一种交通事故现场摄影勘测原理的实验系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及实验用具，具体地讲，设及一种交通事故现场摄影勘测原理的实验系 统。
【背景技术】
[0002] 现有技术中缺乏对摄影测量原理用于交通事故现场勘测的模型化、自动化演示实 验装置，使得拍摄照片后，空间中的任意一点和照片中的对应像点之间的坐标变换关系很 难通过实物直观地表现出来。
[0003] 传统的交通事故现场勘测方法，采用卷尺测量距离，然后手工绘制事故现场图。运 种方法存在费时长、现场信息损失多、现场量测的数据和绘制的草图因操作者的技术熟练 程度存在差异W及恢复交通后无法对现场二次勘测等缺陷，给事故责任判断造成很大麻 烦。在事故现场拍摄的照片中包含有大量信息，如车辆停止位置、制动痕迹、油迹、碎片散落 位置等。因此，国内外对利用摄影照片测量事故现场数据进行了大量的研究。
[0004] 摄影测量方法用于交通事故现场勘测，是利用近景摄影测量原理，通过建立物方 空间坐标系D-XYZ、辅助空间坐标系S-XYZ和像空间坐标系S-xyzS个坐标系之间的变换关 系，确定空间中任意一点A和照片中对应像点a之间的坐标变换关系。运个变换关系设及到 平移变换和旋转变换，关系复杂，难于理解。通常，人们通过想象获得使用相机拍照时物点 和像点之间的变换关系，其中设及到相机的3个内方位因素和6个外方位因素。相机的主距 (即焦距f)，主点坐标值(XD，y。)称为相机的内方位因素，它们和相机的结构有关，如图2所 示。片，乂.，Zs，奶化Λ：·)表示了相机在空间中的位置，称为相机的外方位因素，如图3所示。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种交通事故现场摄影勘测原理的实验装置、方 法及系统，能够通过实物形象的展示坐标变换过程，由显示装置显示公式变化，掲示相机焦 距和外方位因素对坐标变换过程的影响。
[0006] 本发明采用如下技术方案实现发明目的：
[0007] -种交通事故现场摄影勘测原理的实验系统，其特征在于，包括：
[000引平移控制模块:控制执行器一带动物方空间坐标系D-XYZ沿X轴移动距离Xs，然后 沿巧由移动距离Ys，最后沿巧由移动距离Zs上升到辅助空间坐标系S-XYZ，实现与辅助空间坐 标系S-XYZ重合，同时控制显示装置上显示相应的变换公式和说明；
[0009] 参数K按键控制模块:控制执行器二使像空间坐标系S-xyzWS为原点绕Z轴旋转角 度K，图像中像点a的坐标由（x，y，-f)变换为U，yk，zk)，同时，显示装置上显示相应的变换 公式和说明；
[0010] 参数ω按键控制模块:控制器控制执行器二使像空间坐标系S-xyzWS为原点绕X 轴旋转角度ω，图像中像点a的坐标由（Xk，yk，Zk)变换为(Χω,Υω,Ζω)，同时，显示装置上显示 相应的变换公式和说明；
[0011]参数0按键控制模块:控制器控制执行器二使像空间坐标系S-xyzWS为原点绕y 轴旋转角度巧，图像中像点a的坐标由（x。，y。，z。)变换为?x.,，!p，Z0；)，同时，显示装置上显示 相应的变换公式和说明；
[0012]复位按键控制模块:控制执行器一和执行器二将物方空间坐标系D-XYZ和像空间 坐标系S-xyz复位到初始位置。
[0013] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明采用交通事故现场摄影勘 测的模型化、自动化演示系统，使得拍摄照片后，空间中的任意一点和照片中的对应像点之 间的坐标变换关系直观的通过实物表现出来。实物展示坐标变换关系，清晰、易于理解，坐 标系变化与显示装置显示相结合，通过按键单独控制各变量对摄影测量坐标变换的影响。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的验证性实验装置的结构示意图。
[0015] 图2为本发明内方位元素示意图。
[0016] 图3为本发明外方位元素示意图。
[0017] 图4为本发明像点a与物点A的坐标关系图。
[001引图中，1、平移按键，2、参数科按键，3、参数ω按键，4、参数K按键，5、共线按键，6、执 行器二，7、显示装置，8、复位按键，9、执行器一，10、支架，11、支撑杆。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。
[0020] 参见图1-图4,一种交通事故现场摄影勘测原理的实验装置，包括底座、电源、物方 空间坐标系D-XYZ、辅助空间坐标系S-XYZ、像空间坐标系S-xyz、图像平面Ρ、摄影中屯、S、物 点A、像点a、控制面板、控制器、执行器一、执行器二、显示装置、支架10和支撑杆11。其中，所 述电源、控制器、控制面板安装在底座内；电源用于供电；控制器受控制面板上的按键和触 摸屏的信号控制，用于控制执行器一和执行器二的动作;控制面板上有'平移'、'0 \ ' ω ' 'κ'、'共线'和'复位'六个按键，用于控制物方空间坐标系D-XYZ的平移变换，像空间坐标系 S-xyz的旋转和最终共线条件方程的显示;摄影中屯、为S，其在物方空间坐标系D-XYZ中的坐 标为(Xs，Ys，Zs);物点A在物方空间坐标系D-XYZ中的坐标为(X，Y，Z);像点a在像空间坐标系 S-xyz中的坐标为(x，y，-f);物方空间坐标系D-XYZ安装在底座上，执行器一 9安装在坐标原 点D上，受控制器控制;辅助空间坐标系S-XYZ、像空间坐标系S-xy Z由支撑杆11支撑在空中， 两个坐标系共用一个坐标原点，即摄影中屯、S'，执行器二6固定在支撑杆11上端，受控制器 控制，像空间坐标系S-xyz可W在执行器二6带动下WS为中屯、，分别绕x、y、z轴自由旋转；图 像平面P，其上标明坐标系0-xy，由连接摄影中屯、S和物点A的连杆SA固定，且相交于像点a, 与像空间坐标系S-xyz的Z轴反向延长线垂直于点0;像空间坐标系S-xyz的Ξ个坐标轴上分 别标明旋转角度口、ω、κ;显示装置，为一个交互式触摸屏，与控制器相连，由支架10固定， 用于显示变量变化后的坐标关系，当在触摸屏上选择某一坐标变换关系后，控制器根据触 摸屏提供的信号，控制执行器一 9和执行器二6,对物方空间坐标系〇-乂町和像空间坐标系S- xyz实施反馈控制。
[0021] 所述图像平面P上设置有坐标系0-xy，所述图像平面P与像空间坐标系s-xyz的z轴 反向延长线垂直相交于坐标系0-xy的坐标原点0。
[0022] 所述辅助空间坐标系S-XYZ的轴SY和直线SO所在的平面与图像平面P交于ei和Θ2 点。
[0023] 本发明还提供了一种交通事故现场摄影勘测原理的实验方法，包括如下步骤：
[0024] (1)接通电源，打开电源开关，系统进行自检，通过后，各指示灯常亮，显示装置显 示欢迎界面，物方空间坐标系D-XYZ、像