DB53T806-2016基于視頻圖像的道路交通事故分析方法

ICS43.020

R81

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督

檢驗檢疫總局備案號：53863-2017

云南省地方標準

DB53/T806—2016

基于視頻圖像的道路交通事故分析方法

2016-11-10發(fā)布2017-02-01實施

云南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布

DB53/T806—2016

基于視頻圖像的道路交通事故分析方法

1范圍

本標準規(guī)定了基于視頻圖像的動態(tài)物體運動特征參數(shù)計算方法，及運用運動特征參數(shù)的道路交通

事故分析方法。

本標準適用于對視頻圖像的動態(tài)物體運動特征參數(shù)計算及運用運動特征參數(shù)的道路交通事故分

析，也適用于發(fā)生在廣場、停車場、廠礦、車間、倉庫等場所的交通事故分析。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有

的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵根據(jù)本部分達成協(xié)議的各方

研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本部分。

GB20815-2006視頻安防監(jiān)控數(shù)字錄像設備

GA/T1133-2014基于視頻圖像的車輛行駛速度技術(shù)鑒定

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

視頻圖像

利用視頻攝錄設備獲取的動態(tài)圖像信息。

[GA/T1133-2014，定義2.1]

3.2

固定式視頻圖像

固定式視頻攝錄設備記錄的視頻圖像。

[GA/T1133-2014，定義2.2]

3.3

車載式視頻圖像

車載式視頻攝錄設備記錄的視頻圖像。

[GA/T1133-2014，定義2.3]

3.4

視頻圖像質(zhì)量

視頻圖像的清晰程度和畸變程度。

[GA/T1133-2014，定義2.4]

1

DB53/T806—2016

3.5

視頻圖像的連續(xù)性

符合人眼視覺暫留特性的視頻圖像中活動內(nèi)容的連貫性和流暢性。

[GB20815-2006，定義3.9]

3.6

動態(tài)物體

視頻圖像中需分析其運動形態(tài)的物體。

3.7

視頻圖像關(guān)注區(qū)域

視頻圖像中能夠顯示動態(tài)物體運動軌跡的區(qū)域。

3.8

道路環(huán)境參照物

為計算動態(tài)物體運動特征參數(shù)而選取的視頻圖像中具有明顯特征的道路環(huán)境標識的固定物。例如

行車道分界線、路口導向線、人行橫道線、燈桿、行道樹、護欄、路緣石、建筑物等。

3.9

動態(tài)物體參照物

為計算動態(tài)物體運動特征參數(shù)而選取的視頻圖像中動態(tài)物體具有明顯特征的固定點。

3.10

虛擬參照物

為確定動態(tài)物體通過某一空間位置所用時間而在視頻圖像中設定的點、線或網(wǎng)格。

3.11

參照距離

兩個參照物特征點或其投影之間的距離。

3.12

標尺

在計算速度時選取已知距離作為計算的基準。

3.13

動態(tài)物體移動距離

動態(tài)物體通過參照物特征點或其投影時動態(tài)物體同一特征點的位移量。

3.14

目標車輛

視頻圖像中需分析其運動形態(tài)的車輛。

2

DB53/T806—2016

3.15

目標車輛行駛速度

視頻圖像中目標車輛后軸中心點的線速度。

3.16

運動跟蹤軟件

具有逐幀播放功能、可連續(xù)跟蹤特征點、且能導出跟蹤數(shù)據(jù)的計算機軟件。

4技術(shù)要求

4.1原始資料

委托單位應向鑒定機構(gòu)提供車輛行駛速度鑒定委托書、視頻圖像、道路交通事故現(xiàn)場圖、道路交

通事故現(xiàn)場勘查筆錄、目標車輛技術(shù)信息等材料。視頻圖像應為原始資料，或雖經(jīng)處理但幀速率、顯

示時間、圖像元素位置均未發(fā)生變動的資料。

4.1.1視頻圖像畫面清晰，肉眼可以分辨運動物體外觀特征、運動軌跡，能夠在圖像關(guān)注區(qū)域內(nèi)有效

選取或設定參照物。對視頻圖像畸變程度不做要求。

4.1.2確定視頻資料的唯一性。包括：文件名、格式、大小、時長、分辨率、幀速率等。

4.2視頻圖像處理

運動跟蹤軟件是技術(shù)分析的主要工具，對于運動跟蹤軟件不能直接打開的視頻，應該進行格式轉(zhuǎn)

換，但不能改變原幀速率。

4.3視頻圖像幀速率檢查

用運動跟蹤軟件打開視頻文件，選取視頻圖像內(nèi)做勻速或近似勻速運動的物體，在該物體上選取

一個特征點，逐幀跟蹤特征點位置，導出跟蹤點的X、Y坐標值。依次檢查相鄰兩個數(shù)據(jù)差值，如果

某個差值近似是其他差值的n倍，說明此差值處前后兩幀間缺失了n-1幀。以此類推，可以確定缺失

幀的位置和幀數(shù)。補齊缺失的幀，確定每秒包含的幀數(shù)，該幀數(shù)即為視頻圖像的幀速率f。

4.4時間軸確定

確定動態(tài)物體在視頻圖像中出現(xiàn)的時間。視頻圖像內(nèi)有顯示時間的，以顯示時間為準；無顯示時

間的，以運動跟蹤軟件內(nèi)置的播放時間為時間基準。若使用不同視頻圖像計算同一運動物體速度，則

應予以校對各段視頻圖像之間的時間。

4.5參照物選取

在視頻圖像關(guān)注區(qū)域內(nèi)按以下原則選取或設定參照物：

4.5.1道路環(huán)境參照物應盡量選取車行道分界線、人行橫道線、路口導向線、路側(cè)電線桿、燈桿、

樹木等具有明顯特征的固定物。

4.5.2目標車輛參照點應選取目標車輛前后輪輪心、前后燈具端點、車窗玻璃前后端點、輪胎與地

面接觸點等特征點。

3

DB53/T806—2016

4.5.3虛擬參照物的設定應便于確定目標車輛通過該空間位置所用的時間。宜將虛擬參照物設定在

與目標車輛某一特征點、道路環(huán)境參照物某一邊緣或端點重合的位置。

4.5.4在滿足需求的前提下，盡量選擇間距較長的特征點作為參照距離，從而減小誤差影響。

5固定式視頻圖像的車輛行駛速度計算方法

5.1車輛直線行駛時的速度

5.1.1利用目標車輛參照距離計算車輛行駛速度

利用目標車輛參照距離計算車輛行駛速度的方法如下：

a)用運動跟蹤軟件打開視頻圖像文件，在視頻圖像左下角設置坐標原點（注：為便于計算，宜將

坐標原點設置在圖像左下角）；

b)選取目標車輛同側(cè)車身表面已知的參照距離為標尺(L)，標尺必須與車輛移動方向重合，以標尺

前、后端為特征點（設跟蹤點），逐幀跟蹤特征點一個時段后結(jié)束跟蹤，導出跟蹤點X、Y坐標值；

c)設某一幀為0幀，前特征點跟蹤坐標值為X(0)q或Y(0)q。在后特征點跟蹤坐標值中查找接近或超

過X(0)q或Y(0)q的兩個坐標值，分別設為X(n)h或Y(n)h、X(n+1)h或Y(n+1)h。記錄后跟蹤點達到X(0)q或Y(0)q所用

圖像幀數(shù)n；

d)用時間插值法計算目標車輛行駛過一個標尺的平均速度：

當目標車輛行駛方向與X軸夾角小于45°時：

3.6L

v······(1)

n1XX

nh0q

ffXnhXn1h

式中：

v——目標車輛行駛過一個標尺的平均速度的數(shù)值，單位為千米每小時(km/h)；

L——標尺長度的數(shù)值，單位為米(m)；

n——幀數(shù)；

1/f——相鄰兩幀圖像之間的時間間隔，單位為秒(s)；

X(0)q——0幀時前特征點跟蹤坐標的X軸數(shù)值；

X(n)h——n幀時后特征點跟蹤坐標的X軸數(shù)值；

X(n+1)h——n+1幀時后特征點跟蹤坐標的X軸數(shù)值。

當目標車輛行駛方向與X軸夾角大于45°時：

3.6L

v······(2)

n1YY

nh0q

ffYnhYn1h

4

DB53/T806—2016

使用前、后特征點跟蹤坐標的Y軸數(shù)值計算，其余字母與(1)式相同。當目標車輛行駛方向與X軸夾

角等于45°時，用公式(1)、公式(2)均可。

e)如果把下一幀再次設為0幀，又可計算出一個平均速度，同理可以計算出一組平均速度。根據(jù)

勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度的原理，計算出一個平均速度對應的中間時刻，

建立時間坐標，把每一個平均速度放在對應的時刻位置上，利用計算機的繪圖功能，繪制目標車輛某

一時段的時間—速度曲線。

5.1.2利用道路環(huán)境參照距離計算車輛行駛速度

利用道路環(huán)境參照距離計算車輛行駛速度的方法如下：

a)用運動跟蹤軟件打開視頻，在視頻圖像左下角設置坐標原點；

b)根據(jù)道路環(huán)境已知參照距離設置網(wǎng)格，標定參照距離以外的路段，以每格的實際距離為標尺L。

網(wǎng)格的經(jīng)緯線必須有一條與目標車輛行駛方向重合或近似重合；

c)在某一幀圖像中，選擇目標車輛特征點或其路面投影位置作為跟蹤點，逐幀跟蹤一個時段后結(jié)

束跟蹤。沿目標車輛行駛方向，在跟蹤軌跡與網(wǎng)格經(jīng)緯線交點處設置標記點1、標記點2、……、標記

點m，導出跟蹤點及標記點的X、Y坐標值；

d)設標記點1的X、Y坐標值為[XB(1)、YB(1)]、標記點2的X、Y坐標值為[XB(2)、YB(2)]、……、

標記點m的X、Y坐標值為[XB(m)、YB(m)]；XB(1)、YB(1)的數(shù)值會在目標車輛特征點跟蹤的X、Y坐標值

中某兩組數(shù)據(jù)之間，設這兩組數(shù)據(jù)分別為X(1)q、Y(1)q和X(1)h、Y(1)h。同樣，標記點2的X、Y坐標值

為XB(2)、YB(2)，在目標車輛特征點跟蹤的X、Y坐標值中的相應兩組數(shù)據(jù)分別為X(2)q、Y(2)q和X(2)h、

Y(2)h。記錄X(1)h、Y(1)h與X(2)q、Y(2)q之間的幀數(shù)差n；

e)用時間插值法計算目標車輛行駛過一個網(wǎng)格的平均速度：

當目標車輛行駛方向與X軸夾角小于45°時：

3.6L

v······(3)

n1XXXX

1hB12qB2

ffX1hX1qX2qX2h

式中：

XB(1)——標記點1的X軸坐標值；

XB(2)——標記點2的X軸坐標值；

X(1)q、X(1)h——目標車輛跟蹤點的X坐標值中最接近XB(1)的兩個數(shù)值；

X(2)q、X(2)h——目標車輛跟蹤點的X坐標值中最接近XB(2)的兩個數(shù)值；

其余同前。

當目標車輛行駛方向與X軸夾角大于45°時：

3.6L

v······(4)

n1YYYY

1hB12qB2

ffY1hY1qY2qY2h

5

DB53/T806—2016

式中：

YB(1)——標記點1的Y軸坐標值；

YB(2)——標記點2的Y軸坐標值；

Y(1)q、Y(1)h——目標車輛跟蹤點的Y坐標值中最接近YB(1)的兩個數(shù)值；

Y(2)q、Y(2)h——目標車輛跟蹤點的Y坐標值中最接近YB(2)的兩個數(shù)值；

其余同前。

當目標車輛行駛方向與X軸夾角等于45°時，用公式(3)、公式(4)均可。

f)同理可以計算出一組平均速度。根據(jù)勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度的原

理，計算出一組中間時刻，建立時間—速度坐標系，繪制目標車輛某一時段的時間—速度曲線。

5.2目標車輛沿曲線行駛的速度

本標準速度計算方法適用于單剛體車輛的行駛速度計算，多剛體車輛的行駛速度以牽引車或第一

節(jié)車體的行駛速度作為目標車輛的行駛速度。

[GA/T1133-2014，4.2.2多剛體車輛的行駛速度]

對于多軸汽車的行駛速度，應先將多軸汽車等效為兩軸汽車，再按兩軸汽車行駛速度計算方法進

行計算。等效方法參見GA/T1133-2014第4.2.1.2條。

5.2.1沿較小轉(zhuǎn)彎半徑的行駛速度計算

目標車輛沿較小轉(zhuǎn)彎半徑行駛時的速度鑒定方法與4.1.1的方法基本一致。應選取后輪附近長度較

小的標尺，以減小計算誤差。

目標車輛轉(zhuǎn)彎時，車輛一側(cè)的特征點與車輛后軸中心點不在同一圓周上運動，當攝像設備處于目標

車輛內(nèi)側(cè)，車輛內(nèi)側(cè)特征點的速度低于車輛后軸中心點的速度；當攝像設備處于目標車輛外側(cè)，車輛外

側(cè)特征點的速度高于車輛后軸中心點的速度。

當攝像設備處于目標車輛內(nèi)側(cè)時：

RC0.5W

VZVC·······(5)

RC

式中：

VZ——車輛后軸中心點的線速度，單位為千米每小時(km/h)；

VC——車輛后輪輪心的線速度，單位為千米每小時(km/h)；

RC——車輛后軸中心點的轉(zhuǎn)彎半徑，單位為米(m)；

W——后軸輪距，單位為米(m)。

當攝像設備處于目標車輛外側(cè)時：

RC0.5W

VZVC·······(6)

RC

根據(jù)視頻圖像，到現(xiàn)場測量RC的數(shù)值；測量目標車輛左右后輪輪心之間的距離W，可以計算出VZ。

6

DB53/T806—2016

5.2.2沿較大轉(zhuǎn)彎半徑的行駛速度計算

對于目標車輛沿較大轉(zhuǎn)彎半徑行駛的情況，取公式(5)、公式(6)式中等號右邊VZ之前的部分作為修

正系數(shù)μ，則：

a)對于車寬≤1.8m，當RC≥40m時，修正系數(shù)μ在1.023～0.978之間，VZ≈VC，可以不進行修

正；

b)對于1.8m≤車寬≤2.5m，當RC≥50m時，修正系數(shù)μ在1.019～0.975之間，VZ≈VC，可以不

進行修正。

6車載式視頻圖像的目標車輛行駛速度計算方法

6.1目標車輛直線行駛時的速度

目標車輛直線行駛時的速度計算方法如下：

a)用運動跟蹤軟件打開視頻文件，在視頻圖像左下角設置坐標原點；

b)在某一幀圖像中，根據(jù)道路環(huán)境選擇已知參照距離為標尺S′，目標車輛行駛方向必須與標尺

重合；

圖1目標車輛直線行駛示意圖

c)在標尺前端設置標記點，在標尺后端設置跟蹤點，記錄設置跟蹤的顯示時間；

d)逐幀播放視頻，當跟蹤點超過標記點位置時結(jié)束跟蹤。導出標記點及跟蹤點的X、Y坐標值；

e)設在某一幀圖像的標記點的X、Y坐標值為[X(0)q、Y(0)q]，跟蹤點的X、Y坐標值為[X(0)h、Y(0)h]；

在跟蹤點的X、Y坐標值中，X(0)q、Y(0)q的數(shù)值會在某兩組數(shù)據(jù)之間，設這兩組數(shù)據(jù)分別為X(n)h、Y(n)h

和X(n+1)h、Y(n+1)h。記錄X(0)h、Y(0)h與X(n)h、Y(n)h之間的幀數(shù)差n；

f)計算目標車輛行駛過一個標尺的平均速度：

當標尺方向與X軸夾角小于45°時：

3.6S'

V······(7)

n1XX

nh0q

ffXnhXn1h

式中：

7

DB53/T806—2016

V——目標車輛行駛過已知參照距離S′的平均速度的數(shù)值，單位為千米每小時(km/h)；

S′——已知參照距離的數(shù)值，單位為米(m)；

n——幀數(shù)；

1/f——相鄰兩幀圖像之間的時間間隔，單位為秒(s)；

X(0)q——0幀時標尺前端標記點坐標的X軸數(shù)值；

X(n)h——n幀時標尺后端特征點跟蹤坐標的X軸數(shù)值；

X(n+1)h——n+1幀時標尺后端特征點跟蹤坐標的X軸數(shù)值；

當標尺方向與X軸夾角大于45°時：

3.6S'

V······(8)

n1YY

nh0q

ffYnhYn1h

使用前、后特征點跟蹤坐標的Y軸數(shù)值計算，其余字母與(7)式相同。當標尺方向與X軸夾角等于

45°時，用式公式(7)、公式(8)均可。

g)同理可以計算出一組平均速度。根據(jù)勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度的原

理，計算出一組中間時刻，建立時間—速度坐標系，繪制目標車輛某一時段的時間—速度曲線。

6.2目標車輛沿曲線行駛的速度

目標車輛沿曲線行駛時的速度計算方法同5.1。

注：

a)當車輛轉(zhuǎn)彎行駛時，標尺必須在與車輛行駛軌跡半徑接近的同心圓弧上選取。

圖2目標車輛沿曲線行駛示意圖

b)車輛行駛軌跡與標尺重合時，計算結(jié)果不必修正。車輛行駛軌跡與標尺不重合時，計算結(jié)果應

修正：

8

DB53/T806—2016

當標尺處于目標車輛行駛曲線內(nèi)側(cè)時的計算公式：

RCR

VZVC······(9)

RC

式中：

VZ——車輛后軸中心點的線速度，單位為千米每小時(km/h)；

VC——標尺后端跟蹤點的線速度，單位為千米每小時(km/h)；

RC——標尺圓弧的半徑，單位為米(m)；

ΔR——車輛后軸中心點的轉(zhuǎn)彎半徑與標尺圓弧半徑的差值，單位為米(m)。

當標尺處于目標車輛行駛曲線外側(cè)時的計算公式：

RCR

VZVC······(10)

RC

式中字母與(9)式相同。

7“丟幀”視頻的處理方法

對有“丟幀”視頻的處理方法如下：

a)用運動跟蹤軟件打開視頻文件，在視頻圖像左下角設置坐標原點；

b)在視頻中選擇勻速運動的車輛，以車輛某一特征點為跟蹤點進行逐幀跟蹤。盡可能選擇運動方

向與視頻攝錄設備軸線垂直的車輛進行跟蹤；

c)導出跟蹤點的X、Y坐標值，計算出幀間坐標數(shù)值差；

d)在坐標數(shù)值差中找出最小值，此數(shù)值為特征點每幀移動的畫面距離。隨著車輛移動，數(shù)值差按

透視規(guī)律依次變化，如果某一數(shù)值差是相鄰數(shù)值差的近似n倍，說明該處存在丟幀。根據(jù)n值確定丟

幀數(shù)，在丟幀處補齊n-1幀及適當數(shù)據(jù)，重新建立時間坐標，觀察1秒內(nèi)包含的幀數(shù)，確定原視頻的

幀速率；

e)用時間插值法數(shù)學模型計算車速。

8“模糊”視頻的處理方法

視頻圖像模糊，跟蹤點找不準確是造成車速計算誤差的主要因素。根據(jù)誤差理論，對視頻進行多

次分析計算，取平均值是減小誤差的有效方法。具體方法如下：

a)用運動跟蹤軟件打開視頻，在視頻圖像左下角設置坐標原點；

b)在同一坐標系的條件下，應進行10次（不同人次）以上跟蹤計算，取平均值繪制時間速度曲線；

c)分別取最大值和最小值，繪制時間速度曲線。分別對最大值和最小值曲線進行回歸分析，給出

誤差帶數(shù)值。

9

DB53/T806—2016

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

線性(最大值)

80

線性(最小值)

00.10.20.30.40.50.6

線性(平均值)

時間（s）

圖3根據(jù)模糊圖像計算的誤差帶

9加速度的計算方法

加速度的計算方法如下：

a)在繪制時間—速度曲線的基礎上，找出速度變化的節(jié)點；

b)取出斜率一致的數(shù)據(jù)繪制時間—速度曲線，用線性方程數(shù)學模型對數(shù)據(jù)進行回歸分析，得到目

標車輛的運動方程（y=ax+b）；

c)運動方程一次項系數(shù)即為目標車輛的加速度。

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

時間（s）

圖4速度回歸曲線圖

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驟：

a)逐幀播放視頻，了解事故過程；

b)確定事故過程的關(guān)鍵節(jié)點；

c)對道路交通事故中當事各方車輛或行人的運動特征參數(shù)進行計算；

d)根據(jù)運動特征參數(shù)序列繪制對應的時間—速度曲線；

10

DB53/T806—2016

e)根據(jù)運動曲線確定運動狀態(tài)變化的節(jié)點（時間節(jié)點），并按節(jié)點確定各種運動狀態(tài)的時間區(qū)間；

f)對不同時間區(qū)間的數(shù)據(jù)進行線性回歸，得出對應的運動方程；

g)根據(jù)運動方程計算分析在某一時刻對應的空間位置、運動速度、加速度等；

h)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，分析當事各方的交通行為特征。

10.2道路交通事故深度分析范圍：

a)違反信號燈分析；

b)事故原因分析；

c)當事方交通行為分析。

11附圖要求

11.1分析結(jié)果應有附圖，附圖示例參見附錄B。

11.2所附圖片應為視頻圖像上截取的原始畫面，能夠反映視頻監(jiān)控的顯示時間、拍攝地點、目標車

輛、參照物等信息。

11.3附圖應能完整清晰反映出目標車輛通過參照物時的過程。

11

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BAA

附錄A

（資料性附錄）

時間插值法

A.1GA/T1133-2014《基于視頻圖像的車輛行駛速度技術(shù)鑒定》中推薦使用的計算方法

速度等于距離除以時間，即v=s/t。通過視頻圖像，找出車輛行駛的距離和時間，就可以計算出車

速。

在監(jiān)控視頻圖像中，有一些距離是可以通過實地測量獲得，例如：車道分界線、人行橫道線、行

道樹間距、車身長度、車輛軸距等。

監(jiān)控視頻由一系列的單獨圖像組成，每幅圖像稱之為幀，每秒包含的幀數(shù)稱之為幀速率。幀間時

間差為1/f。幀速率25fps的視頻幀間時間差為0.04秒，幀速率30fps的視頻幀間時間差為0.03333…

秒。

如果車輛在n個整幀數(shù)時間內(nèi)移動的距離s正好等于已知距離L，則：

sL

v······(A.1)

t1

n

f

如果車輛在n個整幀數(shù)時間內(nèi)移動的距離s小于已知距離L的長度，在n+1個整幀數(shù)時間內(nèi)移動

的距離s大于已知距離L的長度，則：

LL

v······(A.2)

11

n1n

ff

公式A.2是GA/T1133-2014《基于視頻圖像的車輛行駛速度技術(shù)鑒定》中推薦使用的計算方法，

如果幀速率f=25，已知距離L=3m，車輛2幀和3幀之間行駛的已知距離，則：90km/h<v<120km/h。

由此可見，當車輛高速行駛時，用上述推薦方法計算出的車速范圍較大。

通過視頻圖像要計算出準確的車速，必須獲得精確的時間和距離。

A.2時間插值法數(shù)學模型

時間插值法就是以已知距離（標尺）為基準，用時間插值的方法，計算出車輛行駛過一個標尺的

準確時間，從而計算出準確的車速。

例如：車輛軸距的實際長度為L，車輛在某一時刻（設為第0幀）時前輪輪心（特征點q）位于

X(0)q位置，后輪輪心（特征點h）位于X(0)h位置。此時，X(0)q至X(0)h之間的畫面距離為車輛軸距。

經(jīng)過n幀，后輪輪心（特征點h）位于X(n)h位置，設：此時X(n)h至X(0)q的畫面距離為Dn；經(jīng)過(n+1)

幀，后輪輪心（特征點h）位于X(n+1)h位置，設：此時X(n)h至X(n+1)h的畫面距離為C(n+1)。后輪輪心（特

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征點h）從X(n)h位置至X(n+1)h位置的時間為幀間時差1/f。

設：車輛駛過一個軸距的時間為tn，n為車輛從X(n)h至X(0)q所需的時間。如圖A.1：

圖A.1車輛通過1個軸距時前后輪位置坐標

則有：

11

······

tnnn0n(A.3)

ff

設車輛特征點（如輪心等）在相鄰兩幀圖像之間行駛過的距離為一個微單元，在這個微單元中：

a)相鄰兩幀圖像之間車輛作勻變速直線運動；

b)相鄰兩幀圖像之間車輛駛過的距離可忽略透視關(guān)系的影響，即：畫面距離與實際距離成比

例。

在這兩個條件下，車輛在兩幀圖像之間的行駛的畫面距離之比等于時間之比。即：

1Dn

n······(A.4)

fC(n1)

則：

11Dn

tnn······(A.5)

ffC(n1)

snL

vn······(A.6)

tntn

根據(jù)公式A.6就可以計算出車輛行駛過一個標尺長度（軸距）的平均車速。

A.3計算數(shù)學模型運用中的要點

通常根據(jù)圖像內(nèi)物體特性確定特征點，以已知特征點間的距離作為標尺，來計算目標區(qū)域內(nèi)目標

車輛的時間與距離參數(shù)，主要方法有：

a)以圖像內(nèi)固定不動的標記點作為標尺（簡稱固定標尺）獲取距離和時間參數(shù)。如以汽車通過地

面上標線的起止點，燈桿之間、樹木之間或隔離設施之間的距離的時間來計算車速。如果圖像內(nèi)可以

找到多個固定標尺，就可以計算出汽車駛過相應標尺所對應時間段內(nèi)的速度。

b)以圖像內(nèi)移動汽車上的特征點作為標尺（簡稱移動標尺）獲取距離和時間參數(shù)。如以汽車的前

后車輪輪心、車身前后端、窗框兩端等等。如圖A.1所示，在第0幀圖像里，特征點q、h（前、后輪

輪心）形成標尺X(0)qX(0)h。同理，第一幀圖像內(nèi)的標尺X(1)qX(1)h又可作為計算第1至第n+1幀之間速

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度的標尺。依此類推，每一幀圖像上特征點之間的距離都形成一個瞬間參照標尺，并且與不同時間段

內(nèi)采用的計算標尺相對應。

所選標尺的長度是已知的，只要根據(jù)標尺的畫面長度與車輛行駛的畫面距離的關(guān)系，就能計算出

在該時間段車輛通過畫面上一個標尺長度的時間，最終計算出對應的車速。

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CDB

附錄B

（資料性附錄）

道路交通事故分析實例

B.1案情摘要

2014年8月5日13時32分許，在某地東風南路與興科路交叉路口，一輛闖紅燈的白色轎車與一輛摩

托車碰撞，造成人員受傷及車輛損壞的道路交通事故。

B.2視頻時間節(jié)點

B.2.1在摩托車直行方向，13：32：56.56（秒）紅燈熄滅、綠燈開啟；

B.2.213:32:57.64（秒）轎車車頭在圖像右側(cè)出現(xiàn)；

B.2.313：32：58.64（秒）摩托車越過停車線；

B.2.413：32：59.84（秒）兩車碰撞；

B.2.513：32：61.24（秒）轎車停止。

B.3車速分析操作步驟:

a)利用運動跟蹤軟件打開視頻，在視頻圖像左下角設置坐標原點（見圖B.1）；

b)經(jīng)測量，視頻中人行橫道線白色實線長度為5m，以此為基準設置透視網(wǎng)格，標定白色實線以外

的路段（見圖B.1）；

c)經(jīng)測量,白色轎車軸距為2.775m，以此為標尺，在前、后車輪輪心處設置跟蹤點，記錄跟蹤點

設置的時刻（見圖B.1）；

圖B.1設置坐標系原點坐標，利用透視網(wǎng)格標定路段，設置轎車跟蹤點

d)逐幀播放視頻，跟蹤白色轎車運動軌跡，對跟蹤軌跡進行截圖（見圖B.2）；

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圖B.2白色轎車跟蹤軌跡截圖

e)以“電子表格”形式導出白色轎車的跟蹤數(shù)據(jù)，檢查幀速率（見表B.1）；

表B.1白色轎車的跟蹤數(shù)據(jù)

Label:前輪57.52秒X軸X軸

xyt前輪像素差后輪像素差

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:后輪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

經(jīng)檢查，幀間像素差均勻，說明視頻沒有“丟幀”。每秒內(nèi)有25幀，幀頻率為25fps。

f)用時間插值法數(shù)學模型計算白色轎車車速（見表B.2）；

表B2白色轎車的跟蹤數(shù)據(jù)

TrackTrack

Label:前輪57.88秒Label:后輪57.88秒

Coords(x,y:px;t:time)Coords(x,y:px;t:time)

x前輪代號tx后輪代號t時標速度

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秒的平均速度的計算式：

3.6L3.62.775

v57.8858.2427.13(km/h)

n1XX91XX

nh0q9h0q

ffXnhXn1h2525X9hX10h

根據(jù)勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，57.88秒至58.24秒的中間時刻為58.06

秒，即：58.06秒的瞬時速度為27.13km/h。以此類推，每隔0.04秒可以計算出一個瞬時速度。建立時

間—速度坐標系，可以繪出白色轎車的時間—速度曲線（見圖B.3）；

40

35

30

速度（km/h）25

20

15

10

5

0

57.55858.55959.56060.56161.5

時間（s）

圖B.3白色轎車57.70秒至61.24