CN105222757A - 一种CCD配合iPad摄影获取公安案件几何信息的量测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CCD配合iPad摄影获取公安案件几何信息的量测方法。该发明是利用CCD配合iPad摄影，对公安案件现场进行快速处理，获取对案件有用的关键信息；充分利用案件现场局部地面为平面的特点，对待测目标物采用近正直单片摄影测量，根据折叠标志杆上两断点和折点这3个特征点以及折叠标志杆两定长L₁、L₂，确定出地面高程Z₀和CCD镜头摄影时的焦距f；利用共线方程原理，根据地面高程Z₀、CCD镜头摄影时的焦距f以及对应特征点的像点像方坐标(u_i，v_i)，求算出对应点的物方坐标(X_i，Y_i，Z_i)，进而解算出对侦破案件有用的几何信息和偏移位置关系，作为公安案件立案侦破的关键依据。

Description

一种CCD配合iPad摄影获取公安案件几何信息的量测方法

一、技术领域

本发明涉及一种公安案件的快速处理方法，特别是一种CCD配合iPad摄影获取公安案件几何信息的量测方法。

二、技术背景

传统的公安案件处理方式主要采用人工实地勘查的方式，利用米尺和粉笔等工具对案件现场进行测量和标记，但在实际操作和案件处理中，手工勘查方式存在的缺点和局限性越来越明显，为公安案件的高效、快速处理带来了很大的麻烦与不便：

①采用传统的人工勘查方式进行公安案件处理时，耗时较长，案发现场不能很快被清理，耽误当事人和其他人员的时间，甚至容易造成交通堵塞等。

②采用传统的人工勘查方式，工作人员劳动强度较大，需要较大的人力物力支撑。

③由于人为主观性，在采用人工实地勘查方式时，容易造成人为主观臆断现象，甚至是可能造成关键信息遗漏的问题，给案件评判带来麻烦。

④采用传统的方式进行公安案件处理时，对于案发现场的细节线索难以把握，而具体事故案发流程更是难以生动描述，且不利于存档保存。

因此，目前采用的人工实地勘查的方式进行公安案件现场测量处理存在着一定的局限性和滞后性，且案件处理的效率很低，对公安案件的处理侦破带来了很大的麻烦与不便。

三、发明内容

为了克服目前采用人工勘查方式的局限性和滞后性，很好地解决公安案件现场处理问题，本发明的目的就是提供一种CCD配合iPad摄影获取公安案件几何信息的量测方法。

本发明的目的是这样实现的：

①针对公安案件频发现象，利用CCD镜头配合iPad摄影，对公安案件现场进行快速处理，获取对案件有用的关键信息；

②由于案发现场局部地面可近似为平面，假定地面高程相等，针对案发现场目标物位置的不同，采用单片正直摄影测量方式，分别对地面物体和垂直墙面物体进行分析，利用可折叠标志杆上两端点以及折叠两段的长度，确定出地面高程Z₀和CCD镜头摄影时的焦距f，通过摄影测量原理，对摄影像片进行识别、分析和处理，解算出对侦破案件有用的几何信息和偏移位置关系，作为公安案件侦破的关键依据，并予以存档，以备随时查看。

本项发明具有以下优点：

①采用CCD配合iPad摄影进行公安案件现场的勘测，迅速，高效，能在最短时间内解决案件问题，不会耽搁太多时间，避免造成交通堵塞等；

②极大地解放了人力物力，只需要一两个工作人员，CCD配合iPad摄影，就能实现案发现场的快速处理和信息采集；

③可以在有限的时间内，根据案发现场条件，采集事故现场关键信息，很好地避免了由于主观或客观原因造成的现场信息遗漏和误断；

④采用摄影测量方式处理公安案件问题，原理简单，处理方法方便，非常容易实现，且能够永久保存现场信息。

四、附图说明：

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1为公安案件现场单片正直摄影坐标系模型示意图；

图2为公安案件现场可折叠标志杆的安放及摄影方式示意图；

图3为公安案件现场地面和墙面上的目标物模型示意图；

其中，S为摄影观测点，1、2为折叠标志杆的两端点，3为折叠标志杆上折叠点，L₁、L₂为折叠定长标志杆折叠两段的长度，I表示案件现场的地面，II表示案件现场的垂直墙面，AB为案件现场地面上的目标物，CD为案件现场垂直墙面上的目标物，C₀为垂直墙面上特征点对应在地面上的点。

五、具体实施方式：

利用CCD配合iPad摄影对公安案件现场进行处理，无论在处理效率和人工工作强度上，还是现场后测量和档案保存上，都有了较大的改进，提供了一种新的处理公安案件的方式方法，具体是：

1)由于公安案件现场地面局部为近平面，根据案件现场情况，选择摄影观测点S，如图1所示，采用CCD镜头配合iPad单片正直摄影方式对案件现场进行摄影，保证在观测点上能够拍摄到案件目标物尺寸大小、遗留的事故痕迹以及案件散落的证物等；

2)如图2所示，在公安案件现场的地面上水平放置一个可折叠的两段定长标志杆，其中，1、2为折叠标志杆的两端点，3为折叠标志杆的折叠点，且折叠杆折叠两段长度分别为L₁、L₂，案发现场的信息采集人员用CCD配合iPad平板对案发现场的关键信息进行近正直单片摄影，通过调节镜头焦距使目标物清晰地成像在摄影像片上，且要保证摄影像片上包含折叠标志杆；

3)案件现场地面局部为平面，假定地面高程Z_i＝Z₀，利用数学模型①其中，(X_i，Y_i，Z_i)为任意一点的物方坐标，(u_i，v_i)为物方点对应的像点的像方坐标，f表示CCD镜头焦距，将物方点坐标的X_i、Y_i用Z_i表示出来，即数学模型② $\left\{\begin{array}{c}{X}_i=\frac{Z_i}{v_i}\·u_i\\ Y_i=\frac{Z_i}{v_i}\·f\end{array}\right.;$

4)由于案件现场同一地面高程Z_i＝Z₀，假定地面上任意两点的物方坐标为m(X_i，Y_i，Z₀)、n(X_i+1，Y_i+1，Z₀)，利用数学模型②，求得地面任意两物方点的坐标变化量，即数学模型③ $\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔX}}_i=Z_0\left(\frac{u_{i+1}}{v_{i+1}}-\frac{u_i}{v_i}\right)\\ {\mathrm{\ΔY}}_i=Z_0\·f\left(\frac{1}{v_{i+1}}-\frac{1}{v_i}\right)\end{array}\right.,$ 其中，(ΔX_i，ΔY_i)地面上任意两物方点坐标差值，Z₀为地面点高程，(u_i，v_i)、(u_i+1，v_i+1)分别为任意点m、n对应的像点像方坐标，f表示CCD镜头焦距；

5)利用数学模型④L²＝ΔX²+ΔY²+ΔZ²，建立地面高程Z₀和镜头焦距f的数学模型⑤其中，L_i为折叠标志杆的特定长度，Z₀为地面点高程，(u_i，v_i)、(u_i+1，v_i+1)分别为任意点物方点对应的像点的像方坐标，f表示CCD镜头焦距，根据折叠标志杆上两断点1、2和折点3这3个特征点以及折叠标志杆两定长L₁、L₂，利用数学模型⑤，确定出地面点高程Z₀和CCD镜头摄影时的焦距f；

6)如图3所示，在地面I上，由于此时Z_i＝Z₀，摄影时镜头焦距为f，利用数学模型②，通过读取像片上对应像点的像方坐标(u_i，v_i)，求得像点对应的物方坐标(X_i，Y_i，Z_i)，进而利用数学模型④，求得地面上相关目标物的尺寸大小或相关偏移量；

7)如图3所示，在垂直墙面II上，先将垂直墙面上的目标物特征点对应到地面上，根据上述步骤求得对应地面点的物方坐标，由于墙面上高处点和地面对应点的X、Y坐标相等，利用数学模型①和目标物特征点的像方坐标(u_i，v_i)，求得目标物特征点物方坐标，进而利用数学模型④求得地面上相关目标物的尺寸大小或相关偏移量。

Claims (2)

1.一种CCD配合iPad摄影获取公安案件几何信息的量测方法，其特征是：(1)根据公安案件事故现场情况选择摄影观测点S，其中，在观测点上能够拍摄到案件目标物尺寸大小、遗留的事故痕迹以及案件散落的证物等，并在公安案件现场的地面上水平放置一个可折叠的两段定长标志杆，其中，标志杆两段长度分别为L₁、L₂；(2)案发现场的信息采集人员用CCD配合iPad平板对案发现场的关键信息进行近正直单片摄影，通过调节镜头焦距使目标物清晰地成像在摄影像片上，且要保证摄影像片上包含折叠定长标志杆；(3)利用摄影测量原理，对现场摄影的像片进行内业处理、分析和描述，提取对公安案件处理有用的关键信息；(4)将像片处理得出的数据以及原始的现场摄影像片存档、备用。

2.依据权利要求1一种CCD配合iPad摄影获取公安案件几何信息的量测方法，其特征是：

(1)案件现场地面局部为平面，假定地面高程Z_i＝Z₀，利用数学模型①其中，(X_i，Y_i，Z_i)为任意一点的物方坐标，(u_i，v_i)为物方点对应的像点的像方坐标，f表示CCD镜头焦距，将物方点坐标的X_i、Y_i用Z_i表示出来，即数学模型② $\left\{\begin{array}{c}{X}_i=\frac{Z_i}{v_i}\·u_i\\ Y_i=\frac{Z_i}{v_i}\·f\end{array}\right.;$

(2)由于案件现场同一地面高程Z_i＝Z₀，假定地面上任意两点的物方坐标为m(X_i，Y_i，Z₀)、n(X_i+1，Y_i+1，Z₀)，利用数学模型②，求得地面任意两物方点的坐标变化量，即数学模型③ $\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ΔX}}_i=Z_o\left(\frac{u_{i+1}}{v_{i+1}}-\frac{u_i}{v_i}\right)\\ {\mathrm{\ΔY}}_i=Z_o\·f\left(\frac{1}{v_{i+1}}-\frac{1}{v_i}\right)\end{array}\right.,$ 其中，地面上任意两物方点坐标差值，Z₀为地面点高程，(u_i，v_i)、(u_i+1，v_i+1)分别为任意点m、n对应的像点像方坐标，f表示CCD镜头焦距；

(3)利用数学模型④L²＝ΔX³+ΔY²+ΔZ²，建立地面高程Z₀和镜头焦距f的数学模型⑤其中，L_i为标志杆的特定长度，Z₀为地面点高程，(u_i，v_i)、(u_i+1，v_i+1)分别为任意点物方点对应的像点的像方坐标，f表示CCD镜头焦距；

(4)根据折叠标志杆上两断点和折点这3个特征点以及折叠标志杆两定长L₁、L₂，利用数学模型⑤，确定出地面点高程Z₀和CCD镜头摄影时的焦距f；

(5)针对地面上的目标物，由于此时Z_i＝Z₀，摄影时镜头焦距为f，利用数学模型②，通过读取像片上对应像点的像方坐标(u_i，v_i)，求得像点对应的物方坐标(X_i，Y_i，Z_i)，进而利用数学模型④，求得地面上相关目标物的尺寸大小或相关偏移量；

(6)针对墙面上的目标物，先将垂直墙面上的目标物特征点对应到地面上，根据步骤(5)求得对应地面点的物方坐标，由于墙面上高处点和地面对应点的X、Y坐标相等，利用数学模型①和目标物特征点的像方坐标(u_i，v_i)，求得目标物特征点物方坐标，进而利用数学模型④求得地面上相关目标物的尺寸大小或相关偏移量。