基于立体相机的交通事故现场快速摄影测量的研究

摘要

近年来,经济的迅猛增长带动了机动车保有量的增长,这也使得道路交通事故频繁的发生。因当前交通事故现场勘测所花费的时间过长,故而引发了交通堵塞以及二次事故,其造成的经济损失也越来越严重。所以,提高事故现场勘测方法的测量速度以及测量精度已成为当前交通管理的目标之一。图像处理以及计算机视觉技术的迅速发展,让摄影测量成为实现这一目标的有效途径。
　　本文首先对比分析了将摄影测量技术应用于交通事故现场勘测的优势及意义,之后,对当前存在的几种摄影测量方法进行了对比分析,总结出交通事故现场摄影测量方法的发展趋势:基于立体相机及三维标尺的快速摄影测量,并指出该趋势存在的不足:图像配准、畸变校正以及距离解算等算法的精度和效率均有待提高。然后,本文就摄影测量技术中所涉及到的基本理论知识做了概括性介绍,并总结了基于立体相机及三维标尺的快速摄影测量的一般步骤。接着,本文对图像配准中精度及鲁棒性相对较高的 SIFT算法进行了介绍和分析,并针对 SIFT的不足给出了改进算法,实验结果表明改进的配准算法具有更高的精度、速度与鲁棒性。而后,本文对目前常用的畸变模型及校正算法进行了总结分析,并依此给出了改进的畸变模型及校正算法,实验结果表明因改进的算法综合考虑了径向、偏心和薄棱镜畸变的成因,故其在精度与鲁棒性上都有所提高。此后,本文介绍并分析了传统距离解算算法:标尺中标识图样的提取与识别算法以及传统直接线性变换算法,给出改进的基于立体相机以及三维标尺的距离解算方法,并通过短距测量及长距测量的实验结果,对比分析出本文方法在测量精度、运算速度以及鲁棒性等方面均优于传统方法。最后,本文对全文的研究结果进行了总结,并提出了展望。
　　通过多重实验表明,本文提出的交通事故现场摄影测量方法相对于传统方法在精度、速度以及鲁棒性上均有较大的提高。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2交通事故现场摄影测量的发展及现状

1.3本文的研究内容

第二章 摄影测量基础理论

2.1摄像机成像模型

2.2立体视觉的基本原理

2.3摄影测量的一般流程

2.4本章小结

第三章 图像配准

3.1图像配准技术简介

3.2尺度不变特征SIFT算法简介

3.3尺度不变特征SIFT算法改进

3.4实验结果及性能比较

3.5本章小结

第四章 相机透镜畸变校正

4.1相机透镜畸变校正简介

4.2相机透镜畸变校正算法改进

4.3实验结果及性能比较

4.4本章小结

第五章 距离解算算法

5.1场景标定物及提取算法简介

5.2传统距离解算算法

5.3改进的距离解算算法

5.4现场实验

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

参考文献

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