吳啟

（湖北警官學院，湖北 武漢430035）

基于視頻與軸距鑒定車速的研究

吳啟

（湖北警官學院，湖北 武漢430035）

在道路交通事故處理與責任認定中，對交通事故車輛車速鑒定，已成為交通事故司法鑒定的重要內(nèi)容之一。根據(jù)視頻的幀速率、車輛的軸距，可以計算出車輛行駛的平均速度。該方法不必到事故現(xiàn)場實地測量，只需現(xiàn)場錄像資料和行駛車輛的軸距信息，便可測定車速。

視頻資料；鑒定；車速軸距

一、引言

速度，是物理學中描述物體運動的一個重要參數(shù)，它表明物體在單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的位移，其大小V＝S／T，是平均速度。交通事故中所指車速，是指事故發(fā)生前的瞬時速度，是描述車輛運動快慢狀態(tài)的重要參數(shù)。理論上來說，瞬時速度只是一個估計值，精確計算的時間應(yīng)無限小，但不為0，其大小V＝ds／dt，是個極限速度，但實際中，很難檢測到時間無限接近于0的移動距離。因此，依舊使用求平均速度的方法，來尋找車輛的瞬時速度。車速的確定關(guān)鍵，是尋找車輛運動的已知距離與之相對應(yīng)的時間，并要求相對應(yīng)的時間足夠小，越小所求速度越接近車輛的瞬時速度，即車輛經(jīng)過某點的車速。

車輛直線向前運動，其后輪始終要經(jīng)過前輪經(jīng)過的地方。以前輪經(jīng)過的某一點為參照點，后輪都經(jīng)過參照點時，車輛向前移動的距離正好是前輪與后輪之間的距離即軸距。對于軸距，只要知道車型，就可查找到車輛軸距的大小。

時間是連續(xù)的，但記錄讀取時間沒有辦法連續(xù)。目前錄像資料中能夠讀取的記錄時間一般只能精確到秒，對于時速為50公里／小時的行駛速度，一秒鐘車輛要移動近14米，顯然精確到秒的時間，與車速的計算精度和實際現(xiàn)場情況相差太遠。監(jiān)控錄像記錄圖像是以1秒鐘存儲多少幀視頻圖像來記錄和再現(xiàn)圖像，并且相對固定，時間間隔也均勻，因此，可以采用幀來計算時間。

二、時間的確定

車輛的后輪經(jīng)過前輪經(jīng)過的地方所用時間，可以通過視頻圖像相關(guān)幀數(shù)來確定。

（一）確定視頻錄像的幀速率P

幀速率是指視頻錄像中每秒記錄靜止圖片的數(shù)量，即幀數(shù)／秒。要生成平滑連貫的動畫效果，幀速率一般不小于8幀／秒。電影的幀速率為24幀／秒，視頻的幀速率為25幀／秒，記錄和再現(xiàn)動態(tài)影像內(nèi)容時，幀速率愈高愈好。

目前，大部分監(jiān)控錄像的幀速率都是采用25幀／秒的格式，但也有部分視頻監(jiān)控系統(tǒng)的幀速率不采用25幀／秒的格式。幀速率不同的監(jiān)控錄像系統(tǒng)有可能不同；也可能視頻圖像在記錄時有可能丟幀，因此，監(jiān)控錄像的幀速率需要通過多種方法進行核查。

用視頻播放器“單幀前進”或“單幀后退”鍵，對應(yīng)錄像顯示的時間進行數(shù)幀，查看每秒鐘有多少幀圖像；對不能單幀播放的視頻播放器，可用其他能播放的公用視頻播放器查看；還可用視頻文件的屬性所顯示的總幀數(shù)除以總時間來計算幀率。一般情況下，可采用上述兩種方法相互印證，以防止由錄像本身跳幀或缺幀而引起的計算誤差。

（二）選取起始特別幀和終點特別幀

利用視頻播放器“單幀前進”或“單幀后退”鍵反復播放錄像資料，在要求鑒定車速的路段上，選取前后輪都經(jīng)過的某一點作為參考點，前輪經(jīng)過的幀定為起始幀，后輪經(jīng)過的幀作為終點幀。要求參考點必須在測定車速的路段、測定車輛前后輪都在視線范圍內(nèi)且圖像比較清晰。

（三）確定起始特別幀和終點特別幀相差幀數(shù)

利用視頻播放器“單幀前進”或“單幀后退”鍵，讀取起始幀到終點幀的幀數(shù)差，或利用專用軟件將該段錄像轉(zhuǎn)化為單幀圖像再來查看幀數(shù)差。

三、移動距離確定

車輛在監(jiān)控錄像畫面視野中直線運動時，行駛車輛的前輪經(jīng)過的某一參照點，后輪也一定會經(jīng)過。選擇前輪經(jīng)過參照點的幀為起始幀，后輪經(jīng)過參照點的幀為終點幀，那么，在起始幀到終點幀的時間內(nèi)，車輛行駛的距離就是車輛的軸距。然而，視頻記錄的幀圖像往往不一定正好記錄到前后輪重合在參考點，或差一點或過一點，也就是車輛移動的實際距離比車輛的軸距小一點或大一點，這樣必須通過起始幀與終點幀圖像重疊，查看圖像中差多少或過多少的比例關(guān)系，計算車輛行駛的實際距離。

（一）車輛軸距的大小L

車輛的軸距是固定的，只要知道了車型就可以查尋到。通常可通過3種方法獲?。阂皇峭ㄟ^公安交通管理部門在公安網(wǎng)上調(diào)取車輛的登記信息來獲取車輛的軸距；二是通過因特網(wǎng)上查找車輛的配置參數(shù)來獲取車輛的軸距；三是通過車主提供的車輛的登記信息來獲取車輛的軸距。

（二）標注前后輪軸心

使用photoshop軟件，打開起始幀圖像文件，使用直線工具連接車輛前后輪軸心，并標明軸心位置（圖1）。同樣標注終點幀圖像中前后輪軸心位置（圖2）。

圖1 起始幀圖像

圖2 終點幀圖像

（三）重疊標注好的幀圖像

在終點幀圖像窗口中使用移動工具，將終點幀圖像移動到起始幀圖像窗口中，在圖層窗口中選擇“不透明度”為50%，對齊重疊好幀圖像（圖3）。

圖3 重疊幀圖像

（四）測量車輛各軸心之間的距離

使用photoshop軟件，啟用“標尺工具”，分別測出重疊圖像中各軸心之間間距的相對大小。

四、車速的計算

（一）車輛移動的實際距離S

由于透視變形，圖像中不同點的放大倍率不同，導致單一按起始幀和終點幀重疊圖像中的比例關(guān)系，計算前后軸心重疊差距不準確。因此，分別以起始幀圖像中的前后軸心的距離和終點幀圖像中的前后軸心的距離為標準，計算出起始幀圖像中的前輪與終點幀圖像中的后輪之間的距離進行平均，作為起始幀圖像中的前輪與終點幀圖像中的后輪之間的實際距離。用車輛軸距減去或加上起始幀圖像中的前輪與終點幀圖像中的后輪之間的實際距離，就是車輛移動的實際距離。

（二）車輛移動的速度V

設(shè)定視頻圖像的幀速率為P，車輛移動的實際距離S，起點幀和終點幀之間統(tǒng)計的幀數(shù)差為N，則可根據(jù)下列公式計算出車輛在起點幀和終點幀間的平均速度V：

其中：

P為視頻圖像的幀速率，單位：幀／秒

S為車輛移動的實際距離，單位：米

N為起點幀和終點幀之間的幀數(shù)，單位：幀

五、分析說明

目前，視頻監(jiān)控廣泛地應(yīng)用于社會面防控，使利用視頻資料進行交通事故車輛速度鑒定有了充分的條件。基于用軸距鑒定車速的方法操作簡便、準確度較高、誤差較小，不受車輛性能、路面狀況、駕駛?cè)藨?yīng)急反應(yīng)能力及操控能力等因素的影響，也不受視角因素影響，不會出現(xiàn)選點錯誤而導致測算錯誤，有效彌補了常用車速鑒定方法的不足。

第一，該方法簡便實用。不用到現(xiàn)場，所提供檢材和樣本，只要視頻資料和車輛信息，簡單明確。

第二，該方法科學合理。距離小，計算的平均速度更接近瞬時速度，時間用幀計算比秒更精準，移動距離按比例進行校正更加準確，軸心選點可按比例確定避免誤差。

第三，利用視頻圖像鑒定車輛車速應(yīng)注意的問題：

（1）根據(jù)司法鑒定的有關(guān)要求，送檢視頻文件只能采用復制的拷貝到計算機中，以確保送檢視頻資料的真實性和檢驗鑒定的可重復性。

（2）核查視頻圖像幀速率時，若發(fā)現(xiàn)有丟幀現(xiàn)象，因幀數(shù)統(tǒng)計與實際不符，該方法不能用于肇事車車速的鑒定。

（3）要求錄像播放器具備單幀播放功能，以便對圖像序列進行逐幀分析，如果原播放器不具備這一功能，需對錄像格式進行無損轉(zhuǎn)換。

[1]尹國祥.基于視頻圖像的肇事車輛車速鑒定[J].江西警察學院學報,2012(1):124-125.

[2]馮浩,潘少猷.基于視頻的車速鑒定[J].中國司法鑒定,2009(5): 46-48.

[3]張琳,來劍戈等.動態(tài)圖像序列在交通事故車速鑒定中的應(yīng)用[J].刑事技術(shù),2009(6):54-56.

[4]邵祖峰,楊紅.車速鑒定的交通事故現(xiàn)場取證技術(shù)研究[J].湖南警察學院學報,2012(2):119-122.

[5]張愛紅.科學推進我國道路交通事故車速分析鑒定工作[J].道路交通管理,2011(3):48-49.

D631

A

1673―2391(2014)07―0168―02

2014-04-01 責任編校：李 烽

電子數(shù)據(jù)取證湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心基金資助。