一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測方法
【專利說明】一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測方法 一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種公安案件的快速處理方法，特別是一種C⑶配合iPad攝影獲取公 安案件幾何信息的量測方法。 二、 技術(shù)背景
[0002] 傳統(tǒng)的公安案件處理方式主要采用人工實地勘查的方式，利用米尺和粉筆等工具 對案件現(xiàn)場進(jìn)行測量和標(biāo)記，但在實際操作和案件處理中，手工勘查方式存在的缺點和局 限性越來越明顯，為公安案件的高效、快速處理帶來了很大的麻煩與不便：
[0003] ①采用傳統(tǒng)的人工勘查方式進(jìn)行公安案件處理時，耗時較長，案發(fā)現(xiàn)場不能很快 被清理，耽誤當(dāng)事人和其他人員的時間，甚至容易造成交通堵塞等。
[0004] ②采用傳統(tǒng)的人工勘查方式，工作人員勞動強(qiáng)度較大，需要較大的人力物力支撐。
[0005] ③由于人為主觀性，在采用人工實地勘查方式時，容易造成人為主觀臆斷現(xiàn)象，甚 至是可能造成關(guān)鍵信息遺漏的問題，給案件評判帶來麻煩。
[0006] ④采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行公安案件處理時，對于案發(fā)現(xiàn)場的細(xì)節(jié)線索難以把握，而 具體事故案發(fā)流程更是難以生動描述，且不利于存檔保存。
[0007] 因此，目前采用的人工實地勘查的方式進(jìn)行公安案件現(xiàn)場測量處理存在著一定的 局限性和滯后性，且案件處理的效率很低，對公安案件的處理偵破帶來了很大的麻煩與不 便。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服目前采用人工勘查方式的局限性和滯后性，很好地解決公安案件現(xiàn)場處 理問題，本發(fā)明的目的就是提供一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測方 法。
[0009] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0010] ①針對公安案件頻發(fā)現(xiàn)象，利用CCD鏡頭配合iPad攝影，對公安案件現(xiàn)場進(jìn)行快 速處理，獲取對案件有用的關(guān)鍵信息；
[0011] ②由于案發(fā)現(xiàn)場局部地面可近似為平面，假定地面高程相等，針對案發(fā)現(xiàn)場目標(biāo) 物位置的不同，采用單片正直攝影測量方式，分別對地面物體和垂直墻面物體進(jìn)行分析，利 用可折疊標(biāo)志桿上兩端點以及折疊兩段的長度，確定出地面高程Z。和CCD鏡頭攝影時的焦 距f，通過攝影測量原理，對攝影像片進(jìn)行識別、分析和處理，解算出對偵破案件有用的幾何 信息和偏移位置關(guān)系，作為公安案件偵破的關(guān)鍵依據(jù)，并予以存檔，以備隨時查看。
[0012] 本項發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0013] ①采用CCD配合iPad攝影進(jìn)行公安案件現(xiàn)場的勘測，迅速，高效，能在最短時間內(nèi) 解決案件問題，不會耽擱太多時間，避免造成交通堵塞等；
[0014] ②極大地解放了人力物力，只需要一兩個工作人員，C⑶配合iPad攝影，就能實現(xiàn) 案發(fā)現(xiàn)場的快速處理和信息采集；
[0015] ③可以在有限的時間內(nèi)，根據(jù)案發(fā)現(xiàn)場條件，采集事故現(xiàn)場關(guān)鍵信息，很好地避免 了由于主觀或客觀原因造成的現(xiàn)場信息遺漏和誤斷；
[0016] ④采用攝影測量方式處理公安案件問題，原理簡單，處理方法方便，非常容易實 現(xiàn)，且能夠永久保存現(xiàn)場信息。 四、
【附圖說明】：
[0017] 下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0018] 圖1為公安案件現(xiàn)場單片正直攝影坐標(biāo)系模型示意圖；
[0019] 圖2為公安案件現(xiàn)場可折疊標(biāo)志桿的安放及攝影方式示意圖；
[0020] 圖3為公安案件現(xiàn)場地面和墻面上的目標(biāo)物模型示意圖；
[0021] 其中，S為攝影觀測點，1、2為折疊標(biāo)志桿的兩端點，3為折疊標(biāo)志桿上折疊點，Lp L2S折疊定長標(biāo)志桿折疊兩段的長度，I表示案件現(xiàn)場的地面，II表示案件現(xiàn)場的垂直墻 面，AB為案件現(xiàn)場地面上的目標(biāo)物，⑶為案件現(xiàn)場垂直墻面上的目標(biāo)物，C。為垂直墻面上 特征點對應(yīng)在地面上的點。 五、
【具體實施方式】：
[0022] 利用C⑶配合iPad攝影對公安案件現(xiàn)場進(jìn)行處理，無論在處理效率和人工工作強(qiáng) 度上，還是現(xiàn)場后測量和檔案保存上，都有了較大的改進(jìn)，提供了一種新的處理公安案件的 方式方法，具體是：
[0023] 1)由于公安案件現(xiàn)場地面局部為近平面，根據(jù)案件現(xiàn)場情況，選擇攝影觀測點S， 如圖1所示，采用CCD鏡頭配合iPad單片正直攝影方式對案件現(xiàn)場進(jìn)行攝影，保證在觀測 點上能夠拍攝到案件目標(biāo)物尺寸大小、遺留的事故痕跡以及案件散落的證物等；
[0024] 2)如圖2所示，在公安案件現(xiàn)場的地面上水平放置一個可折疊的兩段定長標(biāo)志 桿，其中，1、2為折疊標(biāo)志桿的兩端點，3為折疊標(biāo)志桿的折疊點，且折疊桿折疊兩段長度分 別為Q、L2，案發(fā)現(xiàn)場的信息采集人員用CCD配合iPad平板對案發(fā)現(xiàn)場的關(guān)鍵信息進(jìn)行近 正直單片攝影，通過調(diào)節(jié)鏡頭焦距使目標(biāo)物清晰地成像在攝影像片上，且要保證攝影像片 上包含折疊標(biāo)志桿；
[0025] 3)案件現(xiàn)場地面局部為平面，假定地面高程Z1=Z。， 其中，（XyYyZ1)為任意一點的物方坐標(biāo)，（Ul，V1)為物方點對應(yīng)的像點的像方坐標(biāo)，f表示C⑶鏡頭焦距，將物方點坐標(biāo)的Xp￥1用Z1表示出來，即數(shù)學(xué)模型②
[0026] 4)由于案件現(xiàn)場同一地面高程Z1=Z。，假定地面上任意兩點的物方坐標(biāo)為!!!(X1, Y1,Z。)、n(X1+1，Y1+1，Z。)，利用數(shù)學(xué)模型②，求得地面任意兩物方點的坐標(biāo)變化量，即數(shù)學(xué)模型
其中，（AX1,AY1)地面上任意兩物方點坐標(biāo)差值，Z。為地面點高 程，（Ui,Vi)、（ui+1，vi+1)分別為任意點m、n對應(yīng)的像點像方坐標(biāo)，f表示CCD鏡頭焦距；
[0027] 5)利用數(shù)學(xué)模型④L2=AX2+AY2+AZ2，建立地面高程Z。和鏡頭焦距f?的數(shù)學(xué)模
其中，Li為折疊標(biāo)志桿的特定長度，Z。為地面點 9 高程，（U1,V1)、（u1+1，V1J分別為任意點物方點對應(yīng)的像點的像方坐標(biāo)，f表示CCD鏡頭焦 距，根據(jù)折疊標(biāo)志桿上兩斷點1、2和折點3這3個特征點以及折疊標(biāo)志桿兩定長LpL2，利 用數(shù)學(xué)模型⑤，確定出地面點高程Z。和CCD鏡頭攝影時的焦距f;
[0028] 6)如圖3所示，在地面I上，由于此時Z1=Z。，攝影時鏡頭焦距為f，利用數(shù)學(xué)模 型②，通過讀取像片上對應(yīng)像點的像方坐標(biāo)（U1,V1)，求得像點對應(yīng)的物方坐標(biāo)（X1,Y1,Z1)， 進(jìn)而利用數(shù)學(xué)模型④，求得地面上相關(guān)目標(biāo)物的尺寸大小或相關(guān)偏移量；
[0029] 7)如圖3所示，在垂直墻面II上，先將垂直墻面上的目標(biāo)物特征點對應(yīng)到地面上， 根據(jù)上述步驟求得對應(yīng)地面點的物方坐標(biāo)，由于墻面上高處點和地面對應(yīng)點的X、Y坐標(biāo)相 等，利用數(shù)學(xué)模型①和目標(biāo)物特征點的像方坐標(biāo)（U1,V1)，求得目標(biāo)物特征點物方坐標(biāo)，進(jìn)而 利用數(shù)學(xué)模型④求得地面上相關(guān)目標(biāo)物的尺寸大小或相關(guān)偏移量。
【主權(quán)項】
1. 一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測方法，其特征是：（1)根據(jù)公 安案件事故現(xiàn)場情況選擇攝影觀測點S，其中，在觀測點上能夠拍攝到案件目標(biāo)物尺寸大 小、遺留的事故痕跡以及案件散落的證物等，并在公安案件現(xiàn)場的地面上水平放置一個可 折疊的兩段定長標(biāo)志桿，其中，標(biāo)志桿兩段長度分別為LpL2; (2)案發(fā)現(xiàn)場的信息采集人員 用CCD配合iPad平板對案發(fā)現(xiàn)場的關(guān)鍵信息進(jìn)行近正直單片攝影，通過調(diào)節(jié)鏡頭焦距使目 標(biāo)物清晰地成像在攝影像片上，且要保證攝影像片上包含折疊定長標(biāo)志桿；（3)利用攝影 測量原理，對現(xiàn)場攝影的像片進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理、分析和描述，提取對公安案件處理有用的關(guān)鍵 信息；(4)將像片處理得出的數(shù)據(jù)以及原始的現(xiàn)場攝影像片存檔、備用。2. 依據(jù)權(quán)利要求1 一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測方法，其特征 是： (1) 案件現(xiàn)場地面局部為平面，假定地面高程Z1=Z。，中，（X1,Y1,Z1)為任意一點的物方坐標(biāo)，（U1,V1)為物方點對應(yīng)的像點的像方坐標(biāo)，f?表示 C⑶鏡頭焦距，將物方點坐標(biāo)的Xp￥1用Zi表示出來，(2) 由于案件現(xiàn)場同一地面高程Z1=Z。，假定地面上任意兩點的物方坐標(biāo)為Y1,Z。)、n(X1+1，Y1+1，Z。)，利用數(shù)學(xué)模型②，求得地面任意兩物方點的坐標(biāo)變化量，即數(shù)學(xué)模型其中，（Mf，AY1O地面上任意兩物方點坐標(biāo)差值，Z。為地面點高 9 程，（Ui,Vi)、（ui+1，vi+1)分別為任意點m、n對應(yīng)的像點像方坐標(biāo)，f表示CCD鏡頭焦距； (3) 利用數(shù)學(xué)模型④L2=AX3+AY2+AZ2,建立地面高程Z。和鏡頭焦距f?的數(shù)學(xué)模型其中，L1S標(biāo)志桿的特定長度，Z。為地面點高程， (Ul，V1)、（u1+1，v1+1)分別為任意點物方點對應(yīng)的像點的像方坐標(biāo)，f?表示C⑶鏡頭焦距； (4) 根據(jù)折疊標(biāo)志桿上兩斷點和折點這3個特征點以及折疊標(biāo)志桿兩定長Q、L2，利用 數(shù)學(xué)模型⑤，確定出地面點高程Z。和CCD鏡頭攝影時的焦距f; (5) 針對地面上的目標(biāo)物，由于此時Z1 =Z。，攝影時鏡頭焦距為f，利用數(shù)學(xué)模型②，通 過讀取像片上對應(yīng)像點的像方坐標(biāo)（U1,Vl)，求得像點對應(yīng)的物方坐標(biāo)（X1,Y1,Z1),進(jìn)而利 用數(shù)學(xué)模型④，求得地面上相關(guān)目標(biāo)物的尺寸大小或相關(guān)偏移量； (6) 針對墻面上的目標(biāo)物，先將垂直墻面上的目標(biāo)物特征點對應(yīng)到地面上，根據(jù)步驟 (5)求得對應(yīng)地面點的物方坐標(biāo)，由于墻面上高處點和地面對應(yīng)點的X、Y坐標(biāo)相等，利用數(shù) 學(xué)模型①和目標(biāo)物特征點的像方坐標(biāo)（Ui，Vi)，求得目標(biāo)物特征點物方坐標(biāo)，進(jìn)而利用數(shù)學(xué) 模型④求得地面上相關(guān)目標(biāo)物的尺寸大小或相關(guān)偏移量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測方法。該發(fā)明是利用CCD配合iPad攝影，對公安案件現(xiàn)場進(jìn)行快速處理，獲取對案件有用的關(guān)鍵信息；充分利用案件現(xiàn)場局部地面為平面的特點，對待測目標(biāo)物采用近正直單片攝影測量，根據(jù)折疊標(biāo)志桿上兩斷點和折點這3個特征點以及折疊標(biāo)志桿兩定長L1、L2，確定出地面高程Z0和CCD鏡頭攝影時的焦距f；利用共線方程原理，根據(jù)地面高程Z0、CCD鏡頭攝影時的焦距f以及對應(yīng)特征點的像點像方坐標(biāo)(ui，vi)，求算出對應(yīng)點的物方坐標(biāo)(Xi，Yi，Zi)，進(jìn)而解算出對偵破案件有用的幾何信息和偏移位置關(guān)系，作為公安案件立案偵破的關(guān)鍵依據(jù)。
【IPC分類】G01C11/00
【公開號】CN105222757
【申請?zhí)枴緾N201510602413
【發(fā)明人】馮仲科, 劉金成
【申請人】北京林業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月18日