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单幅图像基础上的交通事故现场三维重建

李立冬  
【摘要】:原有的基于单幅图像确定目标方位的交通事故处理系统采用普通数码相机拍摄现场,用计算机图像处理技术和摄影测量原理来分析交通事故现场,计算所需要的各种数据、各个方位的尺寸,包括地面上任意两间距离,点到直线的距离,最终自动生成事故现场图。该系统确实提高了交通事故的处理效率,有效减少了交警在交通事故处理中的劳动强度和人为因素,但对恶劣天气下所拍照片的处理效果不是很好,测量精度有待进一步提高,各种数据的测量也仅限于地面。 因此,本文从以下三个方面入手,提高原有系统的性能。首先,由于测量的准确性很大程度上取决于相机标定,故采用自适应阈值图像分割技术实现图像的二值化,进而用Prewitt算子针对标盘局部区域进行边缘检测,用霍夫变换检测出标盘上的直线,以检测出的直线来标定相机。把这些图像处理过程局限于对比度较高的标盘区域,不仅可以实现有效的噪声消除和边缘检测,而且可以大大提高霍夫变换检测直线的效率。其次,以三维标定物代替平面标定物,增加了标定点个数,用最小二乘法求解相机参数,提高了准确度;同时在成像模型中考虑非线性畸变,使成像模型更符合实际情况,提高事故现场的测量精度。最后,在平面测距基础上,增加一个约束条件,求解线性方程组即可得到任意空间点的坐标,为事故现场的三维重建奠定了基础。


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