基于主动立体全方位视觉的交通事故现场测绘仪

摘要

一种基于主动立体全方位视觉的交通事故现场测绘仪，包括具有固定视点的全方位视觉传感器、具有固定发光中心点的激光全景体结构光发生器、连接支架、用于定位交通事故现场及自动生成道路平面图的GPS传感器和用于对全方位视觉传感器的图像进行道路交通事故现场图绘制的微处理器，全方位视觉传感器的固定视点与激光全景体结构光发生器的固定发光中心点在同一轴线上；微处理器包括LD光源控制单元、视频图像读取模块、摄像点位置信息获取模块、预置道路平面地图生成模块、方位信息解析模块、现场视频图像加工模块、各测量点空间位置信息计算模块和现场事故图生成模块。本发明简化计算的复杂性、省略摄像机标定工作、环境适用性强、测量快速准确。

主权项

一种基于主动立体全方位视觉的交通事故现场测绘仪，其特征在于：所述交通事故现场测绘仪包括一台具有固定视点的全方位视觉传感器、一台具有固定发光中心点的激光全景体结构光发生器、连接支架、一台用于定位交通事故现场以及为自动生成道路平面图的GPS传感器和用于对全方位视觉传感器的图像进行道路交通事故现场图绘制的微处理器，所述的全方位视觉传感器与所述的激光全景体结构光发生器之间通过所述的连接支架进行连接，所述的全方位视觉传感器的视点与所述的激光全景体结构光发生器的固定发光中心点在同一轴线上；所述全方位视觉传感器包括双曲面镜面、上盖、透明半圆形外罩、下固定座、摄像单元固定座、摄像单元、连接单元、上罩和指南针；所述的双曲面镜面固定在所述的上盖上，所述的下固定座和透明半圆形外罩通过连接单元连接成一体，所述的透明半圆形外罩与所述的上盖以及所述的上罩固定在一起，所述的摄像单元固定在所述的摄像单元固定座上，所述的摄像单元固定座固定在所述的下固定座上，所述的摄像单元的输出与所述微处理器连接；所述的摄像单元是宽动态CMOS成像器件；全方位视觉传感器的视点在所述的双曲面镜面的实焦点上；所述指南针固定在所述的双曲面镜面的中间，指南针处在摄像单元的视觉范围内；所述的激光全景体结构光发生器包括圆球面体基板、72组具有不同发光中心波长的激光二极管；所述的激光二极管固定在所述的圆球面体基板上，所述的圆球面体基板为内部圆型中空、上下圆柱形中空的圆球面体，所述的圆球面体基板的外球面上从零纬度开始在经度上以每隔2°角度、在纬度线上每隔5°角度均匀等分排列着与激光二极管LD的外直径相等的小孔；所述的72组具有不同发光中心波长的激光二极管依次从在所述的圆形面体基板上的零纬度值到最大俯角按顺序插入到相应的小孔内，每个激光二极管的发射光方向与所插入相应小孔的法线方向重合；所述的微处理器包括：LD光源控制单元，用于控制激光全景体结构光发生器发出全彩色全景结构光，在LD光源控制单元使激光全景体结构光发生器的供电电源处于ON状态时，在全方位视觉传感器的成像单元中直接获得包含有交通事故现场所有相关物点与激光全景体结构光发生器的中心点间的距离值R、纬度值φ和经度值β信息的全景视频图像；视频图像读取模块，用于读取全方位视觉传感器的全景视频图像，其输出与所述 的方位信息解析模块和现场视频图像加工模块连接；摄像点位置信息获取模块，用于获得基于主动立体全方位视觉的交通事故现场测绘仪所处的位置信息，通过GPS传感器获取现场测绘仪的位置；预制道路平面地图生成模块，用于自动生成交通事故出事点周围的道路平面地图，根据现场测绘仪的几何坐标x，y，z检索GIS数字地图，并以1∶200比例自动生成以现场测绘仪为中心的道路平面地图草图，平面地图的上方为正北方向，其输出发送给现场事故图生成模块；现场视频图像加工模块，用于保存现场的原始数据，以便对事故现场信息进行二次提取，将从所述的摄像点位置信息获取模块所获取的几何坐标x，y，z和当前时间信息t写入在所述的视频图像读取模块中所获取的全景图像上，在该全景图上包含有交通事故测量点的几何坐标信息、测量时间信息以及现场全景图像，加工后的全景图像数据保存在存储单元内；方位信息解析模块，用于确定全景图像上的各事故相关点的方位，即确定观察点坐标系的方位角坐标；各测量点空间信息计算模块，用于计算每个事故相关点与激光全景体结构光发生器的中心点之间的距离值R、纬度值φ和经度值β信息；现场事故图生成模块，用于将事故相关点的空间位置数据绘制在自动生成的道路平面地图上，根据公安部绘制现场事故图的标准，需要绘制现场记录图、现场比例图、现场断面图、现场立面图和现场分析图。