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文档简介
ICS43.020
R81
中华人民共和国国家质量监督
检验检疫总局备案号:53863-2017
云南省地方标准
DB53/T806—2016
基于视频图像的道路交通事故分析方法
2016-11-10发布2017-02-01实施
云南省质量技术监督局发布
DB53/T806—2016
基于视频图像的道路交通事故分析方法
1范围
本标准规定了基于视频图像的动态物体运动特征参数计算方法,及运用运动特征参数的道路交通
事故分析方法。
本标准适用于对视频图像的动态物体运动特征参数计算及运用运动特征参数的道路交通事故分
析,也适用于发生在广场、停车场、厂矿、车间、仓库等场所的交通事故分析。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有
的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方
研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。
GB20815-2006视频安防监控数字录像设备
GA/T1133-2014基于视频图像的车辆行驶速度技术鉴定
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
视频图像
利用视频摄录设备获取的动态图像信息。
[GA/T1133-2014,定义2.1]
3.2
固定式视频图像
固定式视频摄录设备记录的视频图像。
[GA/T1133-2014,定义2.2]
3.3
车载式视频图像
车载式视频摄录设备记录的视频图像。
[GA/T1133-2014,定义2.3]
3.4
视频图像质量
视频图像的清晰程度和畸变程度。
[GA/T1133-2014,定义2.4]
1
DB53/T806—2016
3.5
视频图像的连续性
符合人眼视觉暂留特性的视频图像中活动内容的连贯性和流畅性。
[GB20815-2006,定义3.9]
3.6
动态物体
视频图像中需分析其运动形态的物体。
3.7
视频图像关注区域
视频图像中能够显示动态物体运动轨迹的区域。
3.8
道路环境参照物
为计算动态物体运动特征参数而选取的视频图像中具有明显特征的道路环境标识的固定物。例如
行车道分界线、路口导向线、人行横道线、灯杆、行道树、护栏、路缘石、建筑物等。
3.9
动态物体参照物
为计算动态物体运动特征参数而选取的视频图像中动态物体具有明显特征的固定点。
3.10
虚拟参照物
为确定动态物体通过某一空间位置所用时间而在视频图像中设定的点、线或网格。
3.11
参照距离
两个参照物特征点或其投影之间的距离。
3.12
标尺
在计算速度时选取已知距离作为计算的基准。
3.13
动态物体移动距离
动态物体通过参照物特征点或其投影时动态物体同一特征点的位移量。
3.14
目标车辆
视频图像中需分析其运动形态的车辆。
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3.15
目标车辆行驶速度
视频图像中目标车辆后轴中心点的线速度。
3.16
运动跟踪软件
具有逐帧播放功能、可连续跟踪特征点、且能导出跟踪数据的计算机软件。
4技术要求
4.1原始资料
委托单位应向鉴定机构提供车辆行驶速度鉴定委托书、视频图像、道路交通事故现场图、道路交
通事故现场勘查笔录、目标车辆技术信息等材料。视频图像应为原始资料,或虽经处理但帧速率、显
示时间、图像元素位置均未发生变动的资料。
4.1.1视频图像画面清晰,肉眼可以分辨运动物体外观特征、运动轨迹,能够在图像关注区域内有效
选取或设定参照物。对视频图像畸变程度不做要求。
4.1.2确定视频资料的唯一性。包括:文件名、格式、大小、时长、分辨率、帧速率等。
4.2视频图像处理
运动跟踪软件是技术分析的主要工具,对于运动跟踪软件不能直接打开的视频,应该进行格式转
换,但不能改变原帧速率。
4.3视频图像帧速率检查
用运动跟踪软件打开视频文件,选取视频图像内做匀速或近似匀速运动的物体,在该物体上选取
一个特征点,逐帧跟踪特征点位置,导出跟踪点的X、Y坐标值。依次检查相邻两个数据差值,如果
某个差值近似是其他差值的n倍,说明此差值处前后两帧间缺失了n-1帧。以此类推,可以确定缺失
帧的位置和帧数。补齐缺失的帧,确定每秒包含的帧数,该帧数即为视频图像的帧速率f。
4.4时间轴确定
确定动态物体在视频图像中出现的时间。视频图像内有显示时间的,以显示时间为准;无显示时
间的,以运动跟踪软件内置的播放时间为时间基准。若使用不同视频图像计算同一运动物体速度,则
应予以校对各段视频图像之间的时间。
4.5参照物选取
在视频图像关注区域内按以下原则选取或设定参照物:
4.5.1道路环境参照物应尽量选取车行道分界线、人行横道线、路口导向线、路侧电线杆、灯杆、
树木等具有明显特征的固定物。
4.5.2目标车辆参照点应选取目标车辆前后轮轮心、前后灯具端点、车窗玻璃前后端点、轮胎与地
面接触点等特征点。
3
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4.5.3虚拟参照物的设定应便于确定目标车辆通过该空间位置所用的时间。宜将虚拟参照物设定在
与目标车辆某一特征点、道路环境参照物某一边缘或端点重合的位置。
4.5.4在满足需求的前提下,尽量选择间距较长的特征点作为参照距离,从而减小误差影响。
5固定式视频图像的车辆行驶速度计算方法
5.1车辆直线行驶时的速度
5.1.1利用目标车辆参照距离计算车辆行驶速度
利用目标车辆参照距离计算车辆行驶速度的方法如下:
a)用运动跟踪软件打开视频图像文件,在视频图像左下角设置坐标原点(注:为便于计算,宜将
坐标原点设置在图像左下角);
b)选取目标车辆同侧车身表面已知的参照距离为标尺(L),标尺必须与车辆移动方向重合,以标尺
前、后端为特征点(设跟踪点),逐帧跟踪特征点一个时段后结束跟踪,导出跟踪点X、Y坐标值;
c)设某一帧为0帧,前特征点跟踪坐标值为X(0)q或Y(0)q。在后特征点跟踪坐标值中查找接近或超
过X(0)q或Y(0)q的两个坐标值,分别设为X(n)h或Y(n)h、X(n+1)h或Y(n+1)h。记录后跟踪点达到X(0)q或Y(0)q所用
图像帧数n;
d)用时间插值法计算目标车辆行驶过一个标尺的平均速度:
当目标车辆行驶方向与X轴夹角小于45°时:
3.6L
v······(1)
n1XX
nh0q
ffXnhXn1h
式中:
v——目标车辆行驶过一个标尺的平均速度的数值,单位为千米每小时(km/h);
L——标尺长度的数值,单位为米(m);
n——帧数;
1/f——相邻两帧图像之间的时间间隔,单位为秒(s);
X(0)q——0帧时前特征点跟踪坐标的X轴数值;
X(n)h——n帧时后特征点跟踪坐标的X轴数值;
X(n+1)h——n+1帧时后特征点跟踪坐标的X轴数值。
当目标车辆行驶方向与X轴夹角大于45°时:
3.6L
v······(2)
n1YY
nh0q
ffYnhYn1h
4
DB53/T806—2016
使用前、后特征点跟踪坐标的Y轴数值计算,其余字母与(1)式相同。当目标车辆行驶方向与X轴夹
角等于45°时,用公式(1)、公式(2)均可。
e)如果把下一帧再次设为0帧,又可计算出一个平均速度,同理可以计算出一组平均速度。根据
匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的原理,计算出一个平均速度对应的中间时刻,
建立时间坐标,把每一个平均速度放在对应的时刻位置上,利用计算机的绘图功能,绘制目标车辆某
一时段的时间—速度曲线。
5.1.2利用道路环境参照距离计算车辆行驶速度
利用道路环境参照距离计算车辆行驶速度的方法如下:
a)用运动跟踪软件打开视频,在视频图像左下角设置坐标原点;
b)根据道路环境已知参照距离设置网格,标定参照距离以外的路段,以每格的实际距离为标尺L。
网格的经纬线必须有一条与目标车辆行驶方向重合或近似重合;
c)在某一帧图像中,选择目标车辆特征点或其路面投影位置作为跟踪点,逐帧跟踪一个时段后结
束跟踪。沿目标车辆行驶方向,在跟踪轨迹与网格经纬线交点处设置标记点1、标记点2、……、标记
点m,导出跟踪点及标记点的X、Y坐标值;
d)设标记点1的X、Y坐标值为[XB(1)、YB(1)]、标记点2的X、Y坐标值为[XB(2)、YB(2)]、……、
标记点m的X、Y坐标值为[XB(m)、YB(m)];XB(1)、YB(1)的数值会在目标车辆特征点跟踪的X、Y坐标值
中某两组数据之间,设这两组数据分别为X(1)q、Y(1)q和X(1)h、Y(1)h。同样,标记点2的X、Y坐标值
为XB(2)、YB(2),在目标车辆特征点跟踪的X、Y坐标值中的相应两组数据分别为X(2)q、Y(2)q和X(2)h、
Y(2)h。记录X(1)h、Y(1)h与X(2)q、Y(2)q之间的帧数差n;
e)用时间插值法计算目标车辆行驶过一个网格的平均速度:
当目标车辆行驶方向与X轴夹角小于45°时:
3.6L
v······(3)
n1XXXX
1hB12qB2
ffX1hX1qX2qX2h
式中:
XB(1)——标记点1的X轴坐标值;
XB(2)——标记点2的X轴坐标值;
X(1)q、X(1)h——目标车辆跟踪点的X坐标值中最接近XB(1)的两个数值;
X(2)q、X(2)h——目标车辆跟踪点的X坐标值中最接近XB(2)的两个数值;
其余同前。
当目标车辆行驶方向与X轴夹角大于45°时:
3.6L
v······(4)
n1YYYY
1hB12qB2
ffY1hY1qY2qY2h
5
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式中:
YB(1)——标记点1的Y轴坐标值;
YB(2)——标记点2的Y轴坐标值;
Y(1)q、Y(1)h——目标车辆跟踪点的Y坐标值中最接近YB(1)的两个数值;
Y(2)q、Y(2)h——目标车辆跟踪点的Y坐标值中最接近YB(2)的两个数值;
其余同前。
当目标车辆行驶方向与X轴夹角等于45°时,用公式(3)、公式(4)均可。
f)同理可以计算出一组平均速度。根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的原
理,计算出一组中间时刻,建立时间—速度坐标系,绘制目标车辆某一时段的时间—速度曲线。
5.2目标车辆沿曲线行驶的速度
本标准速度计算方法适用于单刚体车辆的行驶速度计算,多刚体车辆的行驶速度以牵引车或第一
节车体的行驶速度作为目标车辆的行驶速度。
[GA/T1133-2014,4.2.2多刚体车辆的行驶速度]
对于多轴汽车的行驶速度,应先将多轴汽车等效为两轴汽车,再按两轴汽车行驶速度计算方法进
行计算。等效方法参见GA/T1133-2014第4.2.1.2条。
5.2.1沿较小转弯半径的行驶速度计算
目标车辆沿较小转弯半径行驶时的速度鉴定方法与4.1.1的方法基本一致。应选取后轮附近长度较
小的标尺,以减小计算误差。
目标车辆转弯时,车辆一侧的特征点与车辆后轴中心点不在同一圆周上运动,当摄像设备处于目标
车辆内侧,车辆内侧特征点的速度低于车辆后轴中心点的速度;当摄像设备处于目标车辆外侧,车辆外
侧特征点的速度高于车辆后轴中心点的速度。
当摄像设备处于目标车辆内侧时:
RC0.5W
VZVC·······(5)
RC
式中:
VZ——车辆后轴中心点的线速度,单位为千米每小时(km/h);
VC——车辆后轮轮心的线速度,单位为千米每小时(km/h);
RC——车辆后轴中心点的转弯半径,单位为米(m);
W——后轴轮距,单位为米(m)。
当摄像设备处于目标车辆外侧时:
RC0.5W
VZVC·······(6)
RC
根据视频图像,到现场测量RC的数值;测量目标车辆左右后轮轮心之间的距离W,可以计算出VZ。
6
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5.2.2沿较大转弯半径的行驶速度计算
对于目标车辆沿较大转弯半径行驶的情况,取公式(5)、公式(6)式中等号右边VZ之前的部分作为修
正系数μ,则:
a)对于车宽≤1.8m,当RC≥40m时,修正系数μ在1.023~0.978之间,VZ≈VC,可以不进行修
正;
b)对于1.8m≤车宽≤2.5m,当RC≥50m时,修正系数μ在1.019~0.975之间,VZ≈VC,可以不
进行修正。
6车载式视频图像的目标车辆行驶速度计算方法
6.1目标车辆直线行驶时的速度
目标车辆直线行驶时的速度计算方法如下:
a)用运动跟踪软件打开视频文件,在视频图像左下角设置坐标原点;
b)在某一帧图像中,根据道路环境选择已知参照距离为标尺S′,目标车辆行驶方向必须与标尺
重合;
图1目标车辆直线行驶示意图
c)在标尺前端设置标记点,在标尺后端设置跟踪点,记录设置跟踪的显示时间;
d)逐帧播放视频,当跟踪点超过标记点位置时结束跟踪。导出标记点及跟踪点的X、Y坐标值;
e)设在某一帧图像的标记点的X、Y坐标值为[X(0)q、Y(0)q],跟踪点的X、Y坐标值为[X(0)h、Y(0)h];
在跟踪点的X、Y坐标值中,X(0)q、Y(0)q的数值会在某两组数据之间,设这两组数据分别为X(n)h、Y(n)h
和X(n+1)h、Y(n+1)h。记录X(0)h、Y(0)h与X(n)h、Y(n)h之间的帧数差n;
f)计算目标车辆行驶过一个标尺的平均速度:
当标尺方向与X轴夹角小于45°时:
3.6S'
V······(7)
n1XX
nh0q
ffXnhXn1h
式中:
7
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V——目标车辆行驶过已知参照距离S′的平均速度的数值,单位为千米每小时(km/h);
S′——已知参照距离的数值,单位为米(m);
n——帧数;
1/f——相邻两帧图像之间的时间间隔,单位为秒(s);
X(0)q——0帧时标尺前端标记点坐标的X轴数值;
X(n)h——n帧时标尺后端特征点跟踪坐标的X轴数值;
X(n+1)h——n+1帧时标尺后端特征点跟踪坐标的X轴数值;
当标尺方向与X轴夹角大于45°时:
3.6S'
V······(8)
n1YY
nh0q
ffYnhYn1h
使用前、后特征点跟踪坐标的Y轴数值计算,其余字母与(7)式相同。当标尺方向与X轴夹角等于
45°时,用式公式(7)、公式(8)均可。
g)同理可以计算出一组平均速度。根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的原
理,计算出一组中间时刻,建立时间—速度坐标系,绘制目标车辆某一时段的时间—速度曲线。
6.2目标车辆沿曲线行驶的速度
目标车辆沿曲线行驶时的速度计算方法同5.1。
注:
a)当车辆转弯行驶时,标尺必须在与车辆行驶轨迹半径接近的同心圆弧上选取。
图2目标车辆沿曲线行驶示意图
b)车辆行驶轨迹与标尺重合时,计算结果不必修正。车辆行驶轨迹与标尺不重合时,计算结果应
修正:
8
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当标尺处于目标车辆行驶曲线内侧时的计算公式:
RCR
VZVC······(9)
RC
式中:
VZ——车辆后轴中心点的线速度,单位为千米每小时(km/h);
VC——标尺后端跟踪点的线速度,单位为千米每小时(km/h);
RC——标尺圆弧的半径,单位为米(m);
ΔR——车辆后轴中心点的转弯半径与标尺圆弧半径的差值,单位为米(m)。
当标尺处于目标车辆行驶曲线外侧时的计算公式:
RCR
VZVC······(10)
RC
式中字母与(9)式相同。
7“丢帧”视频的处理方法
对有“丢帧”视频的处理方法如下:
a)用运动跟踪软件打开视频文件,在视频图像左下角设置坐标原点;
b)在视频中选择匀速运动的车辆,以车辆某一特征点为跟踪点进行逐帧跟踪。尽可能选择运动方
向与视频摄录设备轴线垂直的车辆进行跟踪;
c)导出跟踪点的X、Y坐标值,计算出帧间坐标数值差;
d)在坐标数值差中找出最小值,此数值为特征点每帧移动的画面距离。随着车辆移动,数值差按
透视规律依次变化,如果某一数值差是相邻数值差的近似n倍,说明该处存在丢帧。根据n值确定丢
帧数,在丢帧处补齐n-1帧及适当数据,重新建立时间坐标,观察1秒内包含的帧数,确定原视频的
帧速率;
e)用时间插值法数学模型计算车速。
8“模糊”视频的处理方法
视频图像模糊,跟踪点找不准确是造成车速计算误差的主要因素。根据误差理论,对视频进行多
次分析计算,取平均值是减小误差的有效方法。具体方法如下:
a)用运动跟踪软件打开视频,在视频图像左下角设置坐标原点;
b)在同一坐标系的条件下,应进行10次(不同人次)以上跟踪计算,取平均值绘制时间速度曲线;
c)分别取最大值和最小值,绘制时间速度曲线。分别对最大值和最小值曲线进行回归分析,给出
误差带数值。
9
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1
2
1203
4
115
5
1106
速度(km/h)7
1058
9
100
10
9511
12
90最大值
最小值
85平均值
线性(最大值)
80
线性(最小值)
00.10.20.30.40.50.6
线性(平均值)
时间(s)
图3根据模糊图像计算的误差带
9加速度的计算方法
加速度的计算方法如下:
a)在绘制时间—速度曲线的基础上,找出速度变化的节点;
b)取出斜率一致的数据绘制时间—速度曲线,用线性方程数学模型对数据进行回归分析,得到目
标车辆的运动方程(y=ax+b);
c)运动方程一次项系数即为目标车辆的加速度。
8
y=-8.1938x+494.47
7
R2=0.9828
速度(m/s)6
5
4
3
2
1
0
59.4559.559.5559.659.6559.759.7559.859.8559.959.9560
时间(s)
图4速度回归曲线图
10道路交通事故深度分析方法
10.1道路交通事故深度分析的一般步骤:
a)逐帧播放视频,了解事故过程;
b)确定事故过程的关键节点;
c)对道路交通事故中当事各方车辆或行人的运动特征参数进行计算;
d)根据运动特征参数序列绘制对应的时间—速度曲线;
10
DB53/T806—2016
e)根据运动曲线确定运动状态变化的节点(时间节点),并按节点确定各种运动状态的时间区间;
f)对不同时间区间的数据进行线性回归,得出对应的运动方程;
g)根据运动方程计算分析在某一时刻对应的空间位置、运动速度、加速度等;
h)根据以上数据,分析当事各方的交通行为特征。
10.2道路交通事故深度分析范围:
a)违反信号灯分析;
b)事故原因分析;
c)当事方交通行为分析。
11附图要求
11.1分析结果应有附图,附图示例参见附录B。
11.2所附图片应为视频图像上截取的原始画面,能够反映视频监控的显示时间、拍摄地点、目标车
辆、参照物等信息。
11.3附图应能完整清晰反映出目标车辆通过参照物时的过程。
11
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BAA
附录A
(资料性附录)
时间插值法
A.1GA/T1133-2014《基于视频图像的车辆行驶速度技术鉴定》中推荐使用的计算方法
速度等于距离除以时间,即v=s/t。通过视频图像,找出车辆行驶的距离和时间,就可以计算出车
速。
在监控视频图像中,有一些距离是可以通过实地测量获得,例如:车道分界线、人行横道线、行
道树间距、车身长度、车辆轴距等。
监控视频由一系列的单独图像组成,每幅图像称之为帧,每秒包含的帧数称之为帧速率。帧间时
间差为1/f。帧速率25fps的视频帧间时间差为0.04秒,帧速率30fps的视频帧间时间差为0.03333…
秒。
如果车辆在n个整帧数时间内移动的距离s正好等于已知距离L,则:
sL
v······(A.1)
t1
n
f
如果车辆在n个整帧数时间内移动的距离s小于已知距离L的长度,在n+1个整帧数时间内移动
的距离s大于已知距离L的长度,则:
LL
v······(A.2)
11
n1n
ff
公式A.2是GA/T1133-2014《基于视频图像的车辆行驶速度技术鉴定》中推荐使用的计算方法,
如果帧速率f=25,已知距离L=3m,车辆2帧和3帧之间行驶的已知距离,则:90km/h<v<120km/h。
由此可见,当车辆高速行驶时,用上述推荐方法计算出的车速范围较大。
通过视频图像要计算出准确的车速,必须获得精确的时间和距离。
A.2时间插值法数学模型
时间插值法就是以已知距离(标尺)为基准,用时间插值的方法,计算出车辆行驶过一个标尺的
准确时间,从而计算出准确的车速。
例如:车辆轴距的实际长度为L,车辆在某一时刻(设为第0帧)时前轮轮心(特征点q)位于
X(0)q位置,后轮轮心(特征点h)位于X(0)h位置。此时,X(0)q至X(0)h之间的画面距离为车辆轴距。
经过n帧,后轮轮心(特征点h)位于X(n)h位置,设:此时X(n)h至X(0)q的画面距离为Dn;经过(n+1)
帧,后轮轮心(特征点h)位于X(n+1)h位置,设:此时X(n)h至X(n+1)h的画面距离为C(n+1)。后轮轮心(特
12
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征点h)从X(n)h位置至X(n+1)h位置的时间为帧间时差1/f。
设:车辆驶过一个轴距的时间为tn,n为车辆从X(n)h至X(0)q所需的时间。如图A.1:
图A.1车辆通过1个轴距时前后轮位置坐标
则有:
11
······
tnnn0n(A.3)
ff
设车辆特征点(如轮心等)在相邻两帧图像之间行驶过的距离为一个微单元,在这个微单元中:
a)相邻两帧图像之间车辆作匀变速直线运动;
b)相邻两帧图像之间车辆驶过的距离可忽略透视关系的影响,即:画面距离与实际距离成比
例。
在这两个条件下,车辆在两帧图像之间的行驶的画面距离之比等于时间之比。即:
1Dn
n······(A.4)
fC(n1)
则:
11Dn
tnn······(A.5)
ffC(n1)
snL
vn······(A.6)
tntn
根据公式A.6就可以计算出车辆行驶过一个标尺长度(轴距)的平均车速。
A.3计算数学模型运用中的要点
通常根据图像内物体特性确定特征点,以已知特征点间的距离作为标尺,来计算目标区域内目标
车辆的时间与距离参数,主要方法有:
a)以图像内固定不动的标记点作为标尺(简称固定标尺)获取距离和时间参数。如以汽车通过地
面上标线的起止点,灯杆之间、树木之间或隔离设施之间的距离的时间来计算车速。如果图像内可以
找到多个固定标尺,就可以计算出汽车驶过相应标尺所对应时间段内的速度。
b)以图像内移动汽车上的特征点作为标尺(简称移动标尺)获取距离和时间参数。如以汽车的前
后车轮轮心、车身前后端、窗框两端等等。如图A.1所示,在第0帧图像里,特征点q、h(前、后轮
轮心)形成标尺X(0)qX(0)h。同理,第一帧图像内的标尺X(1)qX(1)h又可作为计算第1至第n+1帧之间速
13
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度的标尺。依此类推,每一帧图像上特征点之间的距离都形成一个瞬间参照标尺,并且与不同时间段
内采用的计算标尺相对应。
所选标尺的长度是已知的,只要根据标尺的画面长度与车辆行驶的画面距离的关系,就能计算出
在该时间段车辆通过画面上一个标尺长度的时间,最终计算出对应的车速。
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CDB
附录B
(资料性附录)
道路交通事故分析实例
B.1案情摘要
2014年8月5日13时32分许,在某地东风南路与兴科路交叉路口,一辆闯红灯的白色轿车与一辆摩
托车碰撞,造成人员受伤及车辆损坏的道路交通事故。
B.2视频时间节点
B.2.1在摩托车直行方向,13:32:56.56(秒)红灯熄灭、绿灯开启;
B.2.213:32:57.64(秒)轿车车头在图像右侧出现;
B.2.313:32:58.64(秒)摩托车越过停车线;
B.2.413:32:59.84(秒)两车碰撞;
B.2.513:32:61.24(秒)轿车停止。
B.3车速分析操作步骤:
a)利用运动跟踪软件打开视频,在视频图像左下角设置坐标原点(见图B.1);
b)经测量,视频中人行横道线白色实线长度为5m,以此为基准设置透视网格,标定白色实线以外
的路段(见图B.1);
c)经测量,白色轿车轴距为2.775m,以此为标尺,在前、后车轮轮心处设置跟踪点,记录跟踪点
设置的时刻(见图B.1);
图B.1设置坐标系原点坐标,利用透视网格标定路段,设置轿车跟踪点
d)逐帧播放视频,跟踪白色轿车运动轨迹,对跟踪轨迹进行截图(见图B.2);
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图B.2白色轿车跟踪轨迹截图
e)以“电子表格”形式导出白色轿车的跟踪数据,检查帧速率(见表B.1);
表B.1白色轿车的跟踪数据
Label:前轮57.52秒X轴X轴
xyt前轮像素差后轮像素差
1882780:00:00:0040
1842820:00:00:0439
1803860:00:00:0839
1764910:00:00:1239
1725960:00:00:1639
16861010:00:00:20Track39
16471060:00:00:24Label:后轮57.88秒39
16081100:00:00:28Coords(x,y:px;t:time)39
15691140:00:00:32xyt39
15301190:00:00:361893780:00:00:003940
14911240:00:00:401853840:00:00:043940
14521280:00:00:441813880:00:00:083940
14131330:00:00:481773910:00:00:123940
13741380:00:00:521733980:00:00:163939
13351430:00:00:5616941010:00:00:203939
12961470:00:00:6016551070:00:00:243839
12581520:00:00:6416161100:00:00:283839
12201580:00:00:6815771150:00:00:323839
11821620:00:00:7215381200:00:00:363839
11441660:00:00:7614991240:00:00:403839
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11061700:00:00:8014601270:00:00:443839
10681750:00:00:8414211320:00:00:483839
10301780:00:00:8813821390:00:00:523839
9921820:00:00:9213431430:00:00:563839
9541860:00:00:9613041480:00:00:603739
9171900:00:01:0012651530:00:00:643739
经检查,帧间像素差均匀,说明视频没有“丢帧”。每秒内有25帧,帧频率为25fps。
f)用时间插值法数学模型计算白色轿车车速(见表B.2);
表B2白色轿车的跟踪数据
TrackTrack
Label:前轮57.88秒Label:后轮57.88秒
Coords(x,y:px;t:time)Coords(x,y:px;t:time)
x前轮代号tx后轮代号t时标速度
1530X(0)q57.881893X(0)h57.8858.0627.131616
1492X(1)q57.921853X(1)h57.9258.127.207402
1453X(2)q57.961813X(2)h57.9658.1427.207402
1415X(3)q581773X(3)h5858.1827.283613
1375X(4)q58.041733X(4)h58.0458.2227.207402
1338X(5)q58.081694X(5)h58.0858.2627.360253
1298X(6)q58.121655X(6)h58.1258.327.283613
1260X(7)q58.161616X(7)h58.1658.3427.360253
1222X(8)q58.21577X(8)h58.258.3827.445055
1183X(9)q58.241538X(9)h58.2458.4227.520661
1145X(10)q58.281499X(10)h58.2858.4627.671165
1107X(11)q58.321460X(11)h58.32
1069X(12)q58.361421X(12)h58.36
1030X(13)q58.41382X(13)h58.4
1343X(14)h58.44
1304X(15)h58.48
1265X(16)h58.52
1226X(17)h58.56
1186X(18)h58.6
1146X(19)h58.64
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1107X(20)h58.68
57.88秒至58.24秒的平均速度的计算式:
3.6L3.62.775
v57.8858.2427.13(km/h)
n1XX91XX
nh0q9h0q
ffXnhXn1h2525X9hX10h
根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,57.88秒至58.24秒的中间时刻为58.06
秒,即:58.06秒的瞬时速度为27.13km/h。以此类推,每隔0.04秒可以计算出一个瞬时速度。建立时
间—速度坐标系,可以绘出白色轿车的时间—速度曲线(见图B.3);
40
35
30
速度(km/h)25
20
15
10
5
0
57.55858.55959.56060.56161.5
时间(s)
图B.3白色轿车57.70秒至61.24
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