一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測(cè)方法
【專利說(shuō)明】一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測(cè)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(cè)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(shí)地勘查的方式，利用米尺和粉筆等工具 對(duì)案件現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量和標(biāo)記，但在實(shí)際操作和案件處理中，手工勘查方式存在的缺點(diǎn)和局 限性越來(lái)越明顯，為公安案件的高效、快速處理帶來(lái)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(shí)，耗時(shí)較長(zhǎng)，案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)不能很快 被清理，耽誤當(dāng)事人和其他人員的時(shí)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(dòng)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(shí)地勘查方式時(shí)，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(wèn)題，給案件評(píng)判帶來(lái)麻煩。
[0006] ④采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行公安案件處理時(shí)，對(duì)于案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)描述，且不利于存檔保存。
[0007] 因此，目前采用的人工實(shí)地勘查的方式進(jìn)行公安案件現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(duì)公安案件的處理偵破帶來(lái)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(chǎng)處 理問(wèn)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(cè)方 法。
[0009] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0010] ①針對(duì)公安案件頻發(fā)現(xiàn)象，利用CCD鏡頭配合iPad攝影，對(duì)公安案件現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快 速處理，獲取對(duì)案件有用的關(guān)鍵信息；
[0011] ②由于案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)局部地面可近似為平面，假定地面高程相等，針對(duì)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)目標(biāo) 物位置的不同，采用單片正直攝影測(cè)量方式，分別對(duì)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(diǎn)以及折疊兩段的長(zhǎng)度，確定出地面高程Z。和CCD鏡頭攝影時(shí)的焦 距f，通過(guò)攝影測(cè)量原理，對(duì)攝影像片進(jìn)行識(shí)別、分析和處理，解算出對(duì)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(shí)查看。
[0012] 本項(xiàng)發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0013] ①采用CCD配合iPad攝影進(jìn)行公安案件現(xiàn)場(chǎng)的勘測(cè)，迅速，高效，能在最短時(shí)間內(nèi) 解決案件問(wèn)題，不會(huì)耽擱太多時(shí)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(gè)工作人員，C⑶配合iPad攝影，就能實(shí)現(xiàn) 案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的快速處理和信息采集；
[0015] ③可以在有限的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)條件，采集事故現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)信息遺漏和誤斷；
[0016] ④采用攝影測(cè)量方式處理公安案件問(wèn)題，原理簡(jiǎn)單，處理方法方便，非常容易實(shí) 現(xiàn)，且能夠永久保存現(xiàn)場(chǎng)信息。 四、
【附圖說(shuō)明】：
[0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018] 圖1為公安案件現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(cè)點(diǎn)，1、2為折疊標(biāo)志桿的兩端點(diǎn)，3為折疊標(biāo)志桿上折疊點(diǎn)，Lp L2S折疊定長(zhǎng)標(biāo)志桿折疊兩段的長(zhǎng)度，I表示案件現(xiàn)場(chǎng)的地面，II表示案件現(xiàn)場(chǎng)的垂直墻 面，AB為案件現(xiàn)場(chǎng)地面上的目標(biāo)物，⑶為案件現(xiàn)場(chǎng)垂直墻面上的目標(biāo)物，C。為垂直墻面上 特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)在地面上的點(diǎn)。 五、
【具體實(shí)施方式】：
[0022] 利用C⑶配合iPad攝影對(duì)公安案件現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理，無(wú)論在處理效率和人工工作強(qiáng) 度上，還是現(xiàn)場(chǎng)后測(cè)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(chǎng)地面局部為近平面，根據(jù)案件現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇攝影觀測(cè)點(diǎn)S， 如圖1所示，采用CCD鏡頭配合iPad單片正直攝影方式對(duì)案件現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攝影，保證在觀測(cè) 點(diǎn)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(chǎng)的地面上水平放置一個(gè)可折疊的兩段定長(zhǎng)標(biāo)志 桿，其中，1、2為折疊標(biāo)志桿的兩端點(diǎn)，3為折疊標(biāo)志桿的折疊點(diǎn)，且折疊桿折疊兩段長(zhǎng)度分 別為Q、L2，案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的信息采集人員用CCD配合iPad平板對(duì)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵信息進(jìn)行近 正直單片攝影，通過(guò)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(chǎng)地面局部為平面，假定地面高程Z1=Z。， 其中，（XyYyZ1)為任意一點(diǎn)的物方坐標(biāo)，（Ul，V1)為物方點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)的像方坐標(biāo)，f表示C⑶鏡頭焦距，將物方點(diǎn)坐標(biāo)的Xp￥1用Z1表示出來(lái)，即數(shù)學(xué)模型②
[0026] 4)由于案件現(xiàn)場(chǎng)同一地面高程Z1=Z。，假定地面上任意兩點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)差值，Z。為地面點(diǎn)高 程，（Ui,Vi)、（ui+1，vi+1)分別為任意點(diǎn)m、n對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)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(zhǎng)度，Z。為地面點(diǎn) 9 高程，（U1,V1)、（u1+1，V1J分別為任意點(diǎn)物方點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)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(diǎn)1、2和折點(diǎn)3這3個(gè)特征點(diǎn)以及折疊標(biāo)志桿兩定長(zhǎng)LpL2，利 用數(shù)學(xué)模型⑤，確定出地面點(diǎn)高程Z。和CCD鏡頭攝影時(shí)的焦距f;
[0028] 6)如圖3所示，在地面I上，由于此時(shí)Z1=Z。，攝影時(shí)鏡頭焦距為f，利用數(shù)學(xué)模 型②，通過(guò)讀取像片上對(duì)應(yīng)像點(diǎn)的像方坐標(biāo)（U1,V1)，求得像點(diǎn)對(duì)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(diǎn)對(duì)應(yīng)到地面上， 根據(jù)上述步驟求得對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)的物方坐標(biāo)，由于墻面上高處點(diǎn)和地面對(duì)應(yīng)點(diǎn)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(diǎn)的像方坐標(biāo)（U1,V1)，求得目標(biāo)物特征點(diǎn)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(xiàng)】
1. 一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測(cè)方法，其特征是：（1)根據(jù)公 安案件事故現(xiàn)場(chǎng)情況選擇攝影觀測(cè)點(diǎn)S，其中，在觀測(cè)點(diǎn)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(chǎng)的地面上水平放置一個(gè)可 折疊的兩段定長(zhǎng)標(biāo)志桿，其中，標(biāo)志桿兩段長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)pL2; (2)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的信息采集人員 用CCD配合iPad平板對(duì)案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵信息進(jìn)行近正直單片攝影，通過(guò)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(zhǎng)標(biāo)志桿；（3)利用攝影 測(cè)量原理，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)攝影的像片進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理、分析和描述，提取對(duì)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(chǎng)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(cè)方法，其特征 是： (1) 案件現(xiàn)場(chǎng)地面局部為平面，假定地面高程Z1=Z。，中，（X1,Y1,Z1)為任意一點(diǎn)的物方坐標(biāo)，（U1,V1)為物方點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)的像方坐標(biāo)，f?表示 C⑶鏡頭焦距，將物方點(diǎn)坐標(biāo)的Xp￥1用Zi表示出來(lái)，(2) 由于案件現(xiàn)場(chǎng)同一地面高程Z1=Z。，假定地面上任意兩點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)差值，Z。為地面點(diǎn)高 9 程，（Ui,Vi)、（ui+1，vi+1)分別為任意點(diǎn)m、n對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)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(zhǎng)度，Z。為地面點(diǎn)高程， (Ul，V1)、（u1+1，v1+1)分別為任意點(diǎn)物方點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)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(diǎn)和折點(diǎn)這3個(gè)特征點(diǎn)以及折疊標(biāo)志桿兩定長(zhǎng)Q、L2，利用 數(shù)學(xué)模型⑤，確定出地面點(diǎn)高程Z。和CCD鏡頭攝影時(shí)的焦距f; (5) 針對(duì)地面上的目標(biāo)物，由于此時(shí)Z1 =Z。，攝影時(shí)鏡頭焦距為f，利用數(shù)學(xué)模型②，通 過(guò)讀取像片上對(duì)應(yīng)像點(diǎn)的像方坐標(biāo)（U1,Vl)，求得像點(diǎn)對(duì)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(duì)墻面上的目標(biāo)物，先將垂直墻面上的目標(biāo)物特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)到地面上，根據(jù)步驟 (5)求得對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)的物方坐標(biāo)，由于墻面上高處點(diǎn)和地面對(duì)應(yīng)點(diǎn)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(diǎn)的像方坐標(biāo)（Ui，Vi)，求得目標(biāo)物特征點(diǎn)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(kāi)了一種CCD配合iPad攝影獲取公安案件幾何信息的量測(cè)方法。該發(fā)明是利用CCD配合iPad攝影，對(duì)公安案件現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速處理，獲取對(duì)案件有用的關(guān)鍵信息；充分利用案件現(xiàn)場(chǎng)局部地面為平面的特點(diǎn)，對(duì)待測(cè)目標(biāo)物采用近正直單片攝影測(cè)量，根據(jù)折疊標(biāo)志桿上兩斷點(diǎn)和折點(diǎn)這3個(gè)特征點(diǎn)以及折疊標(biāo)志桿兩定長(zhǎng)L1、L2，確定出地面高程Z0和CCD鏡頭攝影時(shí)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(shí)的焦距f以及對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的像點(diǎn)像方坐標(biāo)(ui，vi)，求算出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的物方坐標(biāo)(Xi，Yi，Zi)，進(jìn)而解算出對(duì)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?jìng)善频年P(guān)鍵依據(jù)。
【IPC分類】G01C11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105222757
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510602413
【發(fā)明人】馮仲科, 劉金成
【申請(qǐng)人】北京林業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日