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交通事故现场校正图像序贯处理研究

作　者: 刘永波
导　师: 许洪国
学　校: 吉林大学
专　业: 交通环境与安全技术
关键词: 快速勘查 几何校正 图像拼接 图像配准 图像融合
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 28次
引　用: 1次
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内容摘要


机动车保有量随着国民经济的发展而迅速增加,但交通基础设施和管理措施的相对落后以及人为因素问题,致使交通事故不断发生。这不仅影响和制约了社会的进步,还造成了严重的生命财产损失。为减少交通事故现场勘查延误,避免诱发事故连锁效应,需要寻求一种高效、便捷的事故现场勘测与处理手段。随着数字摄影技术和图像处理技术的深入发展,事故处理人员可通过电子测绘技术来获取交通事故现场各信息之间的实际距离,并按规定完成事故现场图的绘制。交通事故现场图根据事故发生情况和状态来辅助确定事故责任,因此其数据信息需真实有效。成像系统本身的非线性和摄影装备的位置变化等因素会造成事故现场图像在生成过程中产生几何畸变。图像的几何畸变会对后续处理带来严重不便,故需对其进行几何校正。几何校正后的图像与在事故现场正上方垂直俯视拍摄具有相同效果,从而能够正确反映事故现场数据信息。应用基于校正后的事故现场图像拼接技术,就可得到一张涵盖事故现场路面全部信息的图像,从而解决一次摄影不能完全覆盖大场景事故现场的问题。以线性相机模型为基础,分析其成像过程,结合事故现场的特殊性,构建了事故现场图像空间坐标变换的几何校正数学模型。事故现场图像的几何校正问题属于几何运算范畴,主要由图像空间坐标变换和像素点灰度值确定两部分组成。通过四参考点法对事故现场坐标进行快速获取,然后利用向后映射法并根据最近邻插值算法进行新图像的像素点灰度值确定。图像配准及图像融合是图像拼接技术的关键问题。当特征点提取完毕后,通过最常见、最常用的特征点配准法来实现图像的配准。根据两点唯一确定一条直线的原理,在每幅待拼接的图片上可以确定一条配准参考线,于是提出基于特征线的交通事故现场图像配准法。图像融合则是利用基于加权平均算法的高斯模板对拼接后的图像进行平滑处理。在Visual C++环境下开发及完善了相应的几何校正软件和图像拼接软件,并给出软件各个模块的功能和其相应的操作流程。借助室内实验,从拍摄高度、拍摄角度和控制点区域选择三方面对事故现场图像几何校正软件进行详细的误差影响分析,并得出相应结论。通过室外实验得出拼接次数与拼接精度的关系,从而验证交通事故现场校正图像序贯处理算法的可行性与有效性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 交通事故研究的背景与意义  10-11
  1.2 交通事故现场快速勘测  11-13
    1.2.1 国外发展状况  12
    1.2.2 国内发展状况  12-13
  1.3 图像处理技术的发展  13
  1.4 研究内容及结构  13-16
第2章 图像几何校正方法  16-30
  2.1 成像的几何原理  16-19
  2.2 图像上参考点获取  19-22
    2.2.1 几何校正坐标变换数学模型  19-20
    2.2.2 参考点快速选取方法  20-21
    2.2.3 输入图像的参考点坐标获取  21-22
  2.3 图像几何校正变换  22-28
    2.3.1 图像空间变换  23-25
    2.3.2 灰度插值  25-26
    2.3.3 灰度值映射  26-28
  2.4 事故现场摄影图与目标图像配准  28-29
  2.5 小结  29-30
第3章 基于校正后的图像拼接方法  30-42
  3.1 图像配准  30-36
    3.1.1 图像模板配准法  30-33
    3.1.2 图像特征点配准法  33-36
  3.2 基于特征线的交通事故现场图像配准  36-39
  3.3 图像融合  39-41
    3.3.1 拼接图像像素值确定  40-41
    3.3.2 拼接图像的平滑  41
  3.4 小结  41-42
第4章 图像处理软件开发及应用  42-52
  4.1 软件开发工具  42
  4.2 软件相关功能  42-43
    4.2.1 几何校正软件功能  42-43
    4.2.2 图像拼接软件功能  43
  4.3 软件结构  43-45
    4.3.1 几何校正软件结构  43-44
    4.3.2 图像拼接软件结构  44-45
  4.4 软件工作流程  45-50
    4.4.1 几何校正软件操作步骤  45-47
    4.4.2 几何校正软件工作流程  47-48
    4.4.3 图像拼接软件操作步骤  48-50
    4.4.4 图像拼接软件工作流程  50
  4.5 小结  50-52
第5章 实验验证及误差分析  52-64
  5.1 实验条件  52
    5.1.1 实验前期准备  52
    5.1.2 实验方案设计  52
  5.2 数据采集影响因素  52-53
    5.2.1 拍摄相机距离地面高度  53
    5.2.2 拍摄角度  53
    5.2.3 参考点布置情况  53
  5.3 实验验证  53-63
    5.3.1 室内实验  54-58
    5.3.2 室外实验  58-63
  5.4 小结  63-64
第6章 总结与展望  64-66
  6.1 总结  64
  6.2 展望  64-66
参考文献  66-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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