(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210718498.X (22)申请日 2021.03.10 (62)分案原申请数据 202110258827.2 2021.0 3.10 (71)申请人 西华大学 地址 610039 四川省成 都市金牛区金周路 999号西华大 学 (72)发明人 陈子龙　 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于细胞单元法的交通事故中车辆变形碰 撞能量计算方法 (57)摘要 本发明属于交通事故信息技术领域， 具体涉 及基于细胞单元法的交通事故中车辆变形碰撞 能量计算方法。 将汽车模型划分为无数个连续的 细胞单元， 将每个细胞单元定义一个刚度系数， 基于发生变形的细胞单元的刚度系数、 变形量， 求出车辆碰撞变形部位吸收的能量， 该方法计算 精度较高， 不需要复杂的建模 过程， 计算时间快； 在前期采用真实事故车辆作为事故车辆模型， 测 量发生变形区域内的细胞单元数量及变形量， 基 于这些数据计算发生变形的细胞单元的刚度系 数， 赋予细胞单元刚度系数一定的真实性， 使得 计算的车辆碰撞变形部位吸收的能量更加接近 真实数据。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115017649 A 2022.09.06 CN 115017649 A 1.基于细胞单元法的交通事故中车辆变形碰撞能量计算方法， 其特征在于： 所述计算 方法使用的计算系统包括用户端(1)、 数据库(3)， 所述用户端(1)包括拍照模块(11)、 三维 建模模块(12)、 图像比对模块(13)和能量损失计算模块(14)， 所述拍照模块(11)用于事故 车辆拍照， 并将照片上传至三维建模模块(12)， 所述三维建模模块(12)根据车辆照片建立 车辆三维模型， 所述图像比对模块(13)将事故车辆三 维模型与该事故车辆型号相同的完好 车辆三维模型进行对比， 确定因碰撞发生变形 的区域及其变形量， 所述能量损失计算模块 (14)能够根据发生变形的区域及其变形量、 数据库(3)储存的刚度系数， 计算因碰撞变形导 致的能量损失； 所述数据库(3)与用户端(1)之间交 互数据； 所述的交通事故中车辆变形碰撞能量快速计算方法， 包括以下步骤： A1、 选择已知事故车辆， 根据 事故车辆碰撞 前速度v1、 碰撞后速度 v2， 计算碰撞过程中发 生变形的能量损失E0； A2、 建立事故车辆的三维模型， 并在三维空间中将事故车辆划分为n个连续的细胞单 元， 每个细胞单元的刚度系数分别记为C1、 C2、 C3……Cn‑1、 Cn； A3、 测量事故车辆变形区域内发生变形的细胞单元的数量a及每个变形细胞单元对应 的变形量b， 并在三维模型中标记； A4、 将能量损失E0作为训练样本， 将刚度系数Cn作为输出结果， 利用CNN卷积神经 网络算 法计算每 个变形细胞 单元的刚度系数Cn； A5、 选择同一类型的多个事故车辆， 重复步骤A 1‑A4， 多次训练， 求出事故车辆各个细胞 单元的刚度系数Cn； A6、 实际发生碰撞时， 根据车辆发生变形的细胞单元的数量a及其对应的刚度系数Cn， 计 算损失能量E0； 所述步骤A3中， 变形量b为细 胞单元发生变形的比例， 设置4个等级， 分别为25％、 50％、 75％、 100％； 所述步骤A1 –A6中， 所述细胞单元为正六面体型所述步骤A1 –A6中， 所述细胞单元形状 为长方体、 正方体、 六面体中的任意一种， 对车辆三维模型进行细胞单元的划分， 采用有限 元软件中的网格划分法， 在CATIA或SolidWorks软件中建立好三维模型后， 将模型导入 ansys或hypermesh软件中进行 自动划分； 对于同一组训练样本下的汽车来说， 多个三维模 型简化为一个模型。 2.根据权利要求1所述的基于细胞单元法的交通事故中车辆变形碰撞能量计算方法， 其特征在于： 所述步骤A5中， 根据车辆类型、 车辆实际车重、 车辆轴距、 车辆驱动形式、 车辆 动力源进行分类， 同一类型的车辆发生变形的能量损失E0作为同一组的训 练样本进行计 算； 其中车辆类型分为 轿车、 SUV、 MPV、 轻 型货车、 中型货车、 重型货车。 3.根据权利要求1所述的基于细胞单元法的交通事故中车辆变形碰撞能量计算方法， 其特征在于： 所述步骤A3中， 变形量b为细胞单元发生变形的比例， 计算方法为b＝(V0‑V)/ V0*100％， V0为细胞单元变形前的体积， V为细胞 单元变形后的体积。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115017649 A 2基于细胞单元法的交通事故中车辆变形碰撞能量计算方 法 [0001]本申请是申请号为： 202110258827.2， 申请日： 2021 ‑03‑10， 专利名称 “交通事故中 车辆变形碰撞能量快速计算系统及计算方法 ”的发明专利的分案申请。 技术领域 [0002]本发明属于交通事 故信息技术领域， 具体涉及基于细胞单元法的交通事故中车辆 变形碰撞能量计算方法。 背景技术 [0003]大部分交通事故为汽车碰撞事故， 碰撞事故具有以下特点： 车辆之间互相交换能 量， 碰撞部位容易出现损坏(塑性变形)， 碰撞车辆出现互相排斥现象(弹性变形)， 满足动量 守恒和能量守恒定律。 对于交通事故责任划分， 计算车辆碰撞前后车速是非常关键的因素， 碰撞前的车速可根据车辆变形吸收的能量、 碰撞后车辆的速度求出； 碰撞后的车速可根据 地面刹车痕迹、 车辆 碰撞后运动的轨 迹推算。 [0004]目前， 车辆 碰撞时变形吸 收的能量计算方法有两种。 [0005]一种方法是二维简化计算模型， 给定一个固定刚度， 测量事故中车辆碰撞时变形 部位的变形尺寸， 根据变形尺寸和车辆的固定刚度计算吸收能量， 该方法计算过程简单快 速， 但不同类型车辆的固定刚度差别很大， 且由于车辆实际结构复杂， 不同部位的刚度实际 上不相同， 即车辆是一个非线性的变刚度结构。 [0006]另一种方法是使用PC ‑CRASH软件仿真， 该软件将车辆各个部分的零件进行建模， 并给各个零件总成一个单独的刚度系 数， 碰撞时根据多刚体动力学方式进行仿真计算， 求 出车辆碰撞变形部位吸收的能量， 该方法计算精度较高， 但需要对车辆的各总成进行精确 建模， 建模过程较复杂， 计算时间和难度非常大， 前期需要相关专 业人员花费大量时间和精 力， 后期的计算过程也需要相关的专业知识才能进行， 且目前进行交通事故鉴定的现场工 作人员的知识储备一般无法满足计算要求。 发明内容 [0007]本发明的目的是提供基于细胞 单元法的交通事故中车辆变形碰撞能量计算方法。 [0008]为实现上述发明目的， 本发明所采用的技术方案是： 基于细胞单元法的交通事故 中车辆变形碰撞能量计算方法， 选择已知事故车辆， 根据车辆碰撞前速度、 碰撞后速度计算 碰撞过程中因变形损失的能量， 将已知事故车辆划分为数个连续的细胞单元， 测量变形细 胞单元的数量及其对应的变形量， 将损失能量作为训练样本， 利用CNN卷积神经网络算法计 算变形细胞单元的刚度系数； 选择同一类型的多个事故车辆， 多次训练， 直至计算出所有细 胞单元的刚度系数； 实际发生碰撞时， 根据变形细胞单元的数量及其对应的刚度系数， 计算 因变形导 致的能量损失。 [0009]优选的： 包括以下步骤， [0010]A1、 选择已知事故车辆， 根据事故车辆碰撞前速度v1、 碰撞后速度v2， 计算碰撞过程说　明　书 1/5 页 3 CN 115017649 A 3