交通事故现场视觉三维快速恢复中的关键技术研究

论文摘要

近年来,随着经济的快速增长,我国机动车保有量逐年增加,汽车已经成为人们出行不可缺少的交通工具,而由此引发的交通事故频繁发生。利用人工处理交通事故现场的传统方式不但精度低、易发生漏测,并且处理速度慢,已远远不能满足当今社会的需求。如何快速准确的处理交通事故现场,成为各国相关研究人员及交通部门人员所关注的问题。摄影测量技术是实现快速高效处理交通事故现场的智能化手段,利用CCD像机在交通事故现场拍摄图像,经过特定软件的处理可以实现测量现场中的三维信息的目的,操作简单、处理速度快,并且由于现场图像能够完整而详细地记录事故现场的信息,便于补测和重测,能够排除人工测量诸多人为因素造成的误差。然而目前研究和应用的交通事故现场视觉快速勘查系统还存在着一定的缺陷,因此本课题提出了一种新的基于视觉的交通事故现场三维快速恢复系统。本系统采用了单机移动视觉模式,利用一台CCD像机对摆放在事故现场的编码点进行多基站位置成像,利用编码点的唯一性可以快速实现图像的快速匹配和拼接,利用编码点上的定位点可以实现像机初始外方位的求解,同时编码点为求解空间点的距离提供了精确的空间比例约束。最后系统采用基于共线性方程的优化平差整体解算的方法,实现事故现场空间被测特征点三维坐标的自动求解,求解结果可以用于重建交通事故现场的三维信息,帮助分析事故动态发生过程,为事故责任认定提供证据,实验结果验证了所提出方法的可行性和灵活性。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 我国道路交通安全现状
• 1.1.1 我国道路交通的发展概况
• 1.1.2 我国道路交通事故现状
• 1.2 国内外交通事故现场处理技术现状
• 1.2.1 交通事故现场勘查的必要性
• 1.2.2 国内外事故现场勘查技术的应用现状
• 1.3 摄影测量技术在事故现场勘查中的研究现状
• 1.3.1 摄影测量技术的发展及应用概况
• 1.3.2 交通事故现场视觉勘查系统的研究与应用
• 1.4 本课题拟采用的方法及关键技术
• 第二章 交通事故视觉三维快速恢复系统的组成和测量步骤
• 2.1 交通事故视觉三维快速恢复系统概述
• 2.2 交通事故视觉三维快速恢复系统的测量步骤
• 本章小结
• 第三章 编码点的识别及像机初始外部方位的求解
• 3.1 坐标转换
• 3.1.1 论文中使用的三种坐标系
• 3.1.2 全局坐标系和像机坐标系之间的转换
• 3.2 编码点的识别
• 3.2.1 编码点的识别原理
• 3.2.2 编码点的识别过程
• 3.3 像机的初始外部方位求解
• 3.3.1 像机外部方位绝对定位
• 3.3.2 相邻基站像机的相对方位求解
• 3.3.3 像机外部方位坐标变换
• 本章小结
• 第四章 交通事故现场空间三维点坐标的求解
• 4.1 空间点的初始三维坐标求解
• 4.2 共线性方程的提出及共线性方程的线性化
• 4.2.1 共线性方程的提出
• 4.2.2 共线性方程的线性化
• 4.3 事故现场空间点的优化平差求解
• 本章小结
• 第五章 系统软件开发及模拟交通事故现场实验
• 5.1 系统软件开发
• 5.1.1 自动测量和三维动画开发
• 5.1.2 动画演示功能的实现
• 5.2 模拟交通事故现场实验
• 5.2.1 模拟交通事故现场实验的总体设计方案
• 5.2.2 图像的采集和测量网络的建立
• 5.2.3 实验过程及结果
• 5.2.4 实验结果检验
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介