[发明专利]基于线特征的交通事故现场图几何校正系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字摄影测量应用技术领域的系统，具体是一种基于线特征的交通事故现场图几何校正系统。

背景技术

交通事故现场勘测中采用数字摄影测量技术，能够有效缩短事故勘测时间，提高现场尺寸测绘精度，同时避免传统手工测绘中的漏测、错画等现象，为事故现场的二次取证提供法律依据。因此研究数字摄影测量技术应用于交通事故现场勘测的理论和方法，对于快速恢复道路畅通和提高现场尺寸测绘精度以及为事故现场的二次取证提供法律依据方面具有重要意义。交警现场拍摄的照片是从摄影中心投影形成的透视图，由于镜头畸变和透视畸变造成的几何变形，无法直接在透视图上测绘刹车痕迹的长度、人与车的相对距离以及散落物的位置等事故现场尺寸信息。透视图只有经过几何校正后才能转换为正射影像图，从而恢复交通事故现场的物方空间信息，进而实现事故现场尺寸的测绘。如何对交通事故现场图进行几何校正以生成正射影像图，并提高正射影像图上事故现场尺寸的测绘精度成为目前研究的焦点。

经对现有技术文献的检索发现：Z.M.Tao等在Proceedings of the 9th International Conference of Chinese Transportation Professionals，2009：177-184上发表文章“Analysis of deformation characteristics of collision vehicles using close-range photogrammetry”(“采用近景摄影测量进行事故车辆变形特征分析”，电力系统及其自动化专业第九届中国国际运输会议，2009：177-184)，该文利用近景立体摄像机拍摄现场照片，并通过平行轴立体视觉理论计算车辆变形的三维坐标进行事故变形范围、形状和深度分析。但该方法需要购置昂贵的量测用立体摄像机，而且其三维坐标的计算过程比较复杂和耗时，难以满足交通事故现场快速勘测的要求。经检索还发现，X.G.Du等在Advances in Engineering Software，2009：497-505上发表文章“Geometry features measurement of traffic accident for reconstruction based on close-range photogrammetry”(“基于近景摄影测量的交通事故再现几何特征测量”，工程软件进展，2009：497-505)，该文采用直接线性变换法建立像空间到物方空间的映射关系进而实现交通事故现场图的几何校正。但该方法属于纯粹基于控制点的校正方法，当控制点个数不足或像空间坐标因镜头畸变发生偏差时，难以准确建立像空间到物方空间的映射关系，从而降低了几何校正后生成的正射影像图上交通事故现场尺寸的测绘精度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于线特征的交通事故现场图几何校正系统。使其充分利用事故现场提取到的直线特征，通过添加平行线相对控制约束，从而有效校正了镜头畸变和透视畸变造成的事故现场图几何变形，实现了交通事故现场图的几何校正及其生成的正射影像图上的尺寸标注功能。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括五个部分：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。标定物信息采集模块负责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8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。