专利名称：车辆碰撞速度的光谱检测方法
技术领域：
本发明涉及交通事故的物证鉴定方法，具体指一种用于检测车辆碰撞速度的方 法。
背景技术：
交通事故已经成为威胁人类安全的“世界第一公害”，对社会安定和经济发展影响 极大。我国自2000年以来，因交通事故死亡人数持续在高位徘徊，特别是2001 2004年 连续数年死亡人数都突破10万大关，尽管2006年死亡人数有所下降，但直接经济损失仍达 到14. 9亿元。因此，如何高效、公平地处理这些事故，一直是交通执法部门和司法鉴定部门 所面临的重要挑战。车辆前后向碰撞是道路交通事故的常见类型。该类事故中车辆行驶速度是事故处 理人员划分事故责任的重要依据，也是交通事故重构的重要研究内容。以往进行道路交通 事故的车辆行驶速度计算多是基于动量和动能守恒原理进行计算，其计算依据是车辆在路 面上的制动痕迹、车辆变形以及散落物抛掷等。但随着车辆安全技术性能的提高，越来越多 的车辆配置了防报死系统，其处于正常工作状态时，用常规方法很难发现其在路面上形成 的制动痕迹。根据车辆变形计算行使速度最大的困难在于确定车辆的刚度系数。不同品牌 车辆因设计和制造工艺水平差异，甚至就是同一类型车辆因使用年限的不同，其刚度系数 也有所差异。一些汽车厂商往往将车辆刚度系数作为保密内容。因此，以车辆变形来进行车 辆碰撞速度计算非常困难。随着车辆安随着电子技术水平的发展，国外一些汽车生产厂商 已经在车辆上安装行车记录仪器(Electric Data Recorder，EDR)，通过下载EDR数据来确 定车辆在事发前的行驶速度，但目前就国内的大量车辆仍未安装此设备。另外，一些单位在 车辆上安装全球定位系统(global positioningsystem, GPS)也可以检测出车辆的行驶速 度，然而目前所配置GPS普遍存在的问题是采样频率低，往往不能识别出事发瞬间的速度。需要指出的是，车况良好的车辆在行驶过程中，速度指针指向当前行驶速度，车辆 在与前方车辆或障碍物碰撞时，速度指针与速度表盘发生接触、摩擦，在速度表盘上留下痕 迹，只要检测出该痕迹，就可以确定车辆在碰撞瞬间的速度。然而，目前未见用该痕迹检测 车辆碰撞速度的文献报告，更未发现如何对该痕迹进行识别的文献报道。

发明内容
本发明目的之一在于提供一种基于光谱检测车辆碰撞速度的方法，克服因缺乏路 面痕迹、车辆刚度系数等信息而导致车辆碰撞速度无法进行鉴定的问题，它具有灵敏度高、 检测可靠和不损坏检材的优点。为了实现上述目的，本发明提供一种用光谱识别车辆碰撞速度的方法，本发明的 原理是车辆发生碰撞后，因速度指针和表盘发生接触、摩擦，在速度表盘上留下痕迹，根据 不同不同客体上物证的吸收和反射的光谱范围，选择不同波长光谱对速度表盘上的痕迹进 行扫描，消除环境干扰，使之与背景形成强烈反差，突出显现效果，就可以检测出车辆碰撞
3速度。其具体步骤如下(a)事故车辆预处理
进入现场后，保护车辆，防止发生二次碰撞，清除速度表盘表面覆盖的物质，暴露 出速度表盘，所有操作应避免与表盘再次发生擦刮而形成伪痕迹。(b)速度表盘的预扫描用白光对经过预处理的车辆速度表盘进行预扫描，勘察是否有灰层、表盘是否有 损坏。(c)速度表盘的光谱扫描遮蔽现场的强烈环境光；选择一个适当波长的激发光，将背景干扰光降到最低。如果存在背景光干扰，就应 该尝试遭到找到某个波长，它只激发潜在的痕迹而使背景光很弱或没有；波长选定后，增大光功率，拍照时应尽可能将光源靠近速度表盘表面；(d)速度表盘的识别光谱拍照选择适当的滤色镜，在光到达底片之前，将激发光和背景光滤去。如果潜在痕迹和 客体表面被相同波长的光激发，应在相机镜头前加上带通滤色镜，这样可将痕迹光和背景 光分开。(e)光谱照片的图像处理需要注意的是，不能安全依赖人对痕迹的肉眼识别，在紫外_可见-红外范围内人 眼的灵敏度比照相底片低得多。因此，对数码照片进行去色、增强处理，以识别出速度表盘 上的痕迹。


图1为涉及实施例1的事故现场图；图2为实施例1的事故现场照片；图3为实施例1的速度表盘的照片；图4为实施例1的未处理前的轿车速度表盘光谱照片；图5为实施例1的处理后的轿车速度表盘光谱照片；图6为涉及实施例2的事故现场图；图7为实施例2的事故现场照片；图8为实施例2的轿车速度表盘痕迹；图9为实施例2的越野车速度表盘痕迹；图10为实施例2的两车碰撞过程模拟序列图。
具体实施例方式下面结合两起典型交通事故案例对本发明加以说明。实施例1案情介绍2010年某月某日，一辆轿车追尾碰撞前方同向行驶的轻型运货车尾部，造成轿车、货车人员伤亡，货车侧翻且两车及路产受损的重大道路交通事故(如图1、2)。需要对本次 事故的轿车行驶速度进行鉴定，以确定是轿车否存在超速，本路段限速80km/h。
本次事故的询问笔录表明，轿车驾驶员事发前采取了制动规避措施，但事故现场 无车辆制动痕迹。第三方的车辆检测报告表明事发前车辆制动性能完好，ABS工作可靠，速 度表工作正常。用警眼ST55型手提式氙灯多波段光源及其配件按以下步骤对车辆行驶速度进行 鉴定(1)事故车辆预处理待成功救出、运走事故伤员并勘查完现场后，将事故车辆拖移到安全地带。清除速 度表盘表面覆盖的玻璃渣、血迹以及塑料散落物等物质，暴露出速度表盘，所有操作应避免 指针与表盘再次发生擦刮而形成人为痕迹。(2)速度表盘的预扫描用白光对经过预处理的车辆速度表盘进行预扫描，勘察是否有灰层、表盘面是否 有损坏(图3)。(3)速度表盘的光谱扫描用不透光的塑料膜从车体外遮蔽环境光；佩戴滤色眼镜以避免操作人员眼镜受到伤害。以紫外到红外顺序检验一遍，以提 高成功率。(4)速度表盘的光谱拍照本实施例所使用相机为Canon Gil。波长选定后，增大光功率，拍照时应尽可能将 光源靠近速度表盘表面，选用光谱与滤色镜的组合如下400-445nm先不用滤镜再用黄色滤镜；445-515nm先不用滤镜再用橙色滤镜；515_580nm先不用滤镜再用红色滤镜；580-670nm先不用滤镜再用IR715滤色镜；红外光先不用滤镜再用IR715滤色镜，然后再用IR780/830滤色镜；(5)光谱照片的图像处理将步骤(4)所获得的照片下载到计算机，通过PHOTOSHOP软件对数码照片进行处 理。具体处理步骤如下去色；亮度降40;对比度85;将图片格式由RGB更改为CMYK格式。图4、5是将445-515nm通过橙色滤镜获取的数码照片未处理和处理后的结果。从 照片可以看出，速度表盘在90 100km/h之间有一条状痕迹，该痕迹的延长线应通过指针 中心，由此可以确定轿车追尾碰撞货车时的速度应在90 100km/h之间，如果再考虑到其 事发前已经采取制动措施，则可以对本次事故作出以下鉴定结论，即轿车事发前的行驶速 度应高于90km/h。交通执法部门在执法过程中已采信了此鉴定结论。实施例2
案情介绍2010年某月某日，天气晴，一辆轿车在弯道处超车时驶入对向车道，与对向行驶的一辆越野车发生碰撞，造成轿车驾驶员和前排乘员死亡，越野车驾驶员轻伤的重大交通事 故(如图6、7)，事故路段限速60km/h。本次事故的询问笔录表明，越野车、轿车驾驶员事发前采取了制动规避措施，但事 故现场无车辆制动痕迹。第三方的车辆检测报告表明事发前事故车辆的制动性能完好，ABS 工作可靠，速度表工作正常。事故时越野车质量为2555kg，轿车质量为1355kg。用警眼ST55型手提式氙灯多波段光源及其配件按以下步骤对车辆行驶速度进行 鉴定(1)事故车辆预处理待成功救出、运走事故伤员并勘查完现场后，将事故车辆拖移到安全地带。清除速 度表盘表面覆盖的玻璃渣、血迹以及塑料散落物等物质，暴露出速度表盘，所有操作应避免 指针与表盘再次发生擦刮而形成人为痕迹。(2)速度表盘的预扫描用白光对经过预处理的车辆速度表盘进行预扫描，勘察是否有灰层、表盘面是否 有损坏。(3)速度表盘的光谱扫描用不透光的塑料膜从车体外遮蔽环境光；佩戴滤色眼镜以避免操作人员眼镜受到伤害。以紫外到红外顺序检验一遍，以提 高成功率。(4)速度表盘的光谱拍照本实施例所使用相机为Canon Gil。波长选定后，增大光功率，拍照时应尽可能将 光源靠近速度表盘表面，选用光谱与滤色镜的组合如下400-445nm先不用滤镜再用黄色滤镜；445-515nm先不用滤镜再用橙色滤镜；515_580nm先不用滤镜再用红色滤镜；580-670nm先不用滤镜再用IR715滤色镜；红外光先不用滤镜再用IR715滤色镜，然后再用IR780/830滤色镜；(5)光谱照片的图像处理将步骤(4)所获得的照片下载到计算机，通过PHOTOSHOP软件对数码照片进行处 理。具体处理步骤如下去色；亮度降40;对比度85 ；将图片格式由RGB更改为CMYK格式。图8、9是将445-515nm通过橙色滤镜获取的数码照片处理后的结果。从图8可以 看出，轿车速度表盘在65km/h处有一点状痕迹，该痕迹应为碰撞瞬间速度指针针尖打击形 成，由此可以推断轿车追尾碰撞货车时的速度应约为65km/h ；从图9可以发现，在越野车速 度表盘20 25km/h之间有一条状痕迹，考虑为碰撞瞬间速度指针打击形成。
(6)碰撞速度的验证
用交通事故分析专用软件PC-CRASH8. 0对肇事过程进行再现，结合车、路和环境 的相关证据对事故过程进行计算机模拟仿真分析，再现事故过程。根据现场数据和事故汽 车相关数据建立车辆模型和路面模型，反复进行优化模拟，结果表明轿车以65km/h速度、 越野车以25km/h速度发生碰撞，其接触位置、行驶轨迹、车辆最终停驶位置及朝向与事故 现场的吻合程度最高(图10)。
权利要求
一种用于检测车辆碰撞速度的方法，其特征在于根据速度指针在速度表盘上形成的痕迹对车辆碰撞速度进行检测。
2.根据权利要求1所述的用于检测车俩碰撞速度的方法，其特征在于根据速度表盘 的物质特性对某一波段光谱的吸收和辐射特性来选择适当波长的激发光，使之与背景形成反差。
3.根据权利要求2所述的检测车俩碰撞速度的方法，其特征在于以紫外到红外扫描 顺序检验事故车辆速度表盘。
4.根据权利要求3所述的检测车俩碰撞速度的方法，其特征在于通过某一波长与滤 色镜组合的方式来检测速度表盘痕迹。
5.根据权利要求4所述的检测车俩碰撞速度的方法，其特征在于将固定速度表盘的 图片数据进行去色处理，进行亮度、对比度调整，并以突出痕迹显示效果进行输出。
全文摘要
本发明公开了一种通过光谱来检测车辆碰撞速度的方法，本发明的原理是车辆在前后向发生碰撞后，因惯性作用速度指针与表盘将发生接触、摩擦，其在速度表盘上留下痕迹。根据不同客体上物证的吸收和反射的光谱范围，选择不同波长光谱对速度表盘上的痕迹进行扫描，消除环境干扰，使之与背景形成强烈反差，突出显现效果，就可以检测出车辆碰撞速度。本方法具有灵敏度高、检测可靠和不损害检材的优点。
文档编号G01P3/36GK101865930SQ20101014854
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者刘盛雄, 尹志勇, 杨光瑜, 王正国, 赵辉, 陶代琴 申请人:中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所