基于视频的碰撞前车速计算方法研究

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近年来随着我国城市道路监控系统的广泛应用,基于视频录像的车速鉴定已成为计算事故车辆发生碰撞前车速的一种主要技术手段,快速、精确地计算车辆发生碰撞前的车速对于交通事故鉴定来说是非常必要的,在此背景下,针对提升车速计算准确性和快速性的问题,本文将对车速计算模型进行优化,同时设计开发碰撞前车速计算系统,并基于实际案例的应用来验证车速计算系统的可靠性。论文具体研究内容如下:(1)为了分析视频中运动物体“远大近小”的透视现象对车速计算的影响,设计不同拍摄高度、角度下的对照验证试验,通过对试验数据整理分析后得出结论:在连续较小的区间内透视现象对拍摄高度、拍摄角度的变化不敏感,在计算车速时可忽略这种透视现象的影响。同时提出使用插值法解决相机未标定时计算准确性不足的问题。(2)针对提升车速计算准确性的问题,提出对现有的时间插值法和网格法计算模型进行优化。研究分析了四种基于监控视频的碰撞前车速计算方法,将帧间加速度加入现有的时间插值法、网格法计算模型中,对两种计算模型进行改进,以此减小因忽略帧间加速度导致的计算误差。同时基于时间插值法计算模型分析图像清晰度、图像分辨率、车速、标尺长度对随机误差的影响,得出结论:使用模糊图像计算车速比清晰图像计算出的车速误差大许多;高分辨率的图像计算车速更准确;标尺长度一定时车速越快对误差的影响越大;车速一定时选取的标尺长度越大对误差影响越小。(3)针对提升车速计算快速性问题,设计开发基于视频的碰撞前车速计算系统。提出使用Kinovea软件可将视频车辆跟踪路径数字化,通过基于Kinovea路径坐标数据,结合改进后的时间插值法计算模型和改进后的网格法计算模型,使用Matlab-GUI平台设计碰撞前车速计算系统,实现基于视频的碰撞前车速的自动计算。(4)验证碰撞前车速计算系统的可靠性。分别使用碰撞前车速计算系统中改进的时间插值法和改进的网格法对同一起实际案例中同一车辆的碰撞前车速进行计算,对比分析计算结果,验证本文研究的碰撞前车速计算系统的可靠性,同时基于车速计算系统分析两例实际案例,进一步验证系统的可行性。该系统为碰撞前车辆行驶过程分析提供了技术支持。
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