Veröffentlichungen

Hädrich, C.; Hugemann, W.
Schräglagen von Motorrädern bei der Kurvendurchfahrt
On the lean angle of motorcycles driving through a curve
22th EVU Conference, Florence, Italy (2013)

 Die Schräglage von Motorrädern bei der Kurvenfahrt wurde mittels GPS-Loggern ermittelt. Alle Probanden absolvierten eine rund 20 km lange, standardisierte Teststrecke. Mithilfe mathematischer Modelle war es möglich, die aufgezeichneten GPS-Rohdaten – Geschwindigkeit, geografische Koordinaten und Uhrzeit – mit individuellen Motorradparametern, unter anderem dem Reifenquerschnittsradius, in eine Schräglage umzurechnen.

Die Radien der 39 ausgewerteten Kurven der Teststrecke wurden im Vorfeld der Messungen in Luftbildern ausgewertet. Die Schräglage konnte anschließend im Scheitelpunkt der aus den GPS-Daten resultierenden Bahnkurve errechnet und in Abhängigkeit des Bahnradius gruppiert werden – in einem ersten Schritt ohne weitere Kriterien und in einem zweiten Schritt unter Berücksichtigung verschiedener Fahrer- und Motorradkriterien. Als typische Fahrereinflüsse sind die persönliche Risikobereitschaft und die Fahrerfahrung zu nennen.

Die Ergebnisse der Testreihe zeigen, dass die im Jahre 1981 veröffentlichten Schräglagenwerte für Motorräder während der Kurvenfahrt nicht den Leistungsstand aktueller Motorradtechnik widerspiegeln. Darüber hinaus empfiehlt es sich, die Schräglage in Abhängigkeit des Bahnradius zu kategorisieren.
English

The lean angles of motorcycles driving through a sequence of curves were measured by means of a GPS logger. All participants had to ride on a standardised pre-set route, about 20 km long. From the logged GPS data – speed, geographic coordinates and time – the motorcycle lean angles were calculated by means of a mathematical model that accounted for individual motorcycle parameters, especially the tyre width.

The test route had 39 curves whose radii were evaluated by means of aerial photographs. The lean angles at the curves’ vertices were derived from the GPS data and grouped into radii categories – first without any additional criteria and in a second step depending on the characteristics of the rider and the motorcycle. Typical rider characteristics are the personal risk-taking behaviour and the riding experience.

The results show that the standard values published in 1981 do not reflect the achievements of modern motorcycle technology. Furthermore, a categorisation by the driving radius is highly re­commendable.

Hugemann, W.
Correcting Lens Distortions in Digital Photographs
10th International ITAI Conference, Leeds, UK (2011) pp. 217 – 230

Hugemann, W.
Kreuzungsunfälle – wie viel Zeit bleibt dem räumenden Verkehr?
Accidents at crossings – how much time is left for the leaving traffic?
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 49 (2011), pp. 97 – 99 (#3)

Hugemann, W.
Correcting Lens Distortion in Digital Photographs
17th EVU Conference, Prague, Czech Republik (2010)

Hugemann, W.; Hittinger, C.:
Digitalfotos – Datenhaltung, Datensicherung und Weitergabe an Dritte.
Digital Phographs – Storing, Backing-up and Handing them to Third Party
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 49 (2009) pp. 269 – 276 (#9).

Wallenfang, O.; Hugemann, W.
Neue Messungen zur Maximalbeschleunigung von Pkw
New Measurements of Passenger Car Maximum Accelerations
16th EVU Conference, Krakow, Poland (2007)

Hugemann, W. (ed.)
Unfallrekonstruktion
Accident Reconstruction
autorenteam Publishers, Muenster, Germany, 2007

Hugemann, W., Hittinger, C.
Kooperative Recherche via Colliseum
15th EVU Conference, Dresden, Germany (2006)

Hittinger, C.,Hugemann, W.
Kooperative Recherche für Unfallanalytiker mit Colliseum.
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 44 (2006), pp. 82 – 84 (#3)

Hugemann, W.
Digital Photo and Video Editing in Accident Reconstruction
7th ITAI International Conference, Dunblan, UK (2005)

Hugemann, W.
Digital Photo and Video Editing in Accident Reconstruction
13th EVU Conference, Budapest, Hungary (2004)

Hugemann, W.
Longitudinal and Lateral Accelerations in Normal Day Driving
6th ITAI International Conference, Stratford-upon-Avon, UK (2003)


English
In most accidents, the driving behaviour prior to reaction is governed by personal habits and not by the urge to protect oneself. In our investigation we instrumented the personal cars of 11 test persons with a bi-axial accelerometer and a speed sensor. During a one hour test drive on normal roads the longitudinal and lateral accelerations were recorded and evaluated statistically.

Nickel, M.; Hugemann, W.
Längs- und Querbeschleunigungen im Alltagverkehr
Longitudinal and Lateral Accelerations in Normal Day Driving
12th EVU Conference, Zurich, Switzerland, (2003) (Deutsch)

Bei den meisten Verkehrsunfällen wird das Fahrverhalten vor der Reaktion von persönlichen Gewohnheiten bestimmt und nicht vom Zwang zur Abwehrhandlung. In unserer Untersuchung versahen wir die persönlichen Fahrzeuge von elf Versuchspersonen jeweils mit biaxialem Beschleunigungsaufnehmer und Geschwindigkeitssensor. Während einstündiger Versuchsfahrt auf normalen Straßen wurden die Längs- und Querbeschleunigungen aufgezeichnet und statistisch ausgewertet.

Hugemann, W.
Driver Reaction Times in Road Traffic
Impact, UK, 2002

Hugemann, W.
Driver Reaction Times in Road Traffic
11th EVU Conference, Portoroz, Slovenia (2002) (English | German)


The assumed driver reaction time has an enormous impact on the avoidance of an accident. Nevertheless, it is more or less considered as a constant by German jurisdiction, at least since the «Deutscher Verkehrsgerichtstag» (German Council on Jurisdiction in Traffic) has given its recommendations in the early eighties. Our experiments – as well as others – yet reveal a considerable variation of the reaction time, even for one and the same person, under strictly controlled test conditions.

We conclude that reaction times may only be described by statistical means, the upper and lower acceptable limit being defined by percentiles (see the text below for an explanation of all special terms). Unfortunately, the limits proposed by the DVG are not based on the percentiles found in the raw data of the underlying experiment. Instead, the distribution of the reaction times had been approximated by an analytical distribution function, and the percentiles were then derived from that approximated function. By this procedure, longer reaction times were excluded and did not contribute to the recommendations.

The underlying raw data has been re-interpreted by us, revealing that the ancient evaluation procedure had mathematical deficits that provoked misinterpretation. It turns out that the distribution found in the experiment has the typical pattern revealed by any reaction experiment. Using adequate techniques, the distribution may be approximated by a single distribution function, avoiding the former difficulties. We conclude that the original experiment has to be interpreted in a different way: Even in most simple situations, reaction times of 1.5 s have to be accepted as quite normal.

In order to understand the mathematical problems leading to the former misinterpretation of the data, we first have to introduce some statistical methods not common to the reconstructionist. This is a necessary torment, otherwise the reader would not be able to follow the argumentation. If we call into our mind what impact this experiment and its interpretation has had on German jurisdiction, it is worth this brainwork. And as German usage of reaction times seems to have influenced most of continental Europe, we think it is justified to consider this aspect at an European conference.

Hugemann, W.; Lange, H.
New Results on the Breaking Performance of Motorcyclists
Impact, UK, 2000

Hugemann, W.
The time-precise evaluation of tachograph charts
4th ITAI International Conference, Telford, UK (1999)(Deutsch | English)

If an HGV is involved in an accident, its motion can be deduced from the tachograph recording. This evaluation is performed by the use of mechanical devices. This paper analyses the errors produced by the evaluation process. Theoretical deductions are followed by actual measurements. The circumstances under which the results of the evaluation may be trusted are thus determined.
English
Wird ein Lkw in einen Verkehrsunfall verwickelt, so kann seine Bewegung aus der Diagrammscheibenaufzeichnung abgeleitet werden. Die Auswertung wird derzeit mittels mechanischer Geräte vorgenommen. Der Aufsatz analysiert die Fehler, die bei dieser Auswertung entstehen. Den theoretischen Ausführungen folgen tatsächliche Messungen. Auf diese Weise werden die Umstände herausgearbeitet, unter denen dem Ergebnis der Auswertung zu trauen ist.

Zöller, H.; Hugemann, W.:
Zur Problematik der Bremsreaktionszeit im Straßenverkehr
On the Relevance of Driver Reaction Times in Road Traffic
37th BDP-Kongreß für Verkehrspsychologie, Braunschweig, Germany (1998) (PDF)

Die empirischen Grundlagen, auf denen die Empfehlungen des 20. Deutschen Verkehrsgerichtstags (1982) zur Dauer von Bremsreaktionszeiten im Straßenverkehr beruhen (BURCKHARDT, 1985), werden kritisch beleuchtet. Die Autoren stellen fest, daß eine Blickbewegung als notwendige Komponente der Bremsreaktion nur in bestimmten Fällen, bei denen die periphere Sehschärfe zur Objektidentifikation nicht ausreicht, gefordert werden muß, während sie bei einfachen Detektionsaufgaben sowie bei Identifikationsaufgaben mit ausreichender Objekt-/Detailgröße nicht erforderlich ist. Außerdem sind BURCKHARDTs Schätzungen zur Dauer einer solchen Blickbewegung unrealistisch hoch und beruhen zudem höchstwahrscheinlich auf einem methodischen Artefakt, der mit bestimmten Annahmen bezüglich der Reaktionszeitverteilung zusammenhängt. Ferner kritisieren die Autoren die ausschließliche Verwendung des Paradigmas der einfachen Reaktionsaufgabe zur Schätzung realistischer Bremsreaktionszeiten, da die einfache Reaktion nicht typisch für den Straßenverkehr ist und die dort vorkommenden Reaktionsdauern unterschätzt. Die Bedeutung von aufmerksamkeitssteuernden Prozessen für die Reaktionszeit wird betont. Die Autoren schlagen eine Revision der Untersuchungen zur Gewinnung einer repräsentativen Bremsreaktionszeitverteilung mit geeigneteren Methoden vor.

Hugemann, W.
On the Evaluation of Tachograph Disc Recordings
Annual Spring Meeting of the GTÜ, Munich 1998

Hugemann, W.; Zöller, H.
Notbremsreaktionen beim Dämmerungssehen und niedrigen Objektkontrasten.
(Break Reactions under Mesopic Viewing Conditions for Weak Contrasts)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 35 (1996), pp. 243 – 246 + 307 – 312.

Unter Beleuchtungsbedingungen vergleichbar denen bei nächtlichen innerörtlichen Fußgängerunfällen (mesopisches Sehen) wurde bei 48 Versuchspersonen die Bremsreaktionszeit auf das plötzliche Auftauchen einer Fußgängersimulation gemessen. Im Experiment wurde der Kontrast des Zielobjekts sowie dessen Darbietungsposition im Gesichtsfeld variiert. Die Ergebnisse belegen einen exponentiellen Anstieg der einfachen Reaktionszeit mit abnehmendem Objektkontrast. Bei peripherem Sehen (Darbietungsposition um 5° nach links versetzt) reagieren die Versuchspersonen um 17 ms schneller als bei fovealem Sehen.
English
Under illumination conditions typical for inner city pedestrian accidents at night (mesopic perception) the break-reaction time of 48 subjects was measured. The contrast between a simulated pedestrian and the background as well as its position in the visual field was varied. The results show an exponential increase of the simple reaction time at low contrasts. If the object is exposed 5° left of the visual axis the reactions times are about 17 ms faster than the reaction times with foveal exposition.

Zöller, H.; Hugemann, W.
Notbremsituationen beim Dämmerungssehen – eine experimentelle Studie unter simulierten Bedingungen.
(Break Reactions under Mesopic Viewing Conditions – an Experimental Investigation in a Simulative Environment.)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 33 (1995), pp. 209 – 214.

Unter Beleuchtungsbedingungen vergleichbar denen bei nächtlichen innerörtlichen Fußgängerunfällen (mesopisches Sehen) wurde bei 32 Versuchspersonen die Bremsreaktionszeit auf das plötzliche Auftauchen einer Fu8gängersimulation gemessen. Im Experiment wurde der Kontrast des Zielobjekts sowie dessen Darbietungsposition im Gesichtsfeld variiert (Kontrast: 10,4 oder 0,5; Position: geradeaus oder um 5° Blickwinkel nach links versetzt). Die Ergebnisse sprechen für eine Abhängigkeit der Reaktionszeit von der Sichtbarkeit des Objekts (Kontrast), während die Position des Objekts in den gegebenen Blickwinkelgrenzen von geringer Bedeutung ist.
English
Under illumination conditions typical for inner city pedestrian accidents at night (mesopic perception) the break-reaction time of 32 subjects was measured. The contrast between a simulated pedestrian and the background as well as its position in the visual field was varied (contrast 10.4 or 0.5; position: straight ahead or with 5/ offset to the left). The experimental results show a dependence of reaction time on contrast, while the position of the object within the visual field is almost irrelevant.

Hugemann, W.; Mauer, H.
Vehicle crash reconstruction with uncertain input parameters.
Proceedings of the 7th European Conference on Mathematics in Industry.
Teubner Verlag, Stuttgart 1994.(PDF)

Der Beitrag erweitert das Konzept der Topologischen Kollisionsanalyse auf zweidimensionale Kollisionen (siehe oben, “Die eindimensionale Kollision als dreidimensionale Abbildung”). In diesem Fall spannen fünf Eingabeparameter – die beiden Impulse nach Betrag und Richtung und der Schwund an translatorischer kinetischer Energie bei der Kollision – einen Hyperkubus im Eingaberaum auf. Die Abbildung wird mittels Ausgleichsrechnung durchgeführt, denn das Gleichungssystem ist im zweidimensionalenm Fall überbestimmt. Die Lösung wird an einem Zahlenbeispiel demonstriert.
English
This paper extends the concept of topological collision analysis to two-dimensional collisions (compare the above paper “The one-dimensional collision as a three-dimensional mapping”). In this case, five input parameters – the two momenta with direction and amount and the loss in translatoric kinetic energy – span a hyper cube in the input space. The mapping is performed by use of regression analysis as the system is over-determined in the two-dimensional case. The solution is demonstrated by a numerical example.

Hugemann, W.; Lehmann, H.
Die zeitpräzise Auswertung von Diagrammscheiben – Analyse/ Toleranzen/ Versuche.
(On the Evaluation of Tachograph Disc Recordings – Analysis / Tolerances / Experiments)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 32 (1994), pp. 241 – 248 + 264 – 268.

Der Aufsatz präsentiert die Ergebnisse einer im Auftrag von Mannesmann Kienzle durchgeführten Untersuchung, die sich mit den Toleranzen und deren Auswirkungen bei der zeitpräzisen Auswertung von Diagrammscheiben für die Unfallrekonstruktion befaßt. Die Vorgehensweise bei der zeitpräzisen Diagrammscheibenauswertung wird im Detail beschrieben. Die Toleranzen bei Aufzeichnung und Auswertung des Zeitverlaufs der Geschwindigkeit werden analysiert und in Fahrversuchen quantitativ eingegrenzt. Im Anschluß werden die Folgerungen für die praktische Verwertung solcher Auswertungen bei der Unfallrekonstruktion abgeleitet.
English
In behalf of Mannesmann Kienzle, the sources and effects of tolerances in the time-precise evaluation of tachograph charts were investigated. This paper first describes in detail the procedure of forensic chart evaluation. The tolerances during recording and evaluation of the vehicle driving speed are theoretically analyzed and quantitatively delimited in driving experiments. Finally, the consequences on the exploitation of a chart evaluations within the scope of accident reconstruction are pointed out.

Meyer, S.; Hugemann, W.; Weber, M.
Zur Belastung der Halswirbelsäule bei Kleinkollisionen.
(On the Biomechanical Loading of the Cervical Spine Caused by Rear-end Collisions)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 32 (1994), pp. 18 – 25 + 132 – 138.

In einer Reihe von Auffahrkollisionen wird der Zusammenhang zwischen technischen Kollisionsparametern und der Bewegungskinematik von Probanden experimentell untersucht. Für die Relativbewegung zwischen Kopf und Brust werden biomechanische Belastungsgrössen definiert. Die Ermittlung der gleichen Kollisionsparameter für Zusammenstöße von Autoskootern erlaubt es, die Belastung des Insassen bei Auffahrkollisionen zur Belastung bei dieser Freizeitbetätigung in Beziehung zu setzen.
English
In several rear-end-collisions the dependency between technical collision parameters and the kinematics of passenger motion is determined. On this data basis we derive technical parameters describing the biomechanical loading of the cervical spine complex. The same technical collision parameters are determined for collisions between dodgem cars so that the biomechanical loading during the rear-end-collisions can be compared to the voluntary accepted loadings in this leisure time pleasure.

Hugemann, W.; Lange, R
Neue Untersuchungsergebnisse zum Bremsverhalten von Motoradfahrern.
(New Investigations on the Braking Performance of Motorcyclists)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 31 (1993), pp. 62 – 68.

Der Aufsatz stellt die Ergebnisse einer Versuchsreihe vor, in der 18 Motorradfahrern die Aufgabe gestellt wurde, aus vorgegebener Fahrgeschwindigkeit innerhalb kürzester Strecke bis zum Stillstand abzubremsen. Dabei wird die Bandbreite des Bremsvermögens verschiedenster Fahrer ermittelt. Die Ergebnisse werden im Hinblick auf eine Anwendung in der forensischen Unfallrekonstruktion diskutiert.
English
This paper presents the results of an investigation on the braking-performance of 18 motorcyclists. The experimentees were set with the task of decelerating their motorcycles from a given velocity to stillstand within the smallest distance possible. By means of the tests the breaking-skill of different motorcyclists is evaluated. The results are discussed with regard to the application in forensic accident-reconstruction.

Schal, S.; Hugemann, W.
Fahrbahnschwellen – verkehrsberuhigend oder verkehrsgefährdend?
(Speed bumps – Calming or Threatening Traffic?)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 30 (1992), pp. 265 – 268. (Deutsch | English)

Die Problematik von Fahrbahnschwellen wird im vorliegenden Aufsatz unter fahrdynamischen Aspekten untersucht. Hierzu wird ein einfaches mathematisches Fahrzeugersatzmodell für eine Computersimulation vorgestellt und anschließend durch reale Fahrversuche verifiziert. Es zeigt sich, daß bei Schwellen, deren Länge in Fahrtrichtung geringer ist als der Radstand der sie überquerenden Fahrzeuge, es in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit zu einer ungünstigen Überlagerung von Karosserie-Nickbewegungen und Radeinfederungen kommen kann.
English
In this paper the problem of speed ramps (sleeping policemen) will be analyzed taking the dynamic aspects of vehicle movement into account. A simple analytical vehicle model is presented and afterwards verified by real driving experiments. It turns out that ramps who’s length in driving direction is shorter than the vehicles wheelbase can lead to a critical dynamic minimization of vehicle ground clearance.

Hugemann, W.
Die eindimensionale Kollision als dreidimensionale Abbildung.
(The One-dimensional Collision Viewed as a Three-dimensional Mapping)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 30 (1992), pp. 103 – 107 + pp. 135 – 137.

Die mathematischen Verfahren der Kollisionsmechanik kranken in der Regel daran, daß die Toleranzen der Eingabeparameter nicht in geeigneter Weise berücksichtigt werden. In der vorliegenden Arbeit wird deshalb erstmals ein strenges mathematisches Verfahren vorgestellt, mit Hilfe dessen sich die Lösungsmenge für eine eindimensionale Kollision geschlossen ermitteln läßt.
English
The mathematical procedures in the mechanics of collision suffer from the fact that they offer no suitable way of taking the tolerances of the input parameters into account. This paper presents the first rigid mathematical procedure by means of which the solution set can be calculated in a whole.

Hugemann, W.; Schimmelpfennig, K.-H.
Der Unfallschreiber – Funktionsprinzipien – Genauigkeit – Auswirkung auf die Tätigkeit des Sachverständigen.
(The Accident Crash Recorder – Functional Principles -– Accuracy – Impact on the Reconstructionist’s Work)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 30 (1992), pp. 49 – 59.

Der Aufsatz gibt eine einführende Übersicht über die wichtigsten technischen Aspekte des Unfallschreibers. Nach einer Beschreibung des inneren Aufbaus der Geräte werden die mathematischen Grundlagen der Rekonstruktion von Bewegungslinien erläutert. Dabei werden die Vor- und Nachteile der konkurrierenden Konzepte erläutert. Des weiteren wird über Unfallversuche mit Funktionsmustern berichtet, die einen Ausblick auf die im praktischen Einsatz erreichbare Genauigkeit geben. Abschließend wird der Frage nachgegangen, wie sich das Tätigkeitsfeld des Sachverständigen bei Einsatz des neuen Gerätes ändern wird.
English
This paper presents an overview over the most important aspects of the Accident Data Recorder (ADR). After a description of the internal structure of the device, the mathematical basis of the reconstruction of trajectories is explained. The advantages and disadvantages of the competing concepts are considered. Furthermore we report on accident simulations with engineering samples of the new device, which give an prospect for the accuracy gained in practical use. Finally we consider the question, in which way the field of activity of the technical expert ist affected by the use of the new device.

Hugemann, W.
Rutschvorgänge auf quergeneigter Fahrbahn.
(Skidding trajectories due to road camber)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 29 (1991), pp. 101 – 102. (PDF)

In einer früheren Veröffentlichung zur gleichen Thematik wurde gezeigt, daß die mathematische Behandlung von Rutschvorgängen auf quergeneigter Fahrbahn auf ein Hilfe vereinfachender Annahmen einer analytischen Lösung zugeführt werden kann. Bei genauerer Betrachtung zeigt sich, daß diese Annahmen im Normalfall zulässig sind, für Fahrbahnen mit starker Querneigung oder bei sehr niedrigen Haftreibungskoeffizienten jedoch unzulässig sind. In diesem Aufsatz wird der analytischen Lösung eine numerische Lösung des vollständigen Differentialgleichungssystems gegenübergestellt und der Fehlereinfluß analysiert.
English
An earlier paper pointed out that the mathematical treatment of the skid process with lateral incline leads to a set of differential equations that can be solved analytically under simplifying conditions. A thorough elaboration shows that these simplifying conditions are fulfilled under normal circumstances but violated under conditions of low friction coefficient or steep lateral incline. This paper compares the analytical solution with numerical solutions under non-simplifying conditions.

Weber, M.; Hugemann, W.
Die Geschwindigkeitsrückrechnung bei Motorradbremsungen.
(Calculation of the Intial Speed for  Motorcycle Braking Manoeuvres)
Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik 28 (1990), pp. 260 – 263 + pp. 290 – 292.

Es wird ein Ansatz vorgestellt, mit dem das Bremsverhalten von Motorradfahrern realistisch beschrieben wird. Dabei wird aufgezeigt, dass aufgrund der langen Schwellzeiten bei Motorradbremsungen eine Geschwindigkeitsrückrechnung mit angenommenen mittleren Verzögerungen nicht sinnvoll ist. Die mathematische Aufbereitung des vorgestellten Exponentialansatzes führt auf einfach zu handhabende Lösungsgrafiken und Rechenformeln.
English
The paper presents a mathematical procedure by means of which the braking behaviour of motorcyclists can be described in a realistic manner. It is pointed out that because of the long the deceleration build-up time a description in terms of mean values of deceleration is not to be recommended. The presented exponential function leads to diagrams and formulae which are easy to handle.

Korte, K.; Hugemann, W.; Rake, H.
An Optimized Method of Identifying First-order Systems Applied to Determine Friction Forces.
10th IFAC World Congress, Munich 1987

Hugemann, W.; Stinnesbeck, U.; Stojanoff, C.G.
Design of a Computer Controled Density and Temperature Measuring Device in a Simulation Column for a Solar Pond.
Technical report of the Desert Research Institute, Energy Systems Center, Boulder City, Nevada, USA, 1983.