 功能、 地理信息数据管理 功能 、 交通事故三 维仿真模 拟和 决策支持 功能 于一 体， 能够有效地 动态记 录交通 事故信息并进行 智能分析 ， 为事故处理提供 决策支持 ． 此外 ， 系统 的解 决方案在 架构上采 用 了基 于．Ｅ ｒｍ ｗ ｒ 本 Ｎ ＴＦａ ｅ ｏｋ ３ ５的三层体 系结构 ， ． 并综合应 用了 Ａ Ｃ Ｉ Ｏ Ｅ Ｇ Ｒ Ｇ Ｓ和 Ｐ Ｎ Ｌ技 术， 高效的 实现 了系统的核心功能．
ｓｓ ｍ ｉｃ ｄｓＧＳ Ｇ ｏｒｐ ｉ Ｉｆｒ ａｏ ｙｔ ｄ ｔ ｃｌ ｃｏ ｎ ｎｌｓ ｕｃｉ ， ｅｇａｈｃｉｆ ｍ ｔ ｎｍ ｎｇ— ｙｔ ｌ ｅ Ｉ（ ｅｇａｈｃ ｎｏｍ ｔ ｎＳｓ ｍ） ａ ｏｌ ｔｎａｄａａ ｉ ｆｎｔ ｎ ｇｏｒｐ ｉ ｎｏ ａ ｏ ａａｅ ｅ ｎｕ ｉ ｅ ａ ｅｉ ｙｓ ｏ ｒ ｉ
ｍｅ ｔｆｎｃｉｎ，ｔａ ｃ ａ ｃ ｄ ｎ ｓ３Ｄ ｉ ａ ｉｎ ａ ｄ ｅ ｉｉｎ ｍａ ｉ ｇ ｆ ｎ ｔｏ ｎ ｕ ｔ ｏ ｒｆ ｃ ｉ ｅ ｔ ｉ ｓｍｕｌｔｏ ｎ ｄ ｃ ｓｏ ｋ ｎ ｕ ｃ ｉｎ，ｉ ｂｅ ｔ ｙ ａ ｃ ｌｙ ｃ ｌｅ ｔａ ｄ ａ ｌ ｚ ａａ ｓ ａ ｌ ｏ ｄ ｎ ｍｉａ ｌ ｏｌｃ ｎ ｎａｙ ｅ ｄ ｔ ｉｔ ｌｉｅ ｔｙ，ｓ ｐ ｒ ｔｅ ｄｅ ｉｉｎ ｎ ｅｌｇ ｎｌ ｕ ｐｏ ｔ ｈ ｃｓｏ ｍａ ｉ ｇ ｐｅ ｏ ｏ ｈｅ ｒｆ ｃ ｃ ｉ ｅ ｓ Ｂｅ ｉ ｅ ｋ ｎ ｒ ｄ ｆ ｔ ｔａ ａ ｃｄ ｎｔ． ｉ ｉ ｓｄ ｓ， ｗｈｅ ｂｕ ｌｉ ｇ ｔ ｅ ｙ ｔｍ ， ｔ ． ｎ ｉｄ ｎ ｈ ｓ ｓｅ ｈｅ ＮＥＴ
道路交通事故现场三维实景仿真再现分析系统
《道路交通事故现场三维实景仿真再现分析系统》一、系统简介道路交通事故责任认定分析是道路交通事故处理的非常重要的环节，如何能够严谨、准确、形象、直观地把交通事故发生的过程展示给事故当事人就显得非常必要，以往只通过静态照片和文字来陈述事故发生过程已经不能很好地满足现代事故处理调解的需求，因此根据道路交通事故管理部门需求开发出《道路交通事故现场三维实景仿真再现分析系统》。
一方面我们可以通过二维平面交通事故现场图自动一一对应生成三维立体交通事故场景，另外我们还可以制作基于实际现场三维实景的事故场景，应用十分简便。
二、系统组成三、功能特点1、系统可以通过已经制作好的《道路交通事故现场图》直接自动生成一一对应的三维立体场景，通过设置时间节点和事故元素运动轨迹，快速制作二维平面和三维立体模拟动画，模拟事故发生的过程，包括事故场景中的道路、车辆、行人、建筑物等都由系统自动根据实际情况添加生成，不需要人为操作，简便、快捷，适合普通事故民警应用。
2、系统软件可以分析360°全景照片，可以在实景照片中添加三维模型，制作事故发生过程的模拟动画。
3、系统软件可以分析单张数码照片，可以在实景照片中添加三维模型，制作事故发生过程的模拟动画。
4、系统软件可以分析航拍照片，可以在实景照片中添加三维模型，制作事故发生过程的模拟动画。
5、系统具备海量专业三维模型库资源，包括车辆、道路设施、行人、牲畜、建筑物等，车辆模型的车轮在行驶过程中可以转动，车身颜色可以随意变换。
6、系统可模拟行人行走、行人摔倒、行人骑自行车、行人骑电动车动画效果，并可实现行人和非机动车分离动画。
7、系统可以在三维场景中模拟天气，例如晴天、下雨、下雾、下雪。
8、系统在三维场景中的信号灯可以随着事故动画播放进行红灯、绿灯、黄灯切换。
9、系统具备多种视角观察事故现场功能，包括跟随视角和自由视角。
还可以在任一事故车辆中动态观察事故发生过程的功能，可便捷地放大、缩小、旋转三维场景，便于从各个角度观察事故发生的全过程。
道路交通事故现场三维全景测量分析演示系统
道路交通事故现场三维全景测量分析演示系统交通事故现场三维全景测量分析演示系统是由三维数字化图形软件和360°全自动机器人拍摄系统组成。
是基于图形图像和三维仿真领域的科研成果，并结合多年来对交通事故处理部门的调研数据进行定制化开发的解决方案。
适用于交通事故现场勘察、现场痕迹物证提取和保存、现场图像绘制以及事故过程分析等环节的规范操作，满足了交通事故处理部门对于重大交通事故现场固定保存、事故现场三维重建和交通事故过程动画模拟分析等需求。
产品功能：1.解决事故现场全景、固定、保存（全景、电子地图/小地图、方位罗盘）系统利用高端单反数码相机结合高精密语言镜头，通过全自动拍摄云台，在一分钟内即可保存一组完整的现场全景图片，并利用全自动软件进行无缝拼接融合，达到迅速记录交通事故现场的目的。
2.单张全景照片解决事故现场数据反复测量/验证/标注在单张全景照片中实现地面数据和物体高度的测量，测量精度完全符合道路交通事故处理规定规范，并取得中国计量科学研究院的测试报告。
3.EXE汇报演示文件完整导出汇报文件，可以在任一电脑上播放，无需安装任何插件，亦支持平板和触控大屏，同时可在导出的EXE文件中可以进行数据的精确测量。
4.事故现场细目物证固定、校准、比对将事故现场采集的现场细目物证图像如：刹车痕迹、碰撞碎片、血迹、烟头和其他相关物证、音频、视频、各种文档或文件夹等内容以热点链接方式添加到全景图中的相应位置。
5.事故过程三维动画还原系统内建强大的三维动画引擎，可以对车辆和人物等模型进行三维动画的创建和编辑，可以在短时间内创建多种类型的交通事故模拟动画，如：车辆间的交通事故、车辆与行人的交通事故、机动车与非机动车的交通事故、车辆自身事故、车辆对固定物的事故等，展现车辆翻转、撞飞、掉落，人车分离等各种形态，并展示路面痕迹、天气、着火、爆炸等，真实准确还原事故现场。
6.事故现场三维立体重建系统依托海量模型资源和自定义道路绘制系统，结合虚拟现实和三维仿真技术，创建了一个多达三万多种的专业模型资源库。
交通枢纽三维仿真模拟技术研究
交通枢纽三维仿真模拟技术研究随着我国交通事业的蓬勃发展，交通枢纽的建设和运营越发重要。
为了提高交通枢纽的安全性、高效性，三维仿真模拟技术成为了交通枢纽规划和设计中不可或缺的工具之一。
一、三维仿真模拟技术简介三维仿真模拟技术主要是以计算机图形学和虚拟现实技术为基础的一种虚拟仿真技术。
它可以模拟出真实世界中的物体、环境、灯光、材质等，使得人们可以在虚拟环境中进行三维的实时操作和观察。
二、交通枢纽三维仿真模拟的优势1. 省钱、省时。
通过三维仿真模拟技术，可以避免在实际建设过程中的试错和误区，减少因规划设计不合理而带来的建设成本和周期延长的情况。
2. 增加安全。
通过三维仿真模拟技术，可以模拟出各种突发事件，如交通拥堵、车祸等，并能对应应急措施进行模拟演练，从而降低事故率。
3. 提高效率。
交通枢纽的各项数据和参数可以在三维仿真模拟中进行实时监控，并实现人机交互，提高枢纽运营效率和管理水平。
三、三维仿真模拟在交通枢纽规划与设计中的应用1. 规划阶段。
在规划阶段，三维仿真技术可以进行不同交通模式下的交通流仿真、交通拥堵分析等，为规划方案的制定提供有力支持。
2. 设计阶段。
在设计阶段，三维仿真技术可以进行不同设计方案的仿真模拟，从而在设计前预先解决一些设计存在的问题。
同时，通过软件对材料、颜色、灯光等方面进行调整，还能让设计方便于对设计效果作出评估、修改和优化，从而得出一个更加完美的设计方案。
3. 运营阶段。
在运营阶段，三维仿真技术可以对各种运营数据进行模拟分析，如车辆调度、货运运输等，通过分析数据来预测运营瓶颈并进行优化。
四、三维仿真技术在交通枢纽建设中存在的问题1. 数据不准确。
只有准确的数据才能支持好三维仿真模拟。
但是一些项目中采集的数据有误，导致虚拟环境中的效果与现实有所差异。
2. 硬件设备昂贵。
三维仿真模拟需要消耗巨大的计算资源，需要更为高端的硬件支持，设备的维护和运行成本较高。
3. 缺少标准化。
目前在交通枢纽建设中，三维仿真技术并没有形成一套标准化的工作流程，主流的操作系统和软件也不是很统一，使得不同项目之间的数据并不完全互通。
基于三维视觉的交通事故场景重建研究
基于三维视觉的交通事故场景重建研究交通事故在现代社会中时有发生，给人们的生活和财产带来了巨大的损失。
为了更好地研究事故发生的原因以及事故重建的技术手段，在科技的不断发展中，基于三维视觉的交通事故场景重建成为了一个热门的研究领域。
随着无人驾驶汽车的发展，三维视觉技术逐渐被应用于交通事故场景的重建中。
三维视觉技术可以通过从不同视角拍摄事故现场的照片或视频，结合计算机视觉和成像处理技术，还原出交通事故发生时的场景。
通过对事故现场的重建，可以更加真实地还原当时的情况，为事故的调查和分析提供了有力的依据。
三维视觉的应用不仅可以还原事故现场的几何结构，还能通过分析车辆的运动轨迹和碰撞力度等信息，重建出事故发生过程中的动态场景。
这对于确定事故责任、判断事故的发生原因以及评估事故损失等方面具有重要意义。
通过对事故重建的研究，可以提高交通事故的认定准确性，减少司法争议的发生。
为了保证事故重建的准确性和可靠性，研究人员需要结合计算机图形学和机器学习等领域的知识，开发出高效的算法和工具。
这些算法和工具需要能够处理大量的图像或视频数据，并能够自动识别和分析事故发生过程中所涉及的对象和动作。
同时，还需要解决图像质量不佳、光照条件复杂等问题，提高算法的鲁棒性和适用性。
除了研究人员的努力，交通事故场景重建的发展还需要政府和相关部门的支持。
政府可以出台相关政策和标准，鼓励企业和研究机构加大对交通事故场景重建技术的投入和研发。
相关部门可以加强与研究机构的合作，共同开展交通事故场景重建的研究和应用。
未来，基于三维视觉的交通事故场景重建技术有望进一步发展。
随着计算机硬件的升级和运算能力的提高，交通事故场景重建的效果将会更加真实和精确。
同时，随着无人驾驶汽车和智能交通系统的逐渐普及，交通事故发生的频率和严重程度也将会减少。
这将为交通事故场景重建技术的应用提供更加广阔的空间。
总结而言，基于三维视觉的交通事故场景重建研究具有重要的实际意义。
车辆碰撞仿真研究
车辆碰撞仿真研究车辆碰撞是目前道路交通事故中主要致死因素之一。
为了减少车辆碰撞事故的损失，科技人员们开展了车辆碰撞仿真研究。
一、车辆碰撞仿真技术车辆碰撞仿真技术是利用计算机模拟车辆碰撞过程，并根据计算结果进行进一步分析和评价的技术。
该技术可以根据不同的碰撞类型和碰撞方向进行研究，还可以结合不同的物理模型和仿真软件进行实验分析和数据处理。
二、车辆碰撞仿真原理车辆碰撞仿真原理主要涉及碰撞分析、物理模型、碰撞能量分析、跟踪物体模型等方面。
其中，碰撞分析是车辆碰撞仿真的核心。
碰撞分析主要是通过分析车辆碰撞过程中的动力学、能量守恒和动量守恒等基本理论，得出碰撞过程中各种参数的计算公式。
三、车辆碰撞仿真软件车辆碰撞仿真软件是车辆碰撞仿真研究中不可缺少的工具之一。
目前市面上有很多车辆碰撞仿真软件，如ABAQUS, MSC.ADAMS等。
这些软件都具有专业的物理模型、实验分析和数据处理功能。
其中ABAQUS主要用于复杂工程结构分析，而MSC.ADAMS则专门用于机械、电气和机电一体化工程的仿真分析。
四、车辆碰撞仿真应用车辆碰撞仿真技术广泛应用于汽车工业、航空工业、船舶工业等领域。
在汽车工业中，车辆碰撞仿真技术主要用于车身结构分析、车辆碰撞模拟和性能测试等方面。
除此之外，还可以应用于碰撞损失评估、碰撞安全性设计、新材料、新结构的汽车碰撞性能评价等诸多领域。
五、车辆碰撞仿真展望未来车辆碰撞仿真研究将继续推进，特别是在纳米技术、新材料、智能电子和机器人等方面应用，在提高车辆碰撞安全性、减轻碰撞损失、提高经济效益方面有着广泛的应用前景。
总之，车辆碰撞仿真技术的发展将为车辆碰撞事故的防范、减轻碰撞损失和提高经济效益提供更多的支持和保障。
交通仿真技术的研究与实现
交通仿真技术的研究与实现交通仿真技术是一种利用计算机模拟现实交通流量、路况和交通管理系统的技术，可以帮助交通管理部门和规划者更好地理解交通系统的运行规律，并提出优化方案。
随着城市化进程不断加快和人口增长，交通拥堵成为城市面临的挑战之一、因此，研究与实现交通仿真技术对于解决城市交通问题具有重要意义。
交通仿真技术可以应用于不同领域，包括交通规划、交通管理、交通安全等。
在交通规划中，可以利用仿真模拟工具来评估不同规划方案的效果，比如道路改建、交通信号优化等。
在交通管理中，可以通过仿真模拟工具来实时监测交通流量、预测交通拥堵，并及时调整交通信号等措施。
在交通安全方面，可以利用仿真技术模拟交通事故的发生机理，从而提出预防措施。
交通仿真技术主要包括交通模型、仿真平台和评估方法三个方面。
交通模型用于描述交通系统的结构和行为规律，可以分为微观模型和宏观模型两类。
微观模型通常基于个体车辆，考虑车辆之间的互动关系和行驶轨迹，适用于模拟交通流量密集的情况。
而宏观模型则基于整体流量，考虑道路网络的拓扑结构和交通流量的分布规律，适用于城市交通规划和交通管理。
仿真平台是交通仿真技术的核心工具，其功能包括建模、仿真和可视化等。
常见的交通仿真软件包括VISSIM、AIMSUN、SUMO等，它们可以模拟不同规模和复杂度的交通系统，并提供丰富的分析工具和结果展示功能。
通过仿真平台，用户可以方便地进行交通规划和管理的研究工作，快速评估不同方案的效果，并提出改进建议。
评估方法是交通仿真技术应用的重要组成部分，其目的是验证仿真结果的准确性和可靠性。
评估方法包括对比实地数据、灵敏性分析、统计分析等多种手段，可以帮助用户判断仿真模型的合理性和适用性，从而有效地指导交通规划和管理实践。
综上所述，交通仿真技术的研究与实现对于提高交通管理水平、优化交通系统效率具有重要意义。
通过构建合理的交通模型、选择适用的仿真平台和采用科学的评估方法，可以帮助决策者更好地理解交通系统的运行规律，并提出有效的改进方案。
道路交通事故模拟及分析研究
道路交通事故模拟及分析研究第一章绪论道路交通事故是现代社会普遍存在的问题，其造成的人员伤亡和财产损失给社会和家庭带来了巨大的负担。
为了减少交通事故的发生，交通安全技术的发展和进步是至关重要的。
作为一种有效的交通安全技术手段，道路交通事故模拟技术能够提供重要的信息和数据，为交通安全领域的研究和应用提供强有力的支持。
本文将针对道路交通事故模拟技术进行研究和分析。
第二章道路交通事故的概述道路交通事故是指在道路上发生的车辆碰撞或人员伤亡等交通意外事件，其对社会和个人的影响十分严重。
根据现有的统计数据，每年全球发生的道路交通事故数量高达1亿起，其中约有50万人死亡，3000万人受伤。
道路交通事故的主要原因包括人为疏忽、交通设施不良、车辆状态不佳等多个方面。
第三章道路交通事故模拟的基本原理道路交通事故模拟是一种基于计算机技术的仿真技术，通过对道路交通事故过程中车辆、人员、环境等各因素的动态模拟，以及对各种因素的参数化和数据化处理，得出事故发生的可能性和危险度等信息，为交通安全管理和决策提供重要参考。
道路交通事故模拟的基本原理包括交通流仿真、道路场景建模、车辆行驶仿真和事故分析四个步骤。
其中，交通流仿真是指在模拟过程中对车辆的数量、速度、行驶路线、控制方式等进行模拟；道路场景建模是指对道路、交通标志、信号灯、建筑物等环境因素进行建模；车辆行驶仿真是指对车辆运动状态、朝向变化、转向等行为进行模拟；事故分析是指对交通事故发生原因、车辆碰撞力量等关键参数进行分析。
第四章道路交通事故模拟技术的应用道路交通事故模拟技术已被广泛应用于道路交通事故预防、司法鉴定、交通拥堵控制等多个领域。
在道路交通事故预防方面，道路交通事故模拟技术能够通过对路段、交叉口等区域的模拟和分析，为交通管理部门提供目标区域的交通安全管理方案和改进措施。
在司法鉴定方面，道路交通事故模拟技术能够给出更加客观、科学的事故过程模拟结果，为司法机关作出公正的判断提供依据。
道路交通事故应急处置的微观在线仿真方法
道路交通事故应急处置的微观在线仿真方法【导言】道路交通事故在我们生活中时有发生，为了提高应急处置效率和减少人员伤亡，微观在线仿真方法成为一种重要的工具。
本文将深入探讨道路交通事故应急处置的微观在线仿真方法，并从简单到复杂，由浅入深地介绍这一主题。
【文章正文】一、道路交通事故应急处置的微观在线仿真方法简介道路交通事故的发生往往需要快速且高效的应急处置，而微观在线仿真方法则可以提供更加精准的模拟和评估手段。
微观在线仿真方法是利用计算机技术和交通流理论，以模拟真实交通环境为基础进行研究的一种方法。
它可以快速模拟事故现场、车辆行驶路径、交通流状况等，并评估不同应急措施的效果，从而帮助决策者做出合理的决策。
二、微观在线仿真方法的基本原理1.交通流模型微观在线仿真方法的核心是交通流模型。
交通流模型分为宏观模型和微观模型两种。
宏观模型主要关注整体交通流状况，而微观模型则能够更精确地模拟车辆行驶轨迹、速度、加速度等细节。
在道路交通事故应急处置中，微观模型能够提供更准确的车辆行驶路径，并结合事故情况进行仿真，用于评估不同的应急措施。
2.模拟实时交通环境微观在线仿真方法可以模拟实时交通环境，包括车辆类型、速度、行驶轨迹等。
在道路交通事故应急处置中，可以在仿真中加入事故现场、交通管制措施等，通过调整参数和模拟各种情况，评估不同应急措施的效果，从而找到最佳的应急方案。
三、微观在线仿真方法在道路交通事故应急处置中的应用案例1.事故现场模拟通过微观在线仿真方法，可以将道路交通事故现场进行精确模拟，包括车辆位置、物理特性等。
仿真可以快速生成大量的数据，帮助应急人员更好地了解事故现场情况，并作出相应的决策。
2.交通流分析与优化微观在线仿真方法可以模拟不同的交通流状况，根据实时数据和仿真结果，分析交通瓶颈、拥堵情况等，并针对不同的应急措施进行优化。
决策者可以通过仿真结果评估不同措施的效果，在保证交通畅通的前提下，提高应急处置效率。
轿车—货车追尾碰撞仿真模拟及轿车安全性研究
轿车—货车追尾碰撞仿真模拟及轿车安全性研究轿车—货车追尾碰撞仿真模拟及轿车安全性研究引言：近年来，交通事故频发且严重伤害了公众的生命和财产安全。
其中，轿车与货车追尾碰撞事故占据了主要比例。
针对这一问题，本研究旨在通过仿真模拟方法，研究轿车与货车追尾碰撞的情况并分析轿车的安全性能。
一、碰撞模拟1.1 研究方法本研究采用有限元分析方法对轿车与货车追尾碰撞进行仿真模拟。
根据真实的碰撞事故案例，建立了三维模型，并利用有限元软件进行网格划分和模拟计算。
1.2 参数设定在仿真模拟中，我们设定了常见的碰撞参数，包括车速、碰撞角度和碰撞时间等。
这些参数均根据实际交通事故数据进行合理设定，以确保仿真结果的准确性和可靠性。
1.3 仿真结果分析通过仿真模拟，我们得到了轿车与货车追尾碰撞的力学特性和变形情况。
结果显示，在碰撞过程中，轿车前部受到了严重的挤压和变形，而货车几乎没有受到明显损伤。
这表明轿车在碰撞中的安全性能相对较弱，容易造成乘员伤亡。
二、轿车安全性能分析2.1 结构设计对比轿车与货车的结构设计，我们发现轿车在前部的保护结构相对较薄弱，容易受到碰撞力的直接影响。
而货车在车头设计中更加注重碰撞吸能和乘员保护。
2.2 安全设备轿车安全性能的提升主要依靠安全设备的改进。
事实上，现代轿车已经配备了多种主动和被动安全设备，例如制动系统、防抱死系统、安全气囊等。
然而，针对追尾碰撞事故来说，这些安全设备的作用有限，需要进一步加强。
2.3 个体行为与安全性此外，个体行为也对轿车安全性产生重要影响。
例如，驾驶员的注意力、反应能力和驾驶习惯等因素都与轿车安全性直接相关。
因此，加强驾驶员安全教育和提高其安全意识，是提升轿车安全性的重要方向。
三、改进措施针对上述分析结果，我们提出了一些改进措施以提升轿车的安全性能。
3.1 结构设计改进通过改进轿车的车头结构设计，增加保护结构的强度和稳定性，从而增强碰撞吸能能力和乘员保护水平。
3.2 安全设备升级加强轿车的主动和被动安全设备，例如引入先进的碰撞预警系统和自动紧急制动系统，提高碰撞情况下的响应能力和安全性能。
交通事故现场快速测量及模拟仿真研究
交通事故现场快速测量及模拟仿真研究摘要：交通事故现场快速测量与模拟仿真是准确分析交通事故原因的重要手段。
传统交通事故现场测量多以皮尺、草图为主，存在信息采集主观性大，记录形式不直观等问题。
本文提出以近景摄影测量为切入点，利用非量测数码相机多角度记录事故现场，实现交通事故现场的三维重构，并以三维数据为基础结合3D打印技术实现事故现场的模拟仿真。
实验研究表明所提方法具有可行性，事故现场数据具有溯源性，能够应用于交通事故的现场勘查。
关键词：交通事故；现场勘查；近景摄影测量；模拟仿真1前言非量测摄影测量技术方面的研究成果在国内外已达到较高水平，各式算法也相对成熟，因此被广泛应用于工业、生物力学、化学、生物学、考古学、建筑学、汽车制造和航空航天等领域。
正如谭燕[1]所说的：“随着摄影测量技术的逐步发展,基于数字影像与摄影测量基本原理的数字摄影测量已经取代了传统的摄影测量成图方法,已得到广泛的推广和应用。
”同时贾永生[2]也曾提过：“随着科技的不断发展,影像技术在社会各个领域的应用越来越普及,也使警务情报工作运用影像技术手段进行情报的采集、存储、分析和判研有了可以依赖的技术(物质)基础。
”3D打印技术是近几年开始普及的一种快速成型技术，李青曾[3]指出：“3D打印技术比起铸造、冲压、蚀刻等传统方法能更快速地创建原型，特别是传统方法难以制作的特殊结构模型。
”本文将摄影测量技术同3D打印技术有机结合起来，应用于警务工作中的交通事故现场勘察及事故责任认定，能大大提高交通事故现场勘察的速率，为现场测量数据提供原始信息支持。
2交通事故勘察现状交通事故现场的快速测量是交通事故现场勘查的重要组成部分，在交通事故的现场勘验中事故责任认定应做到公平、合理、科学。
但是经过本项目组的调查研究发现，传统的交通事故现场勘察仍存在以下问题：(1)受测量人的主观影响较大，同一距离由不同人测量，测量结果与误差不同；(2)测量过程需要接触被测量的客体，会对客体造成二次污染，不符合物证无损提取等要求；(3)无法高效率进行现场勘察，在车流高峰期勘察速度缓慢会造成交通堵塞等问题；(4)勘察实验难度较大，无法做到全景模拟事故的整个过程。
城市道路交通事故再现虚拟仿真实
城市道路交通事故仿真再现实验学时：2学时实验类型：设计实验要求：必修一、实验目的1、学习交通事故三维全景测量分析软件的基本使用；2、学习交通事故三维全景测量分析软件对带非机动车与机动车碰撞事故的编辑和创建；3、培养学生对事故过程的推理和分析能力，提高交通事故勘验精确度。
二、实验内容本实验主要包括两部分内容：a、根据指导教师的介绍，了解“交通事故现场三维全景测量分析演示系统”软件的环境和功能，学习使用“交通事故现场三维全景测量分析演示系统”软件，并搭建城市道路环境模型；b、根据搭建好的城市道路环境模型和分析得出的交通事故过程，利用“交通事故现场三维全景测量分析演示系统”软件实现交通事故仿真再现。
某城市道路交通事故现场和事故发生过程叙述：（1）某段城市道路，该道路为双车道；（2）道路为十字交叉口并带有红绿灯；（3）道路边有建筑物；（4）公交车闯红灯将左侧行驶来的载人摩托车撞倒；（5）载人摩托车被撞后，驾驶者有血迹留下；（6）公交车停到人行道上，有制动痕迹。
三、实验条件1、交通事故现场三维全景测量分析演示系统仿真软件2、计算机、局域网3、office办公软件四、实验步骤4.1事故现场模型的建立根据现场拍摄的照片，建立正确的事故现场模型。
4.1.1建立路面模型（1）双击应用程序“交通事故三维全景测量分析演示系统.exe”启动软件。
（2）点击工具栏的取消地图按钮“”，取消地图的显示；（3）单击工具栏中的“虚景”按钮，转换到虚景模式下；（4）单击工具栏中的“三维”按钮，转换到三维模式下；（5）单击左侧工具栏的“道路”按钮，打开“城市道路”文件夹，选择“or_city_intersection.jpg”十字交叉口道路模型，如图1所示；图1 十字交叉口道路（6）选择“or_city_road.jpg”直行道路模型，利用“编辑”功能，调节直行道路的位置和大小，使其与十字交叉口结合。
（7）与（6）操作相同，选择“or_city_road.jpg”直行道路模型，利用“编辑”功能，调节直行道路的位置和大小，将十字交叉口与直行道路结合完整，如图2所示。
交通事故过程三维全景模拟分析报告材料
交通事故过程三维全景模拟分析产品简介交通事故过程三维全景模拟分析, 集成了三维360度全景照相技术、三维虚拟现实动态仿真技术〔增强现实技术〕为一体，完全满足现在公安系统里现场全景照相、全景三维测量、三维重建、模拟、和分析的应用。
是金视和科技某某集十几年来图形图像和三维仿真领域的尖端科研成果，并结合多年来对公安交通系统的调研数据进展定制化开发的解决方案。
交通事故过程三维全景模拟分析生成高度逼真的三维场景图片和动画片。
把这些全景图片、三维场景、动画片和声音、文字结合，为侦查、技术、指挥人员生成各种三维虚拟案件现场场景的多媒体影音和影像材料。
对这些数字化多媒体信息进展分析、演示，并可以在网络服务器上发布、保存、修改案例，其他用户可以通过网络服务器进展查询、观看案例。
为案件的侦破、记录、汇报、存档查询，都提供了便利的直观方便。
交通事故过程三维全景模拟分析是由三维数字化图形软件和360°全自动机器人拍摄系统组成。
是基于图形图像和三维仿真领域的尖端科研成果，并结合多年来对交通事故处理部门的调研数据进展定制化开发的解决方案。
产品特点交通事故过程三维全景模拟分析搭载的全景拍摄系统，由高端单反数码相机、精细鱼眼镜头和全自动拍摄云台组成，可以在一分钟内拍摄一组完整的现场全景图片，并以全自动方式进展拼接融合，无须人工干预拼接过程。
达到交通事故现场快速全景重建的目的。
在传统的工作流程当中，由于人为、天气等外界因素干扰，事故现场很容易在短时间内遭到破坏和干扰。
鉴于事故现场的特殊性，快速、完整、准确的保存事故现场，交通事故现场不可能像刑事案件现场那样长时间保存。
交警在记录事故现场时，大多是通过昂贵的单反数码相机，直观的对事故现场进展大量的物证和场景拍摄，在后期分析事故现场时由于照片数量繁多，很难建立起事故现场的形象认知，甚至有可能会漏拍一些关键信息。
借助360°全自动机器人拍摄系统将真实交通事故现场的完整的保存下来，可以在撤离交通事故现场后随时在交通事故现场全景图上进展截图、测量和分析。
面向智慧交通的3D虚拟仿真技术研究
面向智慧交通的3D虚拟仿真技术研究一、引言智慧交通是当下社会发展的一个重要方向，它通过现代高科技手段为城市交通运输提供更高效、更便捷、更安全的服务。
3D虚拟仿真技术是实现智慧交通的一项关键技术。
本文将从实现智慧交通角度出发，探讨3D虚拟仿真技术在智慧交通中的应用和发展前景。
二、智慧交通中3D虚拟仿真技术的应用智慧交通中，3D虚拟仿真技术可以应用于各个环节，如道路规划、交通流量观测、车辆行驶仿真等。
1、道路规划在智慧交通中，道路规划是非常重要的一个环节，3D虚拟仿真技术可以模拟城市道路的环境，包括路面高度、坡度、弯曲度等，以及周边建筑、绿化带等，该技术可以帮助交通规划人员快速、准确地规划出市区的道路设计，保证交通路线的合理性。
2、交通流量观测智慧交通需要对交通流量进行实时观测，以便优化信号灯控制、安排路况、节约交通资源。
3D虚拟仿真技术可以通过模拟车辆的行驶状态、转向情况等信息，判断交通流量，同时也能够描绘出城市交通拥堵的情况，这能够帮助交通部门制订出最优化的交通控制策略，缓解拥堵。
3、车辆行驶仿真3D虚拟仿真技术还可以进行车辆行驶仿真。
如同飞行模拟器，车辆行驶仿真可以模拟出各种道路及不同天气状况下车辆的行驶情况，同时也可以进行交通事故展示，帮助司机了解驾驶技巧、预防安全事故等。
三、3D虚拟仿真技术在智慧交通领域发展的趋势1、真实感的提升当前的3D虚拟仿真技术已经足够成熟，但仍有提升空间。
未来，通过引入更高分辨率、更真实的模拟方式、以及更精准的仿真算法等，3D虚拟仿真技术的真实感将会更加强烈。
2、数据挖掘的加强随着数据科学的快速发展，3D虚拟仿真技术的数据挖掘将会成为发展主要方向。
3D虚拟仿真技术可以模拟各种交通道路、车辆行驶完整的数据集合，同时可以帮助交通部门收集、整合更多的数据，这对于智慧交通的信息化建设是至关重要的。
3、人机交互的深化未来，3D虚拟仿真技术的开发重点将会从单纯的3D体验方向发展到人机交互。
基于动力学的公路避险车道事故三维动态仿真
基于动力学的公路避险车道事故三维动态仿真张诗波;黄海波;李平飞【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2013(000)020【摘要】In order to solve the lacking situation of reliability evaluating and accident reconstruction method of truck escape ramps at long and steep downgrade sections of highway, a three-dimensional kinetics simulation method of truck escape ramp is put forward based on accident reconstruction software PC-Crash. The method uses classical Bekker theory to model the characteristics of arrester bed. Specific operating steps to reconstruct the escaping process are provided detailed, the calibration and other key issues are also discussed. Besides, a set of test results about the length of escape ramp under different parameter combination is received based on the new method. An application case is introduced. The new method is mainly used for testing the slop, length, and arrester bed in intuitional and quantitative way, it can also be used for 3D-reconstructing accidents happened in the escape ramp.%针对目前公路长大下坡路段避险车道可靠性评价方法及其事故再现方法缺失的问题，利用交通事故再现软件PC-Crash，以经典的贝克理论作为模拟制动床集料特性的理论模型，提出了一种具有动力学响应输出的避险车道事故三维仿真方法；给出了利用PC-Crash再现制动失效车辆利用避险车道避险过程的具体流程，讨论了其中的关键问题和参数标定方法；给出了不同参数组合下避险车道制动床所需长度的试验结果，介绍了一个工程应用案例。
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收稿日期:2002-08-15 第20卷 第10期计 算 机 仿 真2003年10月 文章编号:1006-9348(2003)10-0099-03道路交通事故的三维仿真方法研究张伟,李一兵,胡远志(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084)摘要:在道路交通事故的再现分析当中,三维仿真属于最终的环节。
利用碰撞模型和模拟模型分析计算出肇事车辆、人、畜在事故过程中各个时刻的运动形态,使用三维动画的形式再现事故的整个过程是三维再现方法研究的主要内容。
该文根据C M 碰撞模型和基于龙革库塔法的模拟模型的计算结果,使用OpenG L 图形接口,实现了交通事故的三维仿真,并且利用Vi 2sual C ++6.0开发工具开发了实用软件3D Player 。
关键词:交通事故;三维仿真;虚拟现实中图分类号:U491.3 文献标识码:A1 前言近年来,我国道路交通事故的数量和死亡人数呈逐年上升的趋势,已经成为世界上道路交通事故死亡人数最多的国家。
如此众多的事故,使得交通警察处理交通事故成为一项繁琐的事情。
清华大学汽车研究所和云南省交通厅合作开发的《交通事故再现分析系统》(以下简称《系统》)在协助事故鉴定方面做了许多有益的尝试,“交通事故的三维再现”是该系统的最终环节,它的任务是将系统的模拟计算结果用三维动画的形式将事故的整个过程进行仿真再现。
C M 模型是基于对事故形态进行分类的二维碰撞模型。
基于C M 碰撞模型和龙革库塔法的模拟模型的分析、计算出来的数据为二维的。
3D Player 使用三维仿真技术,将二维的数据用三维形式直观、逼真地显示出来,为交通事故的重现提供了很强的说服力。
2 三维仿真实现方法研究2.1 整体设计为了简化《系统》的结构,“三维再现”部分作为独立的应用程序实现,与《系统》的数据传输通过文件接口实现。
根据产品化要求,本应用程序不仅要求能够用三维动画演示,而且必须提供必要的演示控制功能,和较完备的场景设置和事故对象设置的功能,此外,还要求提供和《系统》的数据传输接口以及文件管理接口。
总体上,本应用程序可分为核心控制、显示列表获取、场景设置、事故对象控制、演示控制和文件管理六个模块(见图1)。
本程序用Micros oft Visual C ++6.0和OpenG L 编程。
OpenG L 是SGI 公司开发的可以独立于窗口操作系统和硬件环境的图形开发环境,由几百个指令或函数组成。
其特点是可以完全不去理解系统的结构和指令系统,只要按照特定的格式书写应用程序就可以在任何支持OpenG L 语言的硬件平图1 整体设计图台上运行。
因此,和Micros oft 提出的Direct3D 技术相比,OpenG L 具有更好的软硬件兼容性。
另一方面,Visual C ++提供了对OpenG L 的良好支持,其内部封装了OpenG L 函数,给编程实现带来了方便。
2.2 可编程控制的显示列表的获得由于OpenG L 只提供了简单的绘图函数,不适于绘制复杂的三维模型,另一方面,发生事故的车辆、人、畜以及其他静止物体的三维形态多种多样,因此,三维再现的难点之一就是如何获得这些物体的可以编程控制的三维模型。
开发时,由实际事故现场抽象出典型的物体类型,利用通用的三维建模软件3DS Max 制作物体的三维模型,通过一系列的转换操作将此模型转换成OpenG L 的显示列表形式,用OpenG L 进行控制。
参见图2。
首先在根据典型物体的外形,利用3DS Max 绘制视觉效果好的三维模型。
使用模型转换工具3D Exploration ,提取三维模型中顶点的三维坐标和材质信息,转换成C 语言的原文件。
通过自己编制的写文件程序将此文件转换成二进制文件,此文件中存储了演示模型的顶点坐标给材质信息。
主控程序在需要显示特定三维物体的时候利用文件接口读取相应的二进制文件,生成OpenG L 可以控制的显示列表。
三维模型文件接口包括读文件接口函数和生成显示列表函数。
参见图3。
在生成显示列表的接口函数中,使用软件操作者指定的材质代替模型本来的材质,可实现物体材质—99—图2 可编程控制的显示列表的获得过程的交互控制。
图3 三维模型文件接口对于场景中几何形状比较简单或者无须详细表达的物体,如道路、分道线、隔离带等,直接使用OpenG L 的绘图函数进行绘制。
开发出来的实用软件提供了预先制作好的的典型车辆(包括轿车、面包车、公共汽车、大货车、小货车、吉普车、拖拉机、三轮车、两轮摩托车、自行车)、人体(包括男人、女人、小孩)、牲畜模型,以及路牌、红绿灯、房屋模型的二进制文件,并且留有进一步扩充的空间。
2.3 动画及动画控制的实现2.3.1 三维动画原理按照不同的动画生成技术可以将计算机动画分为:关键帧动画、变形动画、关节动画、人体动画以及基于物理的动画。
出于对程序功能的考虑,使用关键帧动画已经足够满足程序要求,并且使用关键帧动画便于动画控制的实现,因此本程序使用的是关键帧动画技术。
OpenG L 支持双缓存(D ouble -Bu ffer )技术,该技术提供了一种生成平滑动画的机制。
程序把帧存看成是两个视频缓存,在任意时刻,只有其中一个被显示出来。
当前可见的是前台视频缓存,不可见的正在画的称为后台视频缓存。
当后台视频缓存的内容被要求显示时,OpenG L 就会将它拷贝至前台视频缓存。
显示硬件则不断地读前台视频缓存中的内容,并把结果显示在屏幕上。
参见图3。
动画的驱动要素是时间,程序使用了“多媒体时钟发生器”代替Visual C ++自带的时钟发生器,克服了后者定时不够准确的弊病,后者只能准确到50ms 左右,前者可准确到1ms 。
时钟发生器每间隔一段时间发出时钟消息,驱动程序显示新的帧,动画就这样实现了。
三维显示的实质是将显存中虚拟的三维坐标点通过变换,计算出它在屏幕上的平面坐标,然后显示在屏幕上。
这些变换在数学上用矩阵来表达,主要有投影变换和几何变换两种。
投影变换有平行投影和透视投影两种。
由于透视投影符合人眼的视觉特点,程序中使用了透视投影变换。
平行投影变换的变换矩阵:2right -left00-right +left right -left 02top -bottom-top +bottom top -bottom 0-2far -nearfar +near far -near 000-1(1) 透视投影变换的变换矩阵:2near right -left0-right +left right -left002near top -bottomtop +bottom top -bottom 00far +near far -near-2far 3near far -near 00-1(2) 几何变换主要有平移变换、旋转变换、缩放变换。
平移变换的变换矩阵:1 0 0 x 0 1 0 y 0 0 1 z 0 0 0 1(3) 旋转变换的变换矩阵,若绕z 轴旋转5度:cos (5)-sin (5)00sin (5)cos (5)00001001(4) 缩放变换的变换矩阵:x 0 0 00 y 0 00 0 z 00 0 0 1(5) 如果对于一个特定的空间三维点,投影变换的矩阵为T ,几何变化的矩阵为M ,则它的平面坐标为(假设作用于此点的几何变换有(n +1)次):T 3∏ni =0M i(6)2.3.2 演示控制功能的实现演示控制功能包括设置视点、设置相机、演示进度控制和演示速度控制等功能。
视点是虚拟三维场景中坐标系的原点。
设置视点功能依靠将整个场景做平移变换来实现。
相机相当于观察者的眼睛,相机的要素包括相机到视点的距离;视点到相机的连线在xy 平面的投影与x 轴正向的夹角;视点到相机的连线与z 轴正向的夹角。
设置相机依靠将整个场景做平移变换、旋转变换来实现。
在程序中,设置视点和设置相机的代码是在绘制场景的代码之前执行的,因此就相当于对整个场景执行了变换操—001—作。
假设相机要素为(r ,5,β),视点的平移量为(x ,y ,z ),场景坐标系的转换过程参见图4。
图4 相机、视点设置过程演示进度控制和演示速度控制借助于多媒体时钟发生器实现。
通过修改当前的演示时刻来控制演示进度,通过修改多媒体时钟发生器的时钟间隔来控制演示速度。
2.3.3 事故对象的控制在事故的三维再现中,事故对象(参与事故的对象)相对于整个场景有相对运动;由3DS Max 转化而来的事故对象的外形尺寸是固定的,需要和实际事故中事故对象的外形尺寸进行匹配;车辆的车轮与车身有相对转动。
1)事故对象的运动的实现图5 主程序文件接口示意图交通事故经过《系统》的分析计算之后,得到事故对象在各个时刻的位置、角度、速度、加速度数据。
本程序通过文件接口获得事故对象的各时刻位置、角度数据(参见图5)。
在绘制特定帧的事故对象时,对此对象进行平移转换和旋转变换,使它的位置和角度和此帧代表的时刻的事故对象的位置和角度一致。
2)事故对象外形的匹配三维模型的二进制文件中不仅包含了三维模型的顶点坐标和材质,而且包含了模型的外形尺寸信息。
在绘制事故对象之前,根据实际的事故对象的外形尺寸信息,对对象进行缩放变换,使之显示的尺寸和实际尺寸相同。
3)车轮的运动由于车轮相对于车辆有相对转动,所有车轮必须生成单独的显示列表。
在车辆模型的二进制文件中,车身和车轮的信息分开保存,这样,在生成车辆的显示列表时,车身和车轮分别生成各自的显示列表。
根据前后时刻车身的位置、角度变换,计算各车轮在此时间间隔内的旋转角度的大小以及前轮的方向角。
然后对车轮进行平移变换和旋转变换,使车轮旋转正确的角度。
此外,车轮模型同样有同实际尺寸的匹配问题,这与2)中相同。
2.3.4 事故现场的场景的编辑考虑到事故现场的复杂性、使用对话框形式对设置事故现场显得很不方便,本程序开发了内置的场景编辑器,提供对事故现场进行二维交互式编辑的窗口。
在此窗口中,用户可以为场景添加直道、弯道、交叉路口、中心隔离带、树木、房屋、路标、红绿灯、人行横道等常见场景元素,并且可对其作进一步的编辑(移动,旋转、设置尺寸)。
修改好的场景设置通过文件接口传给三维演示部分。
图6 二维场景图3 演示实例使用3D Player 对1999年8月31日发生在云南省昆明市石安公路的一起交通事故进行动画演示。
事故中,一辆小汽车和一辆面包车发生碰撞。
使用《系统》对该事图7 对应的三维场景故进行分析计算后,得到满意的事故数据。
启动本程序,进行三维仿真。
首先根据事故现场图,利用场景编辑器对事故场景进行编辑,得到和实际场景相近的二维场景,参见图6,图中图8 改变相机后接触时刻场景的红绿灯被放大5倍显示。
生成的对应的三维场景参见图7,图中两辆车处于接触。