[发明专利]一种单目摄像头轮胎痕迹测量方法和系统

权利要求书

1.一种单目摄像头轮胎痕迹测量方法，包含下述步骤：

第一步：CCD摄像机的标定，利用平面棋盘标定物对相机进行标定：

用便携式设备上的相机从不同角度拍摄带有标定板的图像，系统自动提取图像中标定板上的角点，同时利用系统中已经设定好的标定板尺寸，计算出相机的内参矩阵；内参矩阵是相机镜头的特征参数，一旦相机标定完成，如果不再变焦，则相机的内参矩阵不再变化；

第二步：外参求解

将标定板放置在交通事故现场的轮胎刹车痕迹附近，用便携式设备上的相机获取一张事故现场图，通过实际标定板中角点位置和系统自动搜索到图像中角点的位置关系，可以计算出图像与空间的关系矩阵，也就是外参；

第三步：空间点重建

选取图像中的任意点，系统可以自动根据内参和外参重建出点在实际空间中的坐标；

第四步：轮胎路面痕迹测量

进行轮胎路面痕迹测量，确定路基线，通过选取图片中路面基线上的两点并对其进行空间点重建，以确定路基的线方程，设路基线方程为                                                ；然后，选取轮胎刹车痕迹上的点，假设选取点A并进行重建后点的坐标为：，可以计算出已知点到路基线的垂直距离为，同时利用互相垂直的线的特征，可以求出Aa（a点为A点投影到路基线上的点）的直线方程，利用Aa直线方程和路基线方程的垂直关系两，可以求出a点的坐标（，）；同样方法，可以求出BCDE的相关参数，并在此基础上，可以求出刹车痕迹ABCDE的长度，ABCDE到路基线的垂直距离Aa、Bb、Cc、Dd、Ee，以及刹车痕迹的投影abcde的长度。

2.根据权利要求1所述的一种单目摄像头轮胎痕迹测量方法，其特征在于，步骤一所述的CCD摄像头为便携式设备上的相机，通过不同角度拍摄带有标定板的图像。

3.一种单目摄像头轮胎痕迹测量系统，其特征在于，包括用来对相机进行标定的平面棋盘标定物，用来采集实验过程中车辆轮胎痕迹及不同角度拍摄带有标定板图像的便携式设备，还包括角点识别模块、相机标定模块、空间点重建模块、距离测量模块以及轮胎路面痕迹测量模块，其中轮胎路面痕迹包括刹车痕迹长度（具体又分为直线、折线、曲线三种）、刹车痕迹在路基线上的投影长度以及刹车痕迹上特殊点到路基线的垂直距离等部分。

4.根据权利要求3所述的一种单目摄像头轮胎痕迹测量系统，其特征在于，所述的角点识别模块，用于自动提取便携式设备上的摄像头从不同角度拍摄的带有标定板图像的角点。

5.根据权利要求3所述的一种单目摄像头轮胎痕迹测量系统，其特征在于，所述的相机标定模块，用于便携式摄像头采集到的图像，通过角点识别模块，得到图像中标定物角点在图像坐标中的位置，然后通过内外参数求解模块计算出相机的内外参数。

6.根据权利要求3所述的一种单目摄像头轮胎痕迹测量系统，其特征在于，所述的空间点重建模块，用于根据求解到的内外参数求出图像中的点对应的空间点的位置。

7.根据权利要求3所述的一种单目摄像头轮胎痕迹测量系统，其特征在于，所述的距离测量模块及路面痕迹测量模块，在显示的待测轮胎痕迹图像上首先选取路基线上的亮点，确定路基线方程，然后选取轮胎痕迹上的点，可以得到轮胎痕迹间亮点的距离、轮胎痕迹点到基线的垂直距离与轮胎痕迹两点到基线的投影距离。