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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于雙目立體全方位視覺(jué)的交通事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪儀
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目研制的基于雙目立體全方位視覺(jué)傳感器的交通事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)測(cè)量出交通事故現(xiàn)場(chǎng)任意兩點(diǎn)間的距離和方位信息，并依據(jù)測(cè)量結(jié)果和簡(jiǎn)單的指令信息自動(dòng)繪制出交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖，同時(shí)通過(guò)拍攝一組交通事故現(xiàn)場(chǎng)序列圖，即使在交通事故撤除以后，也可以利用拍攝的序列圖對(duì)交通事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行校驗(yàn)或補(bǔ)充勘測(cè)，避免了錯(cuò)測(cè)漏測(cè)，增強(qiáng)了勘測(cè)結(jié)果作為證據(jù)的科學(xué)性和充分性，提高了交警部門的執(zhí)法公信力。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前，國(guó)內(nèi)外大部分交通警察在交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)中仍大量使用手工作業(yè)方式，手工作業(yè)方式對(duì)交通事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量主要是靠人眼判斷、手摸、皮尺量、手工繪圖等傳統(tǒng)方法，該方法主要存在速度慢、漏測(cè)、漏畫、錯(cuò)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)破壞后無(wú)法再次做校驗(yàn)測(cè)量等諸多方面的缺陷。 本項(xiàng)目研究一種基于雙目立體全方位視覺(jué)傳感器的交通事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪系統(tǒng)，該系統(tǒng)分測(cè)量裝置和系統(tǒng)軟件兩個(gè)部分，利用該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)測(cè)量出交通事故現(xiàn)場(chǎng)任意兩點(diǎn)間的距離和方位信息，并自動(dòng)繪制出交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖，極大提高交通事故的勘查效率。而且通過(guò)拍攝一組交通事故現(xiàn)場(chǎng)序列圖，即使在交通事故撤除以后，也可以利用拍攝的序列圖進(jìn)行校驗(yàn)或補(bǔ)充勘查，避免了錯(cuò)測(cè)漏測(cè)，增強(qiáng)了勘查結(jié)果作為證據(jù)的科學(xué)性和充分性，提高了交警部門的執(zhí)法公信力。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的 為解決交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和繪圖效率和準(zhǔn)確性、科學(xué)性問(wèn)題而設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)測(cè)量視覺(jué)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量點(diǎn)間的距離，根據(jù)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)繪制交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖。 基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和技術(shù)指標(biāo)： 1.水平視覺(jué)范圍360°，垂直視覺(jué)范圍到達(dá)120°。 2.雙目視覺(jué)重疊區(qū)域?yàn)榱Ⅲw視覺(jué)范圍，立體視覺(jué)范圍為360°*120°。 3.通過(guò)選擇上下ODVS中的同一物點(diǎn)的像點(diǎn)，測(cè)量方位角和距離，方位角的計(jì)算在所有情況下都是百分之百準(zhǔn)確的，在0.2米~5米范圍內(nèi)，距離的測(cè)量精度較高，測(cè)量誤差在0~5cm范圍內(nèi)。 4.實(shí)時(shí)獲取雙目立體視頻圖像，并實(shí)時(shí)進(jìn)行柱狀展開(kāi)。 5.手動(dòng)和自動(dòng)進(jìn)行極限匹配，極限匹配的精度在一個(gè)像素內(nèi)。 6.能對(duì)道路、車輛停放位置、地面痕跡及其其它痕跡等自動(dòng)測(cè)量；在道路測(cè)量中包括：道路的地理測(cè)量、平交路口的測(cè)量、道路寬度的測(cè)量；對(duì)于不明顯的地面痕跡測(cè)量及其其它痕跡測(cè)量，需要采用具有明顯特征的移動(dòng)標(biāo)志物來(lái)標(biāo)明痕跡以及痕跡的長(zhǎng)度，以便能在全景圖像中快速地找到特征點(diǎn)完成痕跡的測(cè)量。 7.根據(jù)測(cè)量結(jié)果，自動(dòng)完成交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖的繪制，繪制的圖形符號(hào)（根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖形符號(hào)》制作，包括道路、機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、人體等類型）位姿與實(shí)物在世界坐標(biāo)系中的位姿應(yīng)保持一致，角度偏差不超過(guò)-2°~2°。 8.整體運(yùn)行速度滿足實(shí)時(shí)性的要求，能夠在交通事故現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量，繪制和打印出交通事故現(xiàn)場(chǎng)記錄圖、現(xiàn)場(chǎng)比例圖、現(xiàn)場(chǎng)斷面圖、現(xiàn)場(chǎng)立面圖和現(xiàn)場(chǎng)分析圖。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1.利用本項(xiàng)目所開(kāi)發(fā)的基于雙目立體全方位視覺(jué)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行交通事故現(xiàn)場(chǎng)勘查可以快速疏通現(xiàn)場(chǎng)、便于事后保存和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)資料，進(jìn)行所需要的量測(cè)及繪制，進(jìn)而為事故責(zé)任認(rèn)定提供一種有效的途徑。 2.在組成雙目立體傳感器的結(jié)構(gòu)上，使得上下ODVS在同一軸線上，任何極限面都保證通過(guò)軸線，為快速立體圖像匹配提供了良好的基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)交通事故現(xiàn)場(chǎng)特征點(diǎn)間的自動(dòng)匹配與測(cè)量。 3.在全景視頻圖像獲取、加工、存儲(chǔ)、表達(dá)上均采用統(tǒng)一的高斯球面坐標(biāo)，以及以人為中心的觀察（Viewer Centered）方法，提出了“中央眼”的類似于生物觀察方法；簡(jiǎn)化了攝像機(jī)標(biāo)定、特征點(diǎn)的匹配過(guò)程中的歐氏空間與高斯空間之間多次轉(zhuǎn)化，為實(shí)時(shí)快速運(yùn)算提供了技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)所獲得的立體視頻圖像更具有立體感、沉浸感、同時(shí)知覺(jué)和融合力，計(jì)算景物的空間位置更加方便。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1、2010年全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：101033701。 2、2010年12月該項(xiàng)目在浙江工業(yè)大學(xué)校運(yùn)河杯競(jìng)賽中獲特等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓或技術(shù)合作開(kāi)發(fā)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、模型 、現(xiàn)場(chǎng)演示、樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 在交通警察勘查交通事故現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可以使用雙目立體全方位視覺(jué)傳感器放置在交通事故現(xiàn)場(chǎng)中心，實(shí)時(shí)測(cè)距、繪圖、出圖；或采集一組圖像，撤出交通事故現(xiàn)場(chǎng)后勘測(cè)、繪圖、出圖。 具體操作步驟： ①將雙目立體全方位視覺(jué)傳感器放置到交通事故現(xiàn)場(chǎng)中央，并利用裝置上的指南針確定上ODVS的零度方位角對(duì)準(zhǔn)正北方向，連接計(jì)算機(jī)。 ②利用GPS定位該裝置所處的位置信息，在GIS庫(kù)中搜索出發(fā)生交通事故路段的道路圖，并將該道路圖作為繪制交通事故現(xiàn)場(chǎng)的底圖。 ③打開(kāi)交通事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪軟件，在上ODVS的柱狀圖上選擇測(cè)量點(diǎn)后，軟件自動(dòng)匹配下ODVS的測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量出特征點(diǎn)間的距離和角度等數(shù)據(jù)，并根據(jù)在模型庫(kù)中旋轉(zhuǎn)的模型和對(duì)應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)在畫布上繪制出對(duì)應(yīng)的圖形符號(hào)，標(biāo)注測(cè)得的數(shù)據(jù)。 ④在繪圖界面中也有對(duì)應(yīng)的模型庫(kù)，提供了一般繪制交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖軟件的功能?？梢愿鶕?jù)需要手動(dòng)添加、修改模型。 ⑤保存采集的上下ODVS全景序列圖像，在撤除交通事故現(xiàn)場(chǎng)后能夠全景序列圖像再次對(duì)交通事故做校驗(yàn)性或補(bǔ)充勘測(cè)。
同類課題研究水平概述
- 1．基于雙目視覺(jué)原理解決勘測(cè)難題的研究現(xiàn)狀 目前，通過(guò)拍攝一組二維照片，從中選取需要測(cè)量的點(diǎn)，得到其像空間坐標(biāo)值的測(cè)量方法屬于一種雙目立體視覺(jué)測(cè)量方法，立體視覺(jué)是模仿人類利用雙目線索感知距離的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維空間位置信息的感知，在實(shí)現(xiàn)上采用三角測(cè)量的方法，運(yùn)用兩個(gè)攝像機(jī)對(duì)同一物點(diǎn)從不同位置成像，并進(jìn)而從視差中計(jì)算出距離。但是目前立體視覺(jué)的技術(shù)運(yùn)用在交通事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量上還存在著一些缺陷：1）無(wú)法達(dá)到全方位的實(shí)時(shí)、高精度地測(cè)量感知，特別是交通事故現(xiàn)場(chǎng)的范圍比較大，攝像裝置的焦距固定，由于一個(gè)固定的焦距只能在一定景深范圍內(nèi)清晰拍攝圖像，因而限制了測(cè)試區(qū)域；2）存在著比較繁瑣的標(biāo)定工作，所謂的攝像機(jī)標(biāo)定是為了確定攝像機(jī)的位置、屬性參數(shù)和建立成像模型，以便確定空間坐標(biāo)系中物體點(diǎn)同它在圖像平面上像點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。攝像機(jī)標(biāo)定需要確定攝像機(jī)內(nèi)部幾何和光學(xué)特性和相對(duì)一個(gè)世界坐標(biāo)系的攝像機(jī)坐標(biāo)系的三維位置和方向。在目前的立體視覺(jué)技術(shù)中攝像機(jī)標(biāo)定必須解決兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是單個(gè)攝像機(jī)參數(shù)的標(biāo)定，另一個(gè)是雙目攝像機(jī)參數(shù)的標(biāo)定；3）三維空間位置信息的檢測(cè)依賴于圖像的立體匹配，立體匹配是指根據(jù)對(duì)所選特征的計(jì)算，建立特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將同一個(gè)空間物理點(diǎn)在不同圖像中的映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)起來(lái)，要準(zhǔn)確地對(duì)包含了光照條件、景物幾何形狀和物理特性、噪聲干擾和畸變以及攝像機(jī)特性等不利因素的圖像進(jìn)行無(wú)歧義的匹配，顯然是十分困難的，至今這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有得到很好的解決。 全方位視覺(jué)傳感器ODVS (OmniDirectional Vision Sensors) 為實(shí)時(shí)獲取場(chǎng)景的全景圖像提供了一種新的解決方案。ODVS的特點(diǎn)是視野廣(360度)，能把一個(gè)半球視野中的信息壓縮成一幅圖像，一幅圖像的信息量更大；獲取一個(gè)場(chǎng)景圖像時(shí)，ODVS在場(chǎng)景中的安放位置更加自由；監(jiān)視環(huán)境時(shí)ODVS不用瞄準(zhǔn)目標(biāo)；檢測(cè)和跟蹤監(jiān)視范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)物體時(shí)算法更加簡(jiǎn)單；可以獲得場(chǎng)景的實(shí)時(shí)圖像。同時(shí)也為構(gòu)建雙目全方位視覺(jué)傳感器的立體視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)提供了良好的基礎(chǔ)。 2．繪制交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖的研究 目前利用計(jì)算機(jī)繪制交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖已經(jīng)有了很多成熟的軟件應(yīng)用，本課題不是單純的利用計(jì)算機(jī)手動(dòng)繪制交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖，而是將雙目立體全方位視覺(jué)傳感器對(duì)交通事故現(xiàn)場(chǎng)某些特征點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果作為繪制交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖元素的參數(shù)，自動(dòng)繪制現(xiàn)場(chǎng)圖。真正達(dá)到快速自動(dòng)化的目標(biāo)。
