[发明专利]一种用于交通事故还原的车道重建方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及交通事故还原技术领域，本发明公开了一种用于交通事故还原的车道重建方法和系统。

背景技术

机动车随意改变行驶车道线是引发交通事故的重要原因，还原事故车辆变道、压线情况，是交通事故现场勘察、责任判定的重要内容之一。有关车道线检测的专利，如CN103991448A（动态车道线检测系统及方法）、CN103996030A（一种车道线检测方法）、CN103996031A（一种自适应阈值分割的车道线检测系统及其方法）、CN103996053A（基于机器视觉的车道偏离报警方法）、CN103895512A（一种行车安全警示方法及其系统）等，这些专利都是进行车道偏离预警，不能用于客观的交通事故责任判定。

发明内容

针对现有技术没有交通事故还原方法的技术问题，本发明公开了一种用于交通事故还原的车道重建方法和系统。

本发明公开了一种用于交通事故还原的车道重建方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、制作标定板，在标定板上设置标志点，并将制作好的标定板放置在车头前方的路面上；步骤二、通过车内的摄像头采集包含标定板的图像，并提取出每个标志点的中心的图像坐标；步骤三、以其中一个标志点的中心为坐标原点，建立世界坐标系；并根据步骤二中得到的标志点的中心的图像坐标，结合标定板上标志点的位置关系以及标定板的摆放位置，建立世界坐标与图像坐标之间的转换关系；步骤四、根据摄像头拍摄的车道线视频，提取出车道线边缘的图像坐标；步骤五、根据步骤三中图像坐标与世界坐标之间的转换关系，计算出车道线边缘的世界坐标；步骤六、建立车辆、路面以及车道线的模型，然后将车辆的运行参数与步骤五中计算出的车道线边缘的世界坐标进行融合，驱动三维模拟软件，实现车辆行驶与车道线模拟演示，还原出事故发生前车辆与车道线的位置关系。

更进一步地，上述标定板上至少设置4个标志点，标志点的形状为实心圆。

更进一步地，上述标志点呈矩形分布，等距均匀设置在标定板上。

更进一步地，上述标定板的背景为白色、实心圆形的背景为黑色。

更进一步地，道路平面与图像平面的坐标转换公式如下： ，其中，X、Y是世界坐标系中点的真实坐标，x、y是图像坐标系中点的图像坐标，共有8个未知参数，以标定板左上角圆心为原点建立世界坐标系，结合标定板摆放位置，就能得到4个圆心点的世界坐标，将4个圆心点的世界坐标以及从标定板图像中提取出的4个圆心点的图像坐标带入以上公式，就可以求解出8个参数，从而建立世界坐标到图像坐标的转换关系。

更进一步地，提取每个标志点的中心的图像坐标的具体步骤为：截取出带有标定板的图像，将该图像依次进行图像滤波、形态学操作、边缘提取、椭圆拟合，从而提取出图像中圆形标志点的圆心坐标。

更进一步地，提取出车道线边缘的图像坐标的具体步骤为：截取车辆运行的视频图像，将该图像依次进行图像滤波、Sobel算子边缘提取、Hough变换直线提取、规则过滤，从而提取出车道线边缘的图像像素坐标。

更进一步地，每秒钟提取8幅图像进行车道线识别。

本发明还公开了一种用于交通事故还原的车道重建系统，其具体包括：标定板、车载摄像头以及车道重建模块；所述标定板上设置标志点，标定板放置在车辆前方车载摄像头能够完整拍摄到的位置，所述车载摄像头用于拍摄车辆行驶视频；所述车道重建模块用于重建交通事故过程中机动车的行驶车道并用三维动画进行展示，其具体过程为：首先借助标定板求解道路平面与视频图像的几何关系；然后提取视频图像中的车道线像素，依据几何关系求解车道线与车辆的位置关系；最后结合车辆运行参数及与车道线位置关系，重建交通事故过程中机动车的行驶车道线并用三维动画进行展示。

通过采用以上的技术方案，本发明的有益效果为：本发明通过视频图像复原出交通事故发生前车辆与车道线的位置关系，可以用于判断交通事故责任，相比其他的交通事故处理方法，本发明的优势在于以下几个方面：能够依据车载视频图像自动复原出行车过程中与车辆与车道线关系，无需人工干预，效率高； 能够依据视频图像进行事故发生前一段时间内的车辆与车道线复原，车辆的变道、压线等情况更加清晰、客观，相比目前的根据事故现场情况进行测算，本发明更加可靠；能够根据行车参数与车道线图像，结合车辆、路面、车道线的模型，逼真的还原出事故发生钱一段时间的三维动画，更加客观、直观。

附图说明

图1为标定板与车辆之间的位置关系图。

图2为标定板的结构示意图。

图3为车道线提取效果示意图。