4. Rekonstruktionsmethoden Flashcards
Überschlaganalyse
● Simulation von Kipppunkt und
Überschlagsverhalten von Fahrzeugen
basierend auf
● Fahrzeugeigenschaften
● Federung, Dämpfung, Steifigkeit des Aufbaus,
Reibbeiwert der Reifen, Beladung
● Beschleunigungskraft ( +/-)
● Lage des Schwerpunkts (mit Wanderung z. B. bei
Ladung)
Äußere Einflussgrößen im Kinetik Modell
● Fahrer(modell)
● Beschaffenheit der Straße
* ● Längs- / Querneigung
* ● Kurvigkeit
* ● Griffigkeit (nass / trocken, Öl etc.)
* ● Ebenheit
● Windbelastung
● Energieeinleitung und Verformung bei Objektkontakt
Woraus setzt die Anhaltezeit zusammen?
Anhaltezeit = Reaktionszeit (Umsetzzeit) + Ansprechzeit (Schwellzeit) + Bremszeit
Realtions- und Ansprechzeit sind Vorbremszeit
Wie ist die Reaktionszeit definiert und wovon wird sie beeinflusst?
Zeit von der Konflikterkennung bis zum Beginn der
Abwehrhandlung (Anbahnen des Konflikts erkennbar)
Intervention basierend auf kognitivem Vermögen
Sehen, Wahrnehmen, Erkennen, Handlungskonzept, Motorik
Sehen = Optischer Vorgang, Reizaufnahme
Wahrnehmen = Interpretation von Reizen, Sinnzuweisung
Erkennen = Zuordnung in den Zusammenhang
* Einflussgrößen:
* Sicht
* Aufmerksamkeit
* Erfahrung
* Erwartung
* persönlicher Zustand
* Motorik
Wofür steht EDR und CDR?
Event Data Recorder und Crash Data Retrieval
Wie ist der Präzisionsanspruch der bildgebenden Methoden?
Muss nicht millimeter genau sein. Wahl der Bremsverzögerung hat zum Beispiel einen deutlich größeren Einfluss
Wie ist das Prinzip der Drohnen-Befliegung?
3D-Auswertung durch Punktwolke
* Mehrbildorientierung
* Bildüberschneidungen (min. 8 Passpunkte)
* Rückrechnung der Kameraposition Spurensicherung
* Vorwärtsrechnung jedes gewünschten Punktes im Raum
* Auswertung von Einzelbildern mit hoher Auflösung bei geringer
Flughöhe
Ablauf:
Generierung Maschennetz
Generierung Textur
Simulation im 3D-Modell
Wie funktioniert die Rückwärtsrechnung? Was wird ermittelt? (Wichtig)
Start
1. Endlagen
2. Auslauf (Spuren)
3. Kollision (Schäden) -> (Geschwindigkeit vor/nach Kollision)
4. Einlauf (Spuren) -> (Anfangsgeschwindigkeit)
5. Reaktion -> (Vermeidbarkeit)
Ende
Bewegungsablauf rückwärts berechnen
Ermittlung
* des Bremsbeginns
* der Ausgangsgeschwindigkeit
* des Reaktionsbeginns
* der Vermeidungsbedingungen
Wie funktioniert die Rollei-Metric?
Prinzip
3D-Auswertung durch errechnetes Gittermodell
* Mehrbildorientierung
* Bildüberschneidungen (min. 8 Passpunkte)
* Rückrechnung der Kameraposition Spurensicherung
* Vorwärtsrechnung jedes gewünschten Punktes im Raum
Welche Toleranz muss berücksichtigt werden?
Bremsverzögerung ist sehr relevant, da jeder unterschiedlich schnell reagiert und damit der Bremsweg sich ändert.
Rückschluss auf die genaue Geschwindigkeit variiert somit auch.
Welche Methoden der Berechnung zur Rekonstruktion gibt es? (!!!)
● Rückwärtsrechnung (kinematisches Modell)
Betrachtung der Bewegung
● Vorwärtsrechnung (kinetisches Modell)
Betrachtung der Bewegung unter dem Einfluss von Kräften
Welche Arten der Fotogrammetrie/bilgebenden Spurenauswertung gibt es?
Rollei-Metric
Drohnen-Beteiligung
Monobild-Verfahren
Laienfoto-Auswertung
Was sollte im Idealfall vom Event Data Recorder gespeichert werden?
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- Bremspedalstatus
- Fahrpedalposition
- Drosselklappenstellung
- Motordrehzahl
- Lenkwinkel
- Status des Sicherheitsgurtes
- Kollisionsbedingte Geschwindigkeitsänderung delta v
- Airbag Auslösestatus
- Sitzheleauna
Was sind Gründe für Energieverzehr bei Fahrzeugen?
● durch Verzögern auf der Fahrbahn
● durch Kollision
Was ist das Ergebnis und die Einsatzgebiete der Rollei-Metric?
Ergebnis
● Abbildung von Punkten und Linien in jeder beliebigen
Ebene
● Unfallskizze (maßstäbliche Vektorgrafik + Foto)
* Fahrbahnbegrenzung
* Fahrraummöblierung
* Spuren etc.
Einsatzgebiete
● Kriminalistik (insbes. 3D)
● Großräumige Unfallskizzen (BAB)
● Unfälle in stark unebenen Bereichen
Was gilt als tragfähigster Teil der Rekonstruktion?
die Fotogrammetrie
Vorwärtssimulation
● Fahrzustand eines Fahrzeuges unter Berücksichtigung aller Freiheitsgrade und der Fahrfläche
● Berechnung von Kräften aus bekannten Antriebsgrößen
● Lage des Fahrzeuges im Fahrraum
● In Bewegung zusätzlich mit dem Angriff der äußeren Kräfte (Bahnbewegung 3D, Wind…)
● Energieaustausch mit anderen Objekten (z. B. Anhängern, Ladung, Kollisionspartner…)
Vor und Nachteile des Drohnen-Einsatzes?
Nachteile
● Einschränkungen (noch) bei Regen, Schnee u. Sturm
Vorteile
● Bei Dunkelheit mobile terrestrische und mitfliegende Beleuchtung
● Hohe Detailtreue
● Geringe Kosten
Vorteile des Monobildverfahrens?
● Umfassende, nachvollziehbare Dokumentation durch Lichtbilder
● Referenzpunkte können auch später noch nachgemessen werden (Farbaufbringung)
● Auch wenn Referenzpunkte fehlen kann über Photogrammetrie noch ausgewertet werden
● Alle Spurendetails erkennbar und dokumentiert
Vor und Nachteile der Rollei-Metric?
Vorteile
● Hohe Präzision
● Universelle Verwendbarkeit
● Anschaulichkeit
● Unfallskizze (maßstäbliche Vektorgrafik + Fotos)
* Fahrbahnbegrenzung
* Fahrraummöblierung
* Spuren etc.
Nachteile
● Sondereinheit muss eingesetzt werden
● Hubschraubereinsatz aufwendig
● Tageslicht erforderlich
Straßenmodell der Vorwärtsrechnung
Vorwärtsrechnung
● Zusammenführung komplexer Modellansätze
(Bewegung + Energie)
● Computereinsatz sinnvoll
● Einbindung von Expertensystemen
● Nutzung von Datenbanken
Straßenmodell
● Äußere Kräfte
* Radkräfte (Radaufstands-, Radseiten-, Radumfangskräfte)
* Luftwiderstand
* Schwerkraft
* Anhängerkupplungskräfte
* Ladungskräfte (auch verschieblich)
Vermeidbarkeiten
●** Räumliche Vermeidbarkeit:**
Bedingung, bei der das Fahrzeug vor dem Konfliktpunkt zum Stillstand zu bringen gewesen wäre.
● Zeitliche Vermeidbarkeit:
Bedingung, bei der das Fahrzeug soviel später an dem Konfliktpunkt eingetroffen wäre, dass der Konfliktpartner diesen hätte verlassen können.
Wesentliche Einflussgrößen:
Geschwindigkeitswahl und Reaktion
Schreckzeit
● Möglicher Handlungsverzug zwischen Ablauf der Reaktionszeit und Abwehrhandlung
(Überraschungseffekt)
Trotz Gefahrerkennung kann etwa bei völlig unerwarteten Ereignissen eine temporäre Handlungsblockade eintreten.
Fällt die Wahrnehmung eines Konflikts mit dessen Eintreten zusammen, kann ebenfalls ein Handlungsverzug eintreten (Fatalitätseffekt).
Mögliche Fehler der Monobildauswertung?
● Film oder Kamera defekt
● Ausschnittwahl (Messpunkte fehlen)
● Messfehler bei der Vermessung der Punkte
● Starke Unebenheiten auf der Fahrbahn
● Zu geringe Kamerahöhe !!
● Schlechte Beschriftung der Referenzpunkte
Kollisionsgeschwindigkeit
● Geschwindigkeit, mit der ein Fahrzeug auf ein
Objekt auftrifft.
Auf der Kollisionsgeschwindigkeit aufbauend kann über die Einlaufbedingungen z. B. die Ausgangsgeschwindigkeit errechnet werden.
Die Kollisionsgeschwindigkeit dient z. B. auch zu Bestimmung der möglichen Höhe einer Personenbelastung (z. B. HWS-Distorsion)
Kollisionsgeschwindigkeit
● Resultiert aus der bei der Kollision verzehrten
Energie
Wesentliche Bestimmungsgrößen:
* Art und Umfang der Verformungen beider Kontaktpartner Kenndaten der Steifigkeit und Elastizität (k)
Kinetik Modell Vorwärtsrechnung
● Zusammenführung komplexer Modellansätze
(Bewegung + Energie)
● Computereinsatz sinnvoll
● Einbindung von Expertensystemen
● Nutzung von Datenbanken
Kollisionsbedingter Geschwindigkeitsabbau
Punktstoßmodell
* Annahme eines Stoßes in unendlich kleiner Zeit
* Ohne Berücksichtigung von Bewegung und Verformung der Fahrzeuge während des Stoßes
* Berechnung des Geschwindigkeitsabbaus in Abhängigkeit von Fahrzeugkenndaten
Kontrollgrößen im Vergleich zu Daten aus Realkollisionen und Konstruktionsdaten
* EES (= energy equalence speed) – Werte
* Eindringtiefen
* Auslauf der Fahrzeuge
Kollisionsanalyse und Kontrollgrößen
Grober Ablauf der Mono-Bildauswertung?
- Luftbild
- vereinfachte Auswertung
- Monobild-Verfahren
- Grob-Entzerrung
- Fein-Entzerrung
Insassanmodell
● Simulation von Bewegung und Belastung von
Fahrzeuginsassen basierend auf ermittelten
Berechnungsdaten
● Hybrid-III-Dummy
● Fahrzeuginnenparameter
● Sitzgeometrie
● Rückhaltesysteme
● Airbag
● Innenverkleidung
gängige Schwellzeiten
● Pkw 0,1 bis 0,3 sec
● Transporter 0,2 bis 0,4 sec
● Lastzug / Sattelzug 0,4 bis 1,0 sec
● Straßenbahn 0,5 bis 1,0 sec
● Eisenbahn je nach Zuglänge mehrere Sekunden
● Motorrad (Fußbremse) 0,1 bis 0,3 sec
● Motorrad (Handbremse) 0,2 bis 0,3 sec
Geschwindigkeits-Abschlag-Werte (Formschlussverlust)
Geschwindigkeit km/h (mph) Abnahme
des Reibungskoeffizienten [%]
64 (40) – 3
80 (50) – 7
97 (60) 100 – 9 10
113 (70) – 11
129 (80) – 14
145 (90) 150 – 18 20
Der Formschlussverlust bezeichnet den Verlust von Leistung/Geschwindigkeit, welche aufgrund von zu überwindenen Widerständen erreicht wird
Fußgängermodell
● Für Unfälle mit Fußgängern und Aufsaßen von Zweirädern
● Mehrkörpersystem
● Aufgebaut aus Einzelkörpern mit definierten Werten zu Masse, Volumen, Reibung, Steifigkeit und Beweglichkeit gegenüber anderen Körperpartien
Bremszeit und Bremsweg
● Während der Wirkung der Bremse verstrichene Zeit und dabei zurückgelegter Weg.
Ein Bremsweg endet mit dem Stillstand des Fahrzeuges (oder mit dem Lösen der Bremse)
Bei einer Kollision wird zwischen dem vorkollisionären und dem nachkollisionären Bremsweg mit den zugehörigen Zeiten unterschieden.
Fahrzeugmodell in der Vorwärtsrechnung
● Fahrzeugmodell
Lage und Bewegung eines Fahrzeuges
- Ortsveränderung je Zeiteinheit seines Schwerpunktes
- Ausrichtung und Drehung im Schwerpunkt
Definition und Einfluss der Umsetzzeit
● Teilzeit am Ende der Reaktionszeit (Umsetzen Fuß vom Gas auf Bremse – Vorsicht bei Tempomat!!!)
Einflussgröße:
* Aktivität
* Übung
* motorische Disposition
Bremsverzögerung beim PKW
Trockene Asphaltfahrbahn / Schwarzdecke 7,5 - 8,5 m/s²
Nasse Asphaltfahrbahn / Schwarzdecke 6,0 - 7,0 m/s²
Trockenes Pflaster (Verbundsteine) 7,0 m/s²
Nasses Pflaster (Verbundsteine) 5,5 m/s²
Trockenes Kopfsteinpflaster 6,0 m/s²
Nasses Kopfsteinpflaster 5,0 m/s²
Schneebedeckte Fahrbahn 2,0 - 3,0 m/s²
Eis (abhängig von der Eistemperatur) 0,5 - 2,0 m/s²
Bremsausgangsgeschwindigkeit
● Ausgangsgeschwindigkeit
Geschwindigkeit unmittelbar vor der ersten Bremswirkung (ab dem Beginn der Schwellzeit)
Wichtigste Größe bei der Vermeidbarkeitsdiskussion
Zu berechnen über den Geschwindigkeitsabbau
vor, in und nach der Kollision
Bildgebende Verfahren
● 3D-Darstellung mit
● Straßenverlauf
● Fahrbahnumgebung
● Beleuchtungsaspekten
● Schattenwurf
● Einblendung von Realfotografien
● Mitfahren einer virtuellen Kamera
● In der Fahrerposition
● Basierend auf einem kinetisch berechneten Ablauf
● Dynamische Sichtweitenanalyse
● Verständnishilfe
!!! Achtung !!! Mögliche Einflussnahme
Beschreibung des Kinematikmodells
● Bewegungsdarstellung des auf einen
Massenpunkt reduzierten Fahrzeugs
● Kopplung von Weg-Zeit-Verhältnissen mehrerer
Fahrzeuge
Berechnung EES
- Referenzwert zur Beschreibung der bei der Kollision in einem Fahrzeug verzehrten Energie.
- Faustformel: je 1 cm (flächengemittelter) Eindringtiefe entspricht 1 km/h EES-Wert
(gültig ab ca. 10 km/h, besser 20 km/h)
Bei gleichem Schadensbild gilt für die Deformationsenergie E(DefT) = E(DefU)
m(T) * ESS(T)^2 / 2 = m(U) * ESS(U)^2 / 2
=> m(T) / m(U) = ESS(U)^2 / ESS(T)^2
Ansprechzeit und Schwellzeit
Ansprechzeit
● Zeit vom Berühren des Bremspedals bis zum
vollen Anlegen der Bremsbeläge
darin integriert:
Schwellzeit
● Zeit des Druckanstiegs bis zum Vollbremsdruck
Anschwellen der Verzögerung von 0 bis max
Anhalteweg
● Weg, der während der Summe aus
● Reaktionsphase
● Schwellphase
● Bremsphase
zurückgelegt wird
Die präattentive Wahrnehmungsphase liegt vor dem
Beginn des Anhaltewegs, also auch vor der Reaktion!
Anforderungen an die Spurenaufnahme
● Spurenverläufe
● Art der Spuren
● Form der Spur
● Knicke
● Lage der Spur in Bezug auf die Fahrbahn
● 3D Auswertung nur sehr selten notwendig
● Geländevermessung kann auch später erfolgen
● Detaillierte und nachvollziehbare Dokumentation
der Spuren notwendig
● Genauigkeit ist relativ
● Nachvollziehbarkeit der Daten