[发明专利]基于线特征的交通事故现场图几何校正系统

权利要求书

1.一种基于线特征的交通事故现场图几何校正系统，其特征在于，包括：标定物信息采集模块、二维DLT(直接线性变换)系数求解模块、单应性矩阵计算模块、几何校正模块和尺寸标注模块，其中：标定物信息采集模块负责从交通事故现场图中提取控制点和控制线的相关参数信息，并将相应数据分别存入控制点数据库和控制线数据库；二维DLT系数求解模块通过与所述数据库的接口获取控制点和控制线的相关参数信息，经方程联立解出八个DLT系数的值；单应性矩阵计算模块根据DLT系数建立像空间到物方空间的映射关系，进而得出单应性矩阵；几何校正模块通过单应性矩阵对交通事故现场图进行几何校正，经空间坐标变换和灰度重采样生成交通事故现场正射影像图；尺寸标注模块以交通事故现场正射影像图为基础，实现直接在正射影像图上标注任意点的实际空间坐标和任意两点间的实际空间距离的功能。

2.根据权利要求1所述的基于线特征的交通事故现场图几何校正系统，其特征在于，所述标定物信息采集模块从交通事故现场图中提取控制点和控制线的像空间坐标信息，并将相应的数据分别存入控制点数据库和控制线数据库，控制点的物方空间坐标根据交通事故现场建立的二维笛卡尔直角坐标系确定，并在存入控制点数据库时通过构建的CPoint2类(扩展点类)对象与其相应的像空间坐标相关联。

3.根据权利要求2所述的基于线特征的交通事故现场图几何校正系统，其特征在于，所述标定物信息采集模块提取的控制点的相关参数信息包括：每个控制点的物方空间坐标及其相应的像空间坐标；提取的控制线的相关参数信息包括：物方空间每条平行于X轴的直线段的两个端点在像空间相应的起点坐标和终点坐标；物方空间每条平行于Y轴的直线段的两个端点在像空间相应的起点坐标和终点坐标。

4.根据权利要求3所述的基于线特征的交通事故现场图几何校正系统，其特征在于，为保证二维DLT系数求解模块能够顺利执行，标定物信息采集模块在进行控制点和控制线的选取时应满足以下两个条件：

第一、在交通事故现场建立的二维笛卡尔直角坐标系中，存在至少两条平行于X轴的直线段和至少两条平行于Y轴的直线段；

第二、在交通事故现场建立的二维笛卡尔直角坐标系中，存在至少两个控制点，并已测得它们实际的物方空间坐标。

5.根据权利要求4所述的基于线特征的交通事故现场图几何校正系统，其特征在于，所述二维DLT系数求解模块首先通过与所述数据库的接口获取控制点和控制线的相关参数信息，在此基础上分别建立物方空间X轴平行线在像空间的约束方程组和物方空间Y轴平行线在像空间的约束方程组，然后通过OpenCV(开放式计算机视觉)核心模块中的API采用最小二乘法分别对这些方程组求解得出中间变量的值；再将这些中间变量的值与控制点的二维直接线性变换公式联立，建立求解方程组，最后通过OpenCV核心模块中的API(应用程序接口)采用最小二乘法解出DLT系数的值。

6.根据权利要求5所述的基于线特征的交通事故现场图几何校正系统，其特征在于，所述单应性矩阵计算模块由二维直接线性变换公式反解出物方空间坐标关于像空间坐标的表达式，建立像空间到物方空间的映射关系，然后通过Visual C++语言计算单应性矩阵中每个元素的值；单应性矩阵计算模块的输入是二维DLT系数求解模块得出的八个DLT系数的值，输出为一个3行3列的单应性矩阵；所得的单应性矩阵保存在OpenCV的基本数据结构CvMat(矩阵结构体)创建的一个3行3列64位单通道的对象中，它可作为该模块的输出参数提供给几何校正模块直接使用。

7.根据权利要求6所述的基于线特征的交通事故现场图几何校正系统，其特征在于，所述几何校正模块首先根据单应性矩阵对交通事故现场图进行空间坐标变换，得到事故现场图上每个像素点的物方空间坐标，然后对物方空间坐标进行灰度重采样得到交通事故现场正射影像图；当变换后的物方空间坐标对应的事故现场图上的像空间坐标恰好为整数值时，这时物方空间坐标的灰度值可直接取事故现场图上像空间坐标的灰度值；当计算得到的物方空间坐标对应的事故现场图上的像空间坐标不为整数值时，这时并无现成的灰度值能用，可采用双线性插值法把该点周围整数点位上灰度值对该点的灰度贡献积累起来，构成该点位新的灰度值。