张明恒[1]2004年在《交通事故现场俯视摄影图几何校正的研究》文中研究表明近年来，汽车工业和交通运输业高速发展，车辆保有量急剧增加，由此导致了车辆与道路比例的严重失调，加之交通管理不善等原因，造成交通事故频繁。随着人们法制意识的提高，对交通事故分析提出了更高的要求。事故现场勘查及现场图绘制是证实事故发生经过事实或查获肇事车辆的基础，是分析鉴定事故责任的主要依据。实用、高效的交通事故现场测绘系统是快速、全面、准确地记录交通事故现场，为事故处理提供各种准确的现场数据的有效手段。在分析了国内外有关事故现场测绘系统、计算机图像处理技术、计算机图形学等文献的基础上，本研究提出了结合事故现场俯视摄影、计算机图像处理技术及计算机绘图技术的事故现场测绘方法，建立了事故现场俯视摄影图几何校正模型，开发了相应软件，最后对几何校正模型和软件是否适于事故现场图处理进行了实验检验。事故现场俯视摄影图几何校正问题属于图像处理技术几何运算的范畴，图像的几何运算由图像空间坐标变换和像点象素值确定两部分组成。最简单的图像几何变换模型是线性模型（即针孔成像模型）。本研究以照相机的线性模型为基础，分析了照相机的成像过程，结合事故现场的特殊性，确立了适于本研究的事故现场俯视摄影图几何校正空间坐标变换的数学模型： ?=C1x + C2y + C3 ?? ?XC7x + C8y +1 （1） ?YC4x + C5y + C6 ?? = C7x + C8y +1式中，C1 ~C8－待定系数；x 、 y －事故现场俯视摄影图中任一点的横、纵坐标；X 、Y －目标图像中对应点的横、纵坐标。 79
谭立东[2]2009年在《道路交通事故现场快速勘查图像信息处理技术研究》文中研究表明交通事故的勘查延迟诱发事故连锁效应与经济损失传染效应(事故损失多米诺骨牌效应),进而造成了巨大的间接经济损失。寻求一种不严重依赖于操作人员个人条件且快速、高效的勘查技术成为相关研究领域的迫切要求。利用普通相机采集的图像进行道路交通事故现场的快速勘查,关键在于对现有相关计算机图像处理技术进行整合,构建事故现场快速有效勘查的图像信息处理技术体系。论文针对快速、有效的勘查交通事故的目标,根据道路交通事故现场图像信息处理技术研究的需要,对事故现场快速有效勘查的图像信息处理技术体系进行了研究,详细分析了应用于俯视摄影图像的二维方法理论和应用于叁维摄影测量的叁维方法理论,并研究了其可行性和实用性,为基于计算机图像处理技术的道路交通事故现场的快速勘查提供技术框架结构和支撑技术。本文对事故现场快速有效勘查的图像信息处理技术体系中的基础—事故现场俯视摄影图几何校正技术进行了研究。深入分析了几何畸变校正的两个步骤:空间变换与灰度插值。针对交通事故现场俯视摄影获取图像信息过程中的大场景问题,对几何校正后图像的拼接技术进行了研究。深入分析了图像拼接技术的两个环节:图像匹配与图像融合。为了实现相关数据的补充测量以获取图像关联尺寸,进而对事故现场的不完整尺寸链进行弥合,本文对基于叁维方法的摄影测量技术进行了研究。研究并给出了适合交通事故现场快速测量的摄影测量方法,实现了叁维重建理论在交通事故现场快速勘查研究领域的技术实用性。
李显生, 杨剑, 任有, 许洪国[3]2002年在《交通事故现场俯视摄影图几何校正的研究》文中研究说明通过引入图像处理技术 ,建立交通事故现场俯视摄影图几何校正模型 ,并在此基础上开发相应的几何校正软件。实验结果表明 ,本研究建立的交通事故现场俯视摄影图几何校正模型及基此开发的相应软件适于交通事故现场图的处理 ,校正效果良好。
王吉亮[4]2012年在《基于道路环境固有特征的事故现场图像校正方法研究》文中进行了进一步梳理随着汽车保有量不断增加，道路交通事故频繁发生，给人民的生命财产安全和社会的安定和谐带来巨大威胁。由于缺乏必要的技术和设备，导致交通事故现场勘测延迟和处置不当，造成更巨大的直接和间接损失。因此，寻求一种快速、精确、高效的道路交通事故现场勘测方法对促进道路交通安全具有重大意义。随着计算机视觉技术、摄影技术和数字图像处理技术的不断发展和完善，许多新技术和新仪器开始应用到事故现场勘测工作，旨在减少事故现场勘测延迟、妥善处置现场并辅助绘制交通事故现场图。由于摄影设备、成像系统特性及现场取景位置等多种因素都会导致现场图像在生成过程中出现几何畸变，故需对所采集的现场图像进行校正处理，使得校正图像能够呈现垂直俯视图像的效果，从而更直观、更全面地反映交通事故现场的信息。然而目前，图像校正方法多需人为设置标定物等作为校正参考点，这不仅会产生测量误差，而且也影响事故现场的勘测结果。此外，标定物的携带、摆放、测量等一系列工序都增加了交通事故现场勘测工作的繁琐程度，不利于事故现场的快速勘测与处置。使用基于道路环境固有特征的事故现场图像校正方法，可充分利用不同事故现场的地形、地貌、交通设施及周边环境，非外设专用标定物，对交通事故现场图像进行校正，在保证二维数据测量精度的基础上，更趋近于快速勘测的目标，使现场勘测具有快速、便捷、高效的特点。主要研究内容包括：深入研究图像二维几何校正的数学模型。从图像空间变换入手，立足于事故现场特殊性，以相机线形成像模型为切入点，确定图像二维几何校正数学模型，并提出图像像素点灰度值的确定方法。通过四参考点法快速获取事故现场控制点的坐标。对事故现场的道路环境固有特征进行定义和分类，并依据国标、文献获取各类道路环境固有特征的相应尺寸。在图像二维校正基础上，给出基于道路环境固有特征的事故图像校正方法的具体实现及操作，并演示使用事故图像校正软件实现利用道路环境固有特征对图像进行校正的个案研究。针对事故现场图像配准问题的核心和关键——如何使校正后图像尽可能多地保留现场信息问题，深入研究交通事故现场俯视图像配准方法。在水平线配准模型的基础上，创新性地提出图像动态配准，并通过多组试验对其可行性进行定性校验。通过场地试验，模拟道路交通事故现场，分析影响基于道路环境固有特征的图像校正精度的因素，并通过与人为设置标定物的图像校正试验数据进行比对，以证实其可靠性和效率性。同时，也通过试验验证动态配准算法的精度，进而验证其可行性和有效性。
谭立东, 许洪国, 刘宏飞[5]2009年在《基于控制点自动获取的交通事故现场图像几何校正方法》文中研究说明对交通事故现场进行俯视拍摄可以记录现场俯视平面信息,摄影图像会产生几何畸变,影响信息的正确表达。需要对事故现场俯视摄影图像进行几何校正。在应用控制点图像坐标自动获取技术的基础上,提出了包括几何校正坐标变换数学模型的确立、控制点实际坐标的获取、控制点图像坐标的获取、图像配准和像素点灰度值确定的几何校正方法,并探讨了校正图像的彩色处理;采用最近邻灰度插值算法提高了图像处理效率。
刘永波[6]2011年在《交通事故现场校正图像序贯处理研究》文中认为机动车保有量随着国民经济的发展而迅速增加,但交通基础设施和管理措施的相对落后以及人为因素问题,致使交通事故不断发生。这不仅影响和制约了社会的进步,还造成了严重的生命财产损失。为减少交通事故现场勘查延误,避免诱发事故连锁效应,需要寻求一种高效、便捷的事故现场勘测与处理手段。随着数字摄影技术和图像处理技术的深入发展,事故处理人员可通过电子测绘技术来获取交通事故现场各信息之间的实际距离,并按规定完成事故现场图的绘制。交通事故现场图根据事故发生情况和状态来辅助确定事故责任,因此其数据信息需真实有效。成像系统本身的非线性和摄影装备的位置变化等因素会造成事故现场图像在生成过程中产生几何畸变。图像的几何畸变会对后续处理带来严重不便,故需对其进行几何校正。几何校正后的图像与在事故现场正上方垂直俯视拍摄具有相同效果,从而能够正确反映事故现场数据信息。应用基于校正后的事故现场图像拼接技术,就可得到一张涵盖事故现场路面全部信息的图像,从而解决一次摄影不能完全覆盖大场景事故现场的问题。以线性相机模型为基础,分析其成像过程,结合事故现场的特殊性,构建了事故现场图像空间坐标变换的几何校正数学模型。事故现场图像的几何校正问题属于几何运算范畴,主要由图像空间坐标变换和像素点灰度值确定两部分组成。通过四参考点法对事故现场坐标进行快速获取,然后利用向后映射法并根据最近邻插值算法进行新图像的像素点灰度值确定。图像配准及图像融合是图像拼接技术的关键问题。当特征点提取完毕后,通过最常见、最常用的特征点配准法来实现图像的配准。根据两点唯一确定一条直线的原理,在每幅待拼接的图片上可以确定一条配准参考线,于是提出基于特征线的交通事故现场图像配准法。图像融合则是利用基于加权平均算法的高斯模板对拼接后的图像进行平滑处理。在Visual C++环境下开发及完善了相应的几何校正软件和图像拼接软件,并给出软件各个模块的功能和其相应的操作流程。借助室内实验,从拍摄高度、拍摄角度和控制点区域选择叁方面对事故现场图像几何校正软件进行详细的误差影响分析,并得出相应结论。通过室外实验得出拼接次数与拼接精度的关系,从而验证交通事故现场校正图像序贯处理算法的可行性与有效性。
王伟霞[7]2013年在《多个非固定标定物处理交通事故现场图像的研究》文中研究说明近年来，随着国家社会经济的持续飞速发展，汽车保有量呈大幅上升态势，交通拥挤和交通事故等交通问题也存在越来越多的隐患。交通问题不但影响国家社会和经济的发展，也产生了严重的生命财产损失问题，影响着社会的稳定以及和谐社会的建设。传统的交通事故现场勘察方式，由于其本身存在的盲目性、耗时性等诸多问题，严重影响了后续事故分析的准确性和时效性，从而导致更巨大的人力、物力以及财力的损失。因此，研究一种快速、精确、科学的交通事故现场勘察方法更彰显其意义的重大。在分析目前国内外交通事故现场勘察与处置技术的研究和应用现状的基础上，提出了基于多个非固定标定物的图像校正方法，即首先从不同角度（大约相对90度角的四个方位）拍摄多幅含有多个标定物的现场图像。在该方案的基础上，结合照相测量必不可少的图像预处理技术和边缘检测技术，通过对比经预处理后图像的效果，提出一种图像边缘检测的改进Canny算法。基于事故现场摄影图的几何校正模型，通过交通事故专用图像校正软件对现场图像进行几何校正，应用量距功能得到图像上标定点的间距，与实际测量的标定点间距进行对比，证明其可行性，为交通事故现场比例图的绘制及其他工作提供了依据。实验结果表明，该方法所选取的四个标定物满足简单、轻便、便捷等优点。在道路交通事故现场，只需要拍摄含有特定标定物的事故现场图像，通过对标定物进行以上所述的预处理、边缘检测、图像校正等处理后，直接测量所需的事故现场各要素的间距和尺寸，减少了事故现场处理和交通疏导消耗的时间，达到快速、准确、便捷的处理交通事故的目的。本文主要研究内容如下：为了弥补道路交通事故现场图像采集手段的不足，优选了目标图像预处理方法，通过C++将图像进行平滑去噪、阈值分割及锐化等处理，保留了目标图像的原始特征信息，使处理后的目标图像明晰，为拍摄图像的边缘检测和特征提取奠定了理论基础。通过应用多校正物以及几种主流图像边缘检测算法的比较，提出了较适用于本文提及的标定物边缘检测的一种改进Canny优化算法，为校正目标图像做了前提工作。在照相机工作原理和成像几何模型的理论分析基础上，提出采用多个非固定的标定物进行交通事故现场图像处理的方法。通过随机布设多个非固定标定物于目标区域，采用一系列的方法进行交通事故现场图像的预处理，然后运用边缘检测算法对预处理后的清晰图像进行边缘检测，得到所需的边缘特征点坐标，进而进行图像的校正和标定点间距的量取。所选取的标定物具有不确定性、非固定的特点，相对不受现场环境条件的制约。这对于一些没有现场固定参照物路段的交通事故更为实用，减少了交通事故现场测量产生的时间延迟，能使交通事故现场的勘察更加的便捷、简易和精确，更趋近快速勘察的目标。分析了基于多个非固定标定物图像校正方法的多个影响因素，取多组试验数据的平均值并计算误差，与实际测量的标定点间距进行对比，检验误差。通过各组试验数据的对比，证实其可行性和精确性。
杨玉成[8]2007年在《基于几何校正的交通事故现场照片拼接技术研究》文中进行了进一步梳理在交通事故处理过程中,事故现场信息测量的准确程度直接影响事故分析的结果。事故现场传统的测量方法已经不能满足现阶段交通事故处理的要求,照相测量技术已成为新的研究方向。由于单幅照片记录的信息有限,本文研究将多幅经过几何校正的事故现场照片进行拼接以获得较大的事故现场场景。基于相关的图像处理技术,本文建立了事故现场照片的拼接模型并导出算法。为了满足不同使用条件,对拼接时匹配参考点的选择提供了两种方式,快速的手动方式和计算量比较大但操作简单的自动方式。由于拍摄事故现场照片的影响因素较多,本文着重从拍摄照片时相机高度、相机焦距、相机分辨率和现场光照条件出发进行了程序的精度试验。试验结果表明,本文研究的基于几何校正的交通事故现场照片拼接技术以及开发的相关程序能应用于交通事故现场地快速处理。
李芳芳[9]2010年在《一种新型轨道检测技术的基础理论探讨》文中指出铁路提速后对轨道的维护和量测提出了新的挑战。近景数字摄影测量的技术优势促使人们考虑用数码相机采集轨道影像,通过图像处理技术来满足轨道检测的要求,已成为一种值得探索的新方法。为获取范围足够大、高分辨率和便于量测的轨道视频图像,需要有精确的、大视场的二维轨道影像。但由于条件限制,单幅数码影像难以做到分辨率高且视场足够大的效果,它需要采用连续拍摄获得序列影像,通过图像拼接技术得到轨道镶嵌图像。实际拍摄时,采用非量测数码相机近距离拍摄轨道序列影像时,会存在不同程度的非线性畸变,其误差将影响轨道量测的精度。手持或车载数码相机摄取轨道的图像,摄影主光轴与地平面有一夹角,连续的序列影像拼接前需要对倾斜的轨道图像进行几何纠正,使其成为正直摄影图像,才能更好地满足图像拼接的要求,以获得正直摄影效果的、大范围的、方便量测的轨道镶嵌图像。为选择非量测数码相机的镜头畸变改正模型,采用室内模拟试验,比较球型模型和多项式算法的校正效果,试验结果表明球型模型的校正精度更高。为解决倾斜轨道影像的无控制点问题,几何纠正中利用轨道图像中存在的平行线特点,计算灭点及方位元素,然后根据几何变换模型对轨道影像进行几何纠正。通过模拟试验统计纠正影像的残差,试验结果显示采用基于灭点理论的纠正方法的精度能够满足轨道图像的几何纠正的要求。使用SIFT特征点提取算子对纠正后的序列轨道影像进行特征点提取,采用仿射变换模型匹配拼接图像,最后统计轨道拼接图像的实验精度,基本达到轨道平顺性量测的要求。通过仿真实验结合实际轨道数码影像进行图像数据处理,证实采用近景摄影测量方法进行轨道检测,基本上能够满足轨道平顺性的量测精度要求。由此可见利用非量测数码相机获取序列轨道影像进行轨道平顺性检测,技术可行。较传统的轨道静态检测技术,它的检测效率更高、劳动强度更低,是高速铁路轨道实时维护检测中具有应用潜力的有效技术手段。
李海龙[10]2015年在《基于标志物自动检测的事故现场校正技术研究》文中认为近年来，伴随着我国经济社会的高速发展，汽车保有量也越来越大。在汽车带给人类极大便利的同时，其所产生的交通安全隐患也越来越多。交通安全问题不仅严重危及生命以及造成大量财产损失，而且在一定程度上也影响着社会的和谐、稳定与发展。针对发生交通事故后的现场勘查方式，现有测量手段，由于主要以人工勘测为主，导致时间浪费过于严重，影响了事故处理进程。随着计算机视觉技术、图形处理技术等学科的发展，将数字摄影测量利用到现场事故勘测已经越来越普遍。相比于手工绘图，数字摄影测量有效地减少了事故勘测的时间延迟，并为绘制事故现场图提供了极大便利。随着普通摄影装置使用量的加大，普通摄影测量的限制也越来越受到事故勘察者的关注。事故现场图像校正一般采用手动选取图像坐标的方式，容易引起选取坐标偏离实际坐标误差较大，影响事故现场的勘测精度，也相应延长了事故处置的时间；同时考虑到摄像机成像系统、取景位置以及镜头畸变等非线性畸变因素的影响，进一步导致精度误差较大。基于这些问题的考虑，本文重点研究关于图像坐标的自动检测手段。采用两种自动检测方法对目标区域的标志物图像坐标进行自动选取操作，保证事故现场勘测精度，而且节约了事故勘测人员的图像绘制时间。图像处理后期利用改进的Tsai两步法进行相机标定，考虑相机径向畸变因素的影响，对相机内外参数进行优化分析，验证Tsai两步法的有效性。为了保证后期自动检测能够顺利进行及其精度，对所拍摄目标图像进行预处理操作，重点从灰度变换、平滑去噪及阈值分割叁方面对图像进行处理，保留原始图像特征信息，消除图像噪声等因素影响，并使得图像标志物与背景信息明显区分，为后期自动检测的实现提供理论基础。针对图像自动检测的研究，本文重点采用两种方法，分别是投影自动检测法和基于模板匹配的活动轮廓法。投影自动检测法，首先利用投影法对目标区域进行初定位，获得标志物所在的大致范围，然后通过寻找最大流通域法对标志物进行精确定位，并最终获得标志物图像坐标；通过最终数据验证分析，该方法可靠有效，且精度较高。基于模板匹配的活动轮廓法，首先采用基于灰度的模板匹配法对目标区域进行粗略定位，后期通过基于CHAN-VESE方法来实现标志物的精确坐标定位。在自动检测获得标志物图像坐标后，利用图像二维几何校正模型实现目标区域的俯视图校正。以线性成像模型为基础，采用四参考点法得到空间坐标，建立校正模型，并获得未知参数为后期验证测距提供铺垫。考虑到摄像机镜头非线性畸变因素的影响，导致图像实际坐标与理论坐标之间出现偏差，采用Tsai两步法进行相机标定；利用棋盘模板对相机内外参数进行非线性标定，优化内外参数。为验证自动检测方法的有效性与精度，进行了场地实验；分别从拍摄相机距离地面高度、相机与目标区域的水平距离以及标志物相互间距大小叁方面对自动检测精度进行分析；同时验证参考线的测距精度是否和所在标志物覆盖区域的位置有影响进行数据分析；最后，通过与手动选取图像坐标进行对比，验证自动检测方法的有效性。
参考文献：
[1]. 交通事故现场俯视摄影图几何校正的研究[D]. 张明恒. 吉林大学. 2004
[2]. 道路交通事故现场快速勘查图像信息处理技术研究[D]. 谭立东. 吉林大学. 2009
[3]. 交通事故现场俯视摄影图几何校正的研究[J]. 李显生, 杨剑, 任有, 许洪国. 公路交通科技. 2002
[4]. 基于道路环境固有特征的事故现场图像校正方法研究[D]. 王吉亮. 吉林大学. 2012
[5]. 基于控制点自动获取的交通事故现场图像几何校正方法[J]. 谭立东, 许洪国, 刘宏飞. 长春理工大学学报(自然科学版). 2009
[6]. 交通事故现场校正图像序贯处理研究[D]. 刘永波. 吉林大学. 2011
[7]. 多个非固定标定物处理交通事故现场图像的研究[D]. 王伟霞. 吉林大学. 2013
[8]. 基于几何校正的交通事故现场照片拼接技术研究[D]. 杨玉成. 吉林大学. 2007
[9]. 一种新型轨道检测技术的基础理论探讨[D]. 李芳芳. 西南交通大学. 2010
[10]. 基于标志物自动检测的事故现场校正技术研究[D]. 李海龙. 吉林大学. 2015
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