本發(fā)明涉及視覺(jué)感知領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法。

背景技術(shù)：

1、隨著航空技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)作為一種新型的航空器開(kāi)始逐漸成熟，利用專業(yè)的地理信息系統(tǒng)軟件對(duì)航拍數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，制作事故現(xiàn)場(chǎng)的地圖和圖表，航空攝影技術(shù)開(kāi)始得到廣泛應(yīng)用，通過(guò)飛機(jī)搭載相機(jī)進(jìn)行航拍，獲取大范圍的地表影像，對(duì)各行各業(yè)帶來(lái)新的數(shù)據(jù)獲取途徑；

2、傳統(tǒng)的方法通常需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查員手動(dòng)測(cè)量事故現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)據(jù)，在復(fù)雜的交通事故現(xiàn)場(chǎng)，如高速公路、交叉路口等，人工測(cè)量往往受到交通限制、安全風(fēng)險(xiǎn)等因素的影響，可能難以完全獲取到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，制圖的過(guò)程相對(duì)較慢，且難以滿足對(duì)速度和效率要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

3、經(jīng)檢索，中國(guó)專利號(hào)為cn117649486a的專利，公開(kāi)了一種基于激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的道路交通事故繪制方法和系統(tǒng)，具有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)圖繪制的準(zhǔn)確性和安全性；其利用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)能夠真實(shí)記錄事故的第一現(xiàn)場(chǎng)，用于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和研究。這些數(shù)據(jù)可以用于事故重建、模擬和仿真等方面，有助于進(jìn)一步深入研究事故原因和預(yù)防措施；

4、但在上述的專利精度受到人員技術(shù)水平和測(cè)量工具等因素的限制，制圖的過(guò)程相對(duì)較慢，無(wú)法滿足對(duì)速度和效率要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，難以獲取到無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星所提供的更豐富的多源信息數(shù)據(jù)，進(jìn)行完整記錄事故發(fā)生時(shí)的真實(shí)情況，重現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況，因此，提出的一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的是為了解決傳統(tǒng)方法，受到人員技術(shù)水平和測(cè)量工具等因素的限制，制圖的過(guò)程相對(duì)較慢，難以進(jìn)行完整記錄事故發(fā)生時(shí)的真實(shí)情況，而提出的一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、s1：在事故現(xiàn)場(chǎng)周圍制定飛行路徑和高度；

4、s2：從不同角度和高度拍攝事故現(xiàn)場(chǎng)的影像；

5、s3：將無(wú)人機(jī)拍攝的影像數(shù)據(jù)與其他來(lái)源的信息進(jìn)行融合和整合；

6、s4：將拍攝的影像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，利用專業(yè)的地圖制作軟件或三維建模軟件，對(duì)影像進(jìn)行處理和拼接；

7、s5：根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)和事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，對(duì)制作的地圖進(jìn)行標(biāo)注；

8、s6：結(jié)合事故調(diào)查報(bào)告，生成詳細(xì)的事故現(xiàn)場(chǎng)制圖報(bào)告。

9、上述技術(shù)方案進(jìn)一步包括：

10、所述s1：在事故現(xiàn)場(chǎng)周圍制定飛行路徑和高度，根據(jù)交警事故草圖記錄地址進(jìn)行初步定位，通過(guò)天眼系統(tǒng)獲取事故過(guò)程視頻，并確定事故發(fā)生地點(diǎn)，記錄事故地點(diǎn)的標(biāo)志性建筑，確定拍攝當(dāng)天的天氣情況、飛行區(qū)是否屬于禁飛區(qū)、周圍建筑的密度和高度及電線和樹(shù)木的分布，最后檢查飛行器各零部件的完整性。

11、所述s2：從不同角度和高度拍攝事故現(xiàn)場(chǎng)的影像，提前對(duì)事故發(fā)生過(guò)程進(jìn)行了解，明確事故參與方的行駛方向、碰撞前的駕駛意圖、碰撞時(shí)的具體位置和碰撞后的停止位置，注意障礙物、較高綠化對(duì)事故造成影響的環(huán)境信息，并在航拍圖內(nèi)選取參考物并進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)不同角度對(duì)路段進(jìn)行拍攝，航向重疊度保持不低于60％，旁向重疊度保持不低于15％，設(shè)置較高的像片重疊率。

12、所述s3：將無(wú)人機(jī)拍攝的影像數(shù)據(jù)與其他來(lái)源的信息進(jìn)行融合和整合，通過(guò)衛(wèi)星定位事故發(fā)生地點(diǎn)，使用卡爾曼濾波，對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)校正和預(yù)測(cè)，在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中，通過(guò)狀態(tài)方程描述無(wú)人機(jī)的位置和速度變化，無(wú)人機(jī)的位置和速度向量分別為x和v：

13、x(k+1)＝a*x(k)+b*u(k)+w(k)

14、其中，a是狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，b是輸入控制矩陣，u是控制向量，w是系統(tǒng)噪聲，通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載的衛(wèi)星定位傳感器，獲取到位置觀測(cè)值z(mì)：

15、z(k)＝h*x(k)+v(k)

16、其中，h是觀測(cè)矩陣，v是觀測(cè)噪聲，根據(jù)狀態(tài)方程和觀測(cè)方程，使用卡爾曼濾波的遞推公式對(duì)無(wú)人機(jī)的位置和速度進(jìn)行估計(jì)和矯正：

17、估計(jì)：

18、x_hat(k|k-1)＝a*x_hat(k-1|k-1)+b*u(k)

19、p(k|k-1)＝a*p(k-1|k-1)*at+q

20、矯正:

21、k(k)＝p(k|k-1)*ht*(h*p(k|k-1)*ht+r)(-1)

22、x_hat(k|k)＝x_hat(k|k-1)+k(k)*(z(k)-h*x_hat(k|k-1))

23、p(k|k)＝(i-k(k)*h)*p(k|k-1)

24、對(duì)無(wú)人機(jī)飛行軌跡的預(yù)測(cè)和修正。

25、所述s3：將無(wú)人機(jī)拍攝的影像數(shù)據(jù)與其他來(lái)源的信息進(jìn)行融合和整合，結(jié)合無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)，并利用多個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行交通事故現(xiàn)場(chǎng)信息整合，通過(guò)無(wú)人機(jī)拍攝得到交通事故現(xiàn)場(chǎng)的影像數(shù)據(jù)，并且同時(shí)獲得交通監(jiān)控?cái)z像頭、交警部門以及目擊證人的各種信息，包括車輛位置、速度、行駛方向，利用貝葉斯定理將無(wú)人機(jī)影像數(shù)據(jù)與其他信息進(jìn)行整合，以得到對(duì)事故原因的推斷

26、

27、其中，p(a|b)表示在觀測(cè)到事件b的情況下事件a發(fā)生的概率，p(b|a)是在事件a發(fā)生的情況下觀測(cè)到事件b的概率，p(a)和p(b)分別是事件a和事件b發(fā)生的先驗(yàn)概率。

28、所述s4：將拍攝的影像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，通過(guò)導(dǎo)入具有一定重疊率的數(shù)碼影像，將航拍圖像導(dǎo)入agisoft軟件，對(duì)照片中地面控制點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，作為連接點(diǎn)，對(duì)應(yīng)地表控制點(diǎn)生成真實(shí)坐標(biāo)，進(jìn)行三維模型重建，精確的紋理網(wǎng)格模型重建，生成高分辨率的地理正交影像。

29、所述s5：根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)和事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，對(duì)制作的地圖進(jìn)行標(biāo)注，將航拍合成圖導(dǎo)入繪圖軟件，標(biāo)注現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的參考物的尺寸，得到合成圖應(yīng)縮放的比例并進(jìn)行縮放，根據(jù)先設(shè)定好的圖層與事故相關(guān)的路面信息描繪完全，標(biāo)注好事故參與方、碰撞點(diǎn)信息。

30、所述s6：結(jié)合事故調(diào)查報(bào)告，生成詳細(xì)的事故現(xiàn)場(chǎng)制圖報(bào)告，通過(guò)收集到的事故數(shù)據(jù)，包括事故發(fā)生地點(diǎn)的地理坐標(biāo)、道路布局、交通信號(hào)燈狀態(tài)、車輛軌跡和事故痕跡，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)事故三維制作圖及圖上標(biāo)注，以電子文檔形式保存發(fā)送。

31、本發(fā)明具備以下有益效果：

32、1、本發(fā)明中，通過(guò)無(wú)人機(jī)拍攝的影像，生成三維模型或地圖，提供立體感觀察事故現(xiàn)場(chǎng)的能力，從多個(gè)角度全方位地記錄事故現(xiàn)場(chǎng)的情況，無(wú)需直接接觸事故現(xiàn)場(chǎng)，提高了操作的安全性和效率。

33、2、本發(fā)明中，通過(guò)交通事故現(xiàn)其他信息源進(jìn)行整合，利用貝葉斯定理進(jìn)行推斷，從而得到更準(zhǔn)確和可靠的交通事故原因推斷結(jié)果，并在數(shù)據(jù)融合與多源信息整合方面提供更全面、更多維度的信息支持。

技術(shù)特征：

1.一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法，其特征在于，所述s1：在事故現(xiàn)場(chǎng)周圍制定飛行路徑和高度，根據(jù)交警事故草圖記錄地址進(jìn)行初步定位，通過(guò)天眼系統(tǒng)獲取事故過(guò)程視頻，并確定事故發(fā)生地點(diǎn)，記錄事故地點(diǎn)的標(biāo)志性建筑，確定拍攝當(dāng)天的天氣情況、飛行區(qū)是否屬于禁飛區(qū)、周圍建筑的密度和高度及電線和樹(shù)木的分布，最后檢查飛行器各零部件的完整性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法，其特征在于，所述s2：從不同角度和高度拍攝事故現(xiàn)場(chǎng)的影像，提前對(duì)事故發(fā)生過(guò)程進(jìn)行了解，明確事故參與方的行駛方向、碰撞前的駕駛意圖、碰撞時(shí)的具體位置和碰撞后的停止位置，注意障礙物、較高綠化對(duì)事故造成影響的環(huán)境信息，并在航拍圖內(nèi)選取參考物并進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)不同角度對(duì)路段進(jìn)行拍攝，航向重疊度保持不低于60％，旁向重疊度保持不低于15％，設(shè)置較高的像片重疊率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法，其特征在于，所述s3：將無(wú)人機(jī)拍攝的影像數(shù)據(jù)與其他來(lái)源的信息進(jìn)行融合和整合，通過(guò)衛(wèi)星定位事故發(fā)生地點(diǎn)，使用卡爾曼濾波，對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)校正和預(yù)測(cè)，在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中，通過(guò)狀態(tài)方程描述無(wú)人機(jī)的位置和速度變化，無(wú)人機(jī)的位置和速度向量分別為x和v：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法，其特征在于，所述s3：將無(wú)人機(jī)拍攝的影像數(shù)據(jù)與其他來(lái)源的信息進(jìn)行融合和整合，結(jié)合無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)，并利用多個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行交通事故現(xiàn)場(chǎng)信息整合，通過(guò)無(wú)人機(jī)拍攝得到交通事故現(xiàn)場(chǎng)的影像數(shù)據(jù)，并且同時(shí)獲得交通監(jiān)控?cái)z像頭、交警部門以及目擊證人的各種信息，包括車輛位置、速度、行駛方向，利用貝葉斯定理將無(wú)人機(jī)影像數(shù)據(jù)與其他信息進(jìn)行整合，以得到對(duì)事故原因的推斷

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法，其特征在于，所述s4：將拍攝的影像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，通過(guò)導(dǎo)入具有一定重疊率的數(shù)碼影像，將航拍圖像導(dǎo)入agisoft軟件，對(duì)照片中地面控制點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，作為連接點(diǎn)，對(duì)應(yīng)地表控制點(diǎn)生成真實(shí)坐標(biāo)，進(jìn)行三維模型重建，精確的紋理網(wǎng)格模型重建，生成高分辨率的地理正交影像。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法，其特征在于，所述s5：根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)和事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，對(duì)制作的地圖進(jìn)行標(biāo)注，將航拍合成圖導(dǎo)入繪圖軟件，標(biāo)注現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的參考物的尺寸，得到合成圖應(yīng)縮放的比例并進(jìn)行縮放，根據(jù)先設(shè)定好的圖層與事故相關(guān)的路面信息描繪完全，標(biāo)注好事故參與方、碰撞點(diǎn)信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法，其特征在于，所述s6：結(jié)合事故調(diào)查報(bào)告，生成詳細(xì)的事故現(xiàn)場(chǎng)制圖報(bào)告，通過(guò)收集到的事故數(shù)據(jù)，包括事故發(fā)生地點(diǎn)的地理坐標(biāo)、道路布局、交通信號(hào)燈狀態(tài)、車輛軌跡和事故痕跡，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)事故三維制作圖及圖上標(biāo)注，以電子文檔形式保存發(fā)送。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及視覺(jué)感知領(lǐng)域，且公開(kāi)了一種基于無(wú)人機(jī)拍攝的交通事故現(xiàn)場(chǎng)制圖方法，包括：S1：在事故現(xiàn)場(chǎng)周圍制定飛行路徑和高度；S2：從不同角度和高度拍攝事故現(xiàn)場(chǎng)的影像；S3：將無(wú)人機(jī)拍攝的影像數(shù)據(jù)與其他來(lái)源的信息進(jìn)行融合和整合；S4：將拍攝的影像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，利用專業(yè)的地圖制作軟件或三維建模軟件，對(duì)影像進(jìn)行處理和拼接；S5：根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)和事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，對(duì)制作的地圖進(jìn)行標(biāo)注；S6：結(jié)合事故調(diào)查報(bào)告，生成詳細(xì)的事故現(xiàn)場(chǎng)制圖報(bào)告，從而得到更準(zhǔn)確和可靠的交通事故原因推斷結(jié)果，并在數(shù)據(jù)融合與多源信息整合方面提供更全面、更多維度的信息支持。

技術(shù)研發(fā)人員：李權(quán),朱冬,向浪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21