利用航拍图像生成等比例实景现场图的方法及系统

摘要

本发明提出了一种利用航拍图像生成实景现场图的方法及系统，该方法包括如下步骤：构造航拍平台；拍摄事故现场俯视图像；对所述俯视图像进行几何校正；对所述俯视图像进行坐标变换，将所述俯视图像的坐标系变换至等比例实景坐标系；并对事故要素信息进行提取标注。本发明能够利用航拍的图像通过几何校正和坐标变换得到真实细致的二维等比例实景现场图，高效准确地还原事故现场各要素。

主权项

一种利用航拍图像生成等比例实景现场图的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：构造航拍平台；S2：拍摄事故现场俯视图像；S3:对所述俯视图像进行几何校正，所述几何校正的步骤为：S31：利用二维标定板对相机进行标定，构造图像映射方程，得到相机的内部参数和外部参数，所述内部参数包括畸变系数，具体步骤为：S311：制备二维标定板，所述二维标定板上具有至少9个与背景对比度高、半径及行列间距固定的具有一定面积的图案；S312：利用待标定相机拍摄不同角度的含有所述标定板的图像；S313：利用图像识别算法对拍摄图像中的图案进行搜索和定位并提取质心坐标；S314：利用标定板上图案的二维实际坐标与提取的所述质心坐标建立映射方程，求其最优解，得到相机内部参数和外部参数，所述映射方程为：P_w＝P_c*R+Τ；${(u,v)}^T=\frac{f}{z_c}{(x_c,y_c)}^T;$${(u^{\prime },v^{\prime })}^T=\frac{2}{1+\sqrt{1-4k(u^2+v^2)}}{(u,v)}^T;$${(r,c)}^T={(\frac{v^{\prime }}{S_y}+C_y,\frac{u^{\prime }}{S_x}+C_x)}^T;$其中，R为旋转矩阵，Τ为平移矩阵，所述R、Τ为相机的外部参数；P_w为世界坐标，用(x_w，y_w，z_w)表示世界坐标内的坐标点，P_c为其变换到相机坐标系中的坐标，用(x_c，y_c，z_c)表示相机坐标系中的坐标点；f为焦距，u、v为理想的成像平面坐标；k为畸变系数，u'、v'为实际成像平面坐标；r为像素点行数，c为像素点列数，S_x、S_y为图像中心像素坐标，C_x，C_y为主点在成像坐标系中的坐标；S32：将畸变系数的数值调节为0，保持其它参数不变，得到新的相机的内部参数矩阵；S33：利用相机旧的内部参数代入图像映射方程，求解出失真图像像素坐标对应的成像平面坐标，再利用所述新的相机内部参数代入图像映射方程，将成像平面坐标面带入新的图像映射方程，得到校正后的图像像素坐标，再通过灰度插值实现颜色还原；S4：对所述俯视图像进行坐标变换，将所述俯视图像的坐标系变换至等比例实景坐标系；S5：在所述等比例实景坐标系中利用已知参考距离作为标尺对事故要素信息提取并标注。