1基于無人機的道路交通事故現(xiàn)場圖像采集及實景三維模型構(gòu)建規(guī)范本文件規(guī)定了基于無人機的道路交通事故現(xiàn)場圖像采集及實景三維模型構(gòu)建的一般規(guī)定、圖像采集要素、圖像采集規(guī)范、實景三維模型構(gòu)建。本文適用于道路交通事故現(xiàn)場勘查、道路交通事故深度調(diào)查以及道路交通安全隱患排查。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GA/T1411.1-2017警用無人機駕駛航空器系統(tǒng)第1部分：通用技術(shù)要求GA/T1411.3-2017警用無駕駛航空器系統(tǒng)第3部分：多旋翼無人駕駛航空器系統(tǒng)GA41道路交通事故痕跡物證勘驗GA/T1382-2018基于多旋翼無人駕駛航空器的道路交通事故現(xiàn)場勘查系統(tǒng)3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1有效作業(yè)高度effectiveworkingaltitude無人機航攝作業(yè)時，滿足測量規(guī)范和精度要求的相對飛行高度。3.2近地面補拍closetogroundshot利用手機、數(shù)碼相機、單反相機、手持云臺、車載移動測量、站式激光掃描或低空環(huán)拍的方式獲取高分辨率的地物側(cè)面紋理和結(jié)構(gòu)細節(jié)。3.3像片重疊度pictureaverlapingdegree攝影測量中相鄰像片之間重疊的部分，通常以百分比表示。注：像片重疊度是進行立體量測和像片拼接的必要條件，分為航向重疊和旁向重疊兩種。航向重疊指本航線內(nèi)相鄰像片上具有同一物體影像的部分，旁向重疊指相鄰航線像片之間的重疊部分。像片重疊度是影響實景三維模型3.42實景三維模型3Drealscenemodel運用無人機機載相機對現(xiàn)有場景進行多角度拍攝，并利用三維實景建模軟件進行處理生成的一種三維虛擬展示技術(shù)。4一般規(guī)定4.1無人機圖像采集無人機應符合GA/T1382-2018、GA/T1411.1-2017和GA/T1411.3-2017的相關(guān)要求。4.2航拍設(shè)備4.2.1相機要求1)應能拍攝彩色圖像和視頻。2)應能通過無線遙控器和軟件程序調(diào)整相機參數(shù)及控制拍攝。3)航攝圖像應大于或等于1200萬像素，圖像格式為JPG，壓縮因子大于或等于70。4)航攝視頻分辨率應大于或等于1920×1080像素，幀率大于或等于每秒30幀，視頻格式為MP4或MOV。5)應能在航攝圖像和視頻畫面上標注拍攝日期和時間，格式為“YYYY-MM-DDHH：MM.SS”。6)應能將航攝時的衛(wèi)星定位信息寫入航攝圖像文件屬性。7)應具備與北京時間校正的功能。4.2.2云臺要求1)應能可靠固定相機，在飛行過程中相機不應出現(xiàn)松曠、脫離等現(xiàn)象。2)應具備三軸自動穩(wěn)定功能，控制精度高于0.05°。3)應能通過無線遙控器或軟件程序控制云臺俯仰角度，范圍至少為0～90°。4.3無人機操作1)飛行時應遠離人群，保持必要的飛行高度，注意來車。2)無人機在飛行前應查詢當?shù)胤ㄒ?guī)，在合法安全的情況下執(zhí)行飛行任務。飛行前應檢查無人機設(shè)備，包括飛行器、遙控器、連接設(shè)備保持電量充足。3)飛行前應對航線經(jīng)過區(qū)域的現(xiàn)場情況（包括建筑高度、障礙物、人群等情況）充足了解。4)在飛行過程中，應確保飛行器與遙控器之間信號良好。5)在飛行過程中，應保證飛行器在可視范圍內(nèi)作業(yè)。5圖像采集要素道路交通事故現(xiàn)場實景三維建模應采集道路、周邊環(huán)境、事故車輛、人員、散落物、路面痕跡等要素，以及車輛接觸痕跡。5.1道路要素3道路要素調(diào)查是道路交通事故現(xiàn)場勘查的重要部分，根據(jù)《道路交通事故信息調(diào)查》（1082—2021）、《道路交通事故現(xiàn)場勘查照相》（GA/T50-2019）等標準規(guī)范要求，構(gòu)建道路交通事故現(xiàn)場實景三維模型，現(xiàn)場圖像采集應涵蓋道路屬性、道路參數(shù)、交通安全設(shè)施、周邊環(huán)境4大類道路要素，具體道路要素目錄如表1所示。表1交通事故現(xiàn)場道路要素目錄45.2車輛要素1)撞擊痕跡：在道路交通事故中，機動車與其他車輛、人體或物體發(fā)生碰撞接觸，在車體上形成的凹陷、褶皺、破損等痕跡。2)擦劃痕跡：在道路交通事故中，車輛、人體、路面或其他物體相互接觸，沿接觸面切線方向相對運動而在作用部位形成的片狀、線狀、帶狀等痕跡。3)附著痕跡：車體上遺留的纖維、毛發(fā)、血跡、生物組織、漆片等附著物質(zhì)的種類、形狀、顏色及其分布位置。5.3人體要素1)人體位置和狀態(tài)，反映人體與現(xiàn)場地理位置標識物、周圍環(huán)境、周圍交通設(shè)施及道路交通事故現(xiàn)場元素之間相互關(guān)系。2)人體衣著表面各種撞擊痕跡、擦劃痕跡如輪胎花紋、撕裂破損部位及其長度、寬度、凹陷深度。3)人體表面損傷的部位、類型、形狀尺寸。4)人體表面遺留的纖維、毛發(fā)、血跡、生物組織、漆片等附著物質(zhì)的種類、形狀、顏色及其分布位置。5.4地面痕跡要素1)地面散落物、遺灑物、拋撒物、血跡、生物組織等位置和狀態(tài)，反映散落物與現(xiàn)場地理位置標識物、周圍環(huán)境、周圍交通設(shè)施及道路交通事故現(xiàn)場元素之間相互關(guān)系。2)其他痕跡如樹木、道路交通設(shè)施、建筑物、牲畜等位置和狀態(tài)，反映其他痕跡與現(xiàn)場地理位置標識物、周圍環(huán)境、周圍交通設(shè)施及道路交通事故現(xiàn)場元素之間相互關(guān)系。6圖像采集規(guī)范本文適用的事故現(xiàn)場分為小型現(xiàn)場、大型現(xiàn)場、墜落型現(xiàn)場。其中，小型事故現(xiàn)場是指長度在50m以內(nèi)的事故現(xiàn)場，如單車事故、少數(shù)車輛碰撞事故等，宜采用環(huán)繞拍攝方法進行航拍；超長型事5故現(xiàn)場是指長度大于50m的大規(guī)模事故現(xiàn)場，如多車連環(huán)相撞事故，宜采用航線拍攝法結(jié)合環(huán)繞拍攝法。拍攝范圍內(nèi)的大場景拍攝采用航線法飛行拍攝，事故車輛、物證等元素較為集中位置采用環(huán)繞拍攝方法；墜落事故現(xiàn)場操作規(guī)范適用于存在高差的道路交通事故現(xiàn)場，如墜崖、落水等事故現(xiàn)場，使用環(huán)繞下降拍攝方式和立面水平拍攝方式進行采集。6.1小型現(xiàn)場采集規(guī)范3)起飛無人機至被拍攝物體附近懸停，調(diào)整相機角度至45°。4)調(diào)整無人機角度，使拍攝畫面中1/3-1/2部分為地面，其余部分為被拍攝物體。5)沿被拍攝物體走向移動無人機，同時操作無人機相機不間斷拍照，控制兩張拍照重疊度不低于2/3。6)當?shù)谝蝗ε臄z完成后，將無人機升高至與第一圈相機中的畫面重疊2/3部分處，重復步驟3）進行第二圈高度環(huán)繞拍攝。7)重復步驟3）和步驟4）并逐步擴大飛行半徑，注意事故現(xiàn)場周邊環(huán)境圖像的采集，完成各圈高度圖像拍攝，直至相機畫面中能拍攝到被拍攝物體頂部照片并能完整顯現(xiàn)事故現(xiàn)場周邊環(huán)境。8)環(huán)繞傾斜拍攝完成后，將相機角度調(diào)至90°,調(diào)整無人機高度至高于被拍攝物體頂部10-50m處，對拍攝事故現(xiàn)場正射圖像拍攝，相鄰兩張照片重疊度不低于2/3。確保正射圖像采集區(qū)域覆蓋整個事故現(xiàn)場。6.2大型現(xiàn)場采集規(guī)范6.2.1操作步驟1)設(shè)置航線生成模式為傾斜攝影。2)到達飛行區(qū)域，以來車方向距離碰撞點約5m處作為起點，以車輛行駛方向距離停車點約5m處作為終點，確定拍攝范圍以及最大飛行高度。3)設(shè)置相機型號、拍照模式、飛行高度、拍攝模式等參數(shù)，如表2和表3所示。表2基礎(chǔ)設(shè)置參數(shù)表3高級設(shè)置參數(shù)6.2.2注意事項1)傾斜攝影航線飛行時，應確保所有航線完成飛行。6參數(shù)設(shè)置中，高2)度一般設(shè)置為比測區(qū)內(nèi)最高建筑或障礙物高10m~30m。當測區(qū)建筑物高度高于設(shè)計航高的1/2時，設(shè)計航高應該調(diào)整為建筑物高度的2倍。3)當測區(qū)內(nèi)高樓較多時，可適當增加航向重疊率和旁向重疊率飛行。4)道路交通事故現(xiàn)場規(guī)模較大、距離較長的，應結(jié)合環(huán)繞拍攝和航線拍攝。道路交通元素集中的或者中心現(xiàn)場位置采用環(huán)繞拍攝的方式采集拍照；碰撞點或接觸點距離中心現(xiàn)場較遠的部分，應在地圖內(nèi)選擇與現(xiàn)場范圍相符的航線進行航線拍攝。完成后，將兩組照片共同參與三維重建。（若選用該兩個拍攝方式進行聯(lián)合拍攝，則需要注意，自動航線飛行的高度和手動環(huán)繞拍攝的高度差不宜過大，一般不超過手動環(huán)繞拍攝高度的2倍以上，否則，則需要在手動環(huán)繞拍攝高度的一倍航高的高度，補飛一遍手動環(huán)繞拍攝照片）。6.3墜落型現(xiàn)場采集規(guī)范6.3.1操作步驟1)起飛無人機至離道路高度20-30m處懸停，調(diào)整相機角度為45°。操控無人機使遙控器畫面可以覆蓋整個采集區(qū)域。2)以環(huán)繞向下進行拍攝，當飛行高度低于或離道路高度5m時，采用半圈環(huán)繞的方式進行拍攝直至采集到離底部5-10m的高度。當環(huán)繞拍攝高度低于懸崖高度時，可根據(jù)懸崖走向，適當調(diào)整環(huán)繞航線的飛行區(qū)域，以保證懸崖立面照片采集完整。3)調(diào)整相機角度為0°,操作無人機正對立面部分，保證無人機與立面距離為10-20m,從底部逐層進行拍攝，相鄰兩張照片重疊度不低于2/3。6.3.2注意事項1)該場景存在較高的采集風險，飛行前應對環(huán)境進行充分評估，若飛行路徑中存在不可躲避的障礙物，可適當調(diào)整無人機位置進行拍攝，可選擇放棄部分角度的拍攝或者中止采集。2)對于測區(qū)內(nèi)障礙物較多的情況，可以適當增加環(huán)繞半徑，從而減少飛行風險。3)針對該場景，環(huán)繞航線拍攝時，應拍攝兩個相機角度的照片，分別為相機傾斜45°和相機角度0°,以獲取懸崖傾斜照片和正對懸崖的照片。4)可適當降低飛行高度和速度，增加照片拍攝數(shù)量，還可設(shè)置更密集的圈數(shù)來提升模型精度。7實景三維模型構(gòu)建7.1模型構(gòu)建可采用傾斜攝影建模技術(shù)基于采集的圖像構(gòu)建道路交通事故現(xiàn)場實景三維模型。7.2精度檢驗7.2.1模型精度計算采用成熟通用的實景三維建模技術(shù)進行模型構(gòu)建,模型質(zhì)量主要取決于采集圖像效果，因此通過模型精度對圖像采集質(zhì)量進行檢驗。實景模型的測量精度計算按公式（1）~公式（3）：7gi=x-li(2)(3)式中：m表示基于實景三維模型進行長度測量的中