尹燕運(yùn)，師 影

（1.中兵勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100053；2.北京華景交通新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司，北京 100000）

交通工程測(cè)量，是工程建設(shè)施工的基礎(chǔ)，它為后續(xù)交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新導(dǎo)向，也是城市交通結(jié)構(gòu)規(guī)劃質(zhì)量得以保障的重要性依據(jù)。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)手段逐步更新，技術(shù)資源在社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用廣泛性正在進(jìn)一步拓展。而關(guān)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的研究，剛好適應(yīng)了新時(shí)期區(qū)域建設(shè)資源探索的需要。

1 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)

所謂計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，就是指利用計(jì)算機(jī)或者電子程序替代人的眼睛與大腦，直接利用程序進(jìn)行圖像掃描，并綜合進(jìn)行客觀世界的感知和解釋?zhuān)菙?shù)字影像程序在實(shí)際中運(yùn)用的具體形式。隨著國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)程序體系逐步開(kāi)發(fā)，數(shù)字程序尤其是數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用范圍正在進(jìn)一步拓展，比如，交通管理方面道路交通流監(jiān)控、車(chē)型歸類(lèi)與識(shí)別、車(chē)牌識(shí)別等，都是道路安全管理中的應(yīng)用形式[1]。

2 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 初等圖像處理

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)作為一種數(shù)字化信息處理手段，在交通量化工程整合與處理過(guò)程中發(fā)揮著不可忽視的作用。（1）計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)可通過(guò)圖像色彩前度的調(diào)節(jié)，將檢測(cè)到數(shù)據(jù)信息都整合在一處，以實(shí)現(xiàn)程序?qū)ζ湫畔⑦M(jìn)行識(shí)別。比如，紅色交通工程建設(shè)模型在白色虛擬空間背景的映襯下較突出，就是利用視覺(jué)技術(shù)的初等圖像處理特征。（2）圖像二值化切分，也是初等圖像識(shí)別方式，它主要是通過(guò)數(shù)字化程序代碼推進(jìn)演算的策略，對(duì)圖像信息進(jìn)行收集和調(diào)控。比如，交通工程測(cè)量實(shí)踐期間，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)可借助數(shù)字程序進(jìn)行局部檢測(cè)分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體整體情況反饋的檢測(cè)效果（見(jiàn)圖1）。

2.2 二維測(cè)量方式的運(yùn)用

二維圖像測(cè)量法，是一種簡(jiǎn)單的二維物體處理方式，一方面，它是通過(guò)三維空間進(jìn)行二維成像，且測(cè)量手段可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化勘測(cè)。比如，物體表面細(xì)小的邊緣線測(cè)量、裂痕測(cè)量等，都可以采用二維勘測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)。另一方面，二維測(cè)量方式，主要是通過(guò)物體邊緣影像處理方式，對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行管理與識(shí)別。為保障其精準(zhǔn)度，需要利用簡(jiǎn)單的模板計(jì)算程序，確定二維測(cè)量圖像信息的收集情況，計(jì)算公式可表示為NX2+NY2，其中“N”表示圖像梯度，而“X”和“Y”則表示二維空間矩陣中的邊沿值。計(jì)算機(jī)視覺(jué)程序運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)將按照現(xiàn)場(chǎng)取像數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)核算圖像測(cè)量結(jié)果[2]。

圖1 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量應(yīng)用圖

比如，本次所測(cè)定的交通空間結(jié)構(gòu)體系，就主要是借助虛擬空間模型結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建局部交通勘測(cè)模型，程序依據(jù)虛擬模型中梯度變化，矩形陣結(jié)構(gòu)進(jìn)行交通情況反饋，虛擬空間二維測(cè)算法進(jìn)行分析與勘測(cè)。一方面，虛擬空間體系可利用宏觀空間模型進(jìn)行綜合監(jiān)控，一方面系統(tǒng)是利用數(shù)字化核算定位方式，對(duì)微觀區(qū)域交通測(cè)定情況進(jìn)行信息反饋。

2.3 三維物體分析體系

（1）主動(dòng)勘測(cè)距離法。三維物體中的勘測(cè)距離綜合分析方式，是程序直接人外部設(shè)定的光源情況，將離散化的圖像信息簡(jiǎn)化為可處理的信息體系，減少處理步驟后的信息傳輸?shù)木珳?zhǔn)度更高，交通工程信息傳輸回來(lái)內(nèi)容也較為完整。其一，主動(dòng)勘測(cè)距離法實(shí)踐主要是采用光夠和雷達(dá)檢測(cè)法，對(duì)三維物體進(jìn)行實(shí)體數(shù)據(jù)檢測(cè)。比如，交通工程檢測(cè)技術(shù)綜合進(jìn)行分析時(shí)，電子化程序直接采用雷達(dá)數(shù)據(jù)掃描反饋程序，對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行信息整合，以形成及時(shí)、完整的反饋被測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果。其二，采用光感聚焦影像方式，借助外部光感強(qiáng)度，對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行圖像化組合。比如，交通工程中的數(shù)字化模型，就屬于最常見(jiàn)的交通工程傳輸實(shí)踐形態(tài)（見(jiàn)表1）[3]。

也就是說(shuō)，當(dāng)交通指揮程序?qū)臻g環(huán)境進(jìn)行影像收集與勘測(cè)時(shí)，其一，利用光感聚焦影像強(qiáng)度，從景物近處獲取影像信息，形成虛擬模型數(shù)據(jù)體。其二，利用外部光感強(qiáng)度，收集物體周?chē)h(yuǎn)距離部分的影像信息，進(jìn)行模型資源補(bǔ)充。其三，結(jié)合信息圖像強(qiáng)度分辨率，完成交通指導(dǎo)。其四，衍射技術(shù)、全息干涉技術(shù)，這一部分的信息采集方式，主要是采用結(jié)構(gòu)光源處理法，對(duì)物體采集影像信息進(jìn)行整合，最終以圖片影像展示的方式，對(duì)交通工程中的基本情況進(jìn)行收集整合。比如，交通工程測(cè)量過(guò)程中，信息采集表面離散數(shù)據(jù)點(diǎn)信息的收集與整理時(shí)，主要是通過(guò)目標(biāo)景物周?chē)庠凑丈浜螅繕?biāo)景物周?chē)纳式Y(jié)構(gòu)發(fā)生的變化情況進(jìn)行信息情況判斷。

表1 主動(dòng)勘測(cè)距離法影像效果 單位：%

（2）被動(dòng)勘測(cè)距離法。被動(dòng)式距離勘測(cè)發(fā)生，主要是通過(guò)程序自主化勘測(cè)法進(jìn)行影像結(jié)構(gòu)的踩點(diǎn)分析。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將多個(gè)分散的光源點(diǎn)都集中在一處，并利用隨機(jī)式高水平處理方式，在多個(gè)平面范圍內(nèi)數(shù)據(jù)代碼模板的運(yùn)行與調(diào)節(jié)。比如，交通安全測(cè)量環(huán)節(jié)進(jìn)行勘測(cè)時(shí)，區(qū)域內(nèi)測(cè)定程序，就主要是借助被動(dòng)勘測(cè)距離法進(jìn)行交通指揮和遠(yuǎn)程指導(dǎo)。其一，采用簡(jiǎn)單的幾何處理方式，進(jìn)行點(diǎn)與線、線與面的收集整合，包括交通勘測(cè)環(huán)節(jié)中的離散性交通測(cè)量光源收集；其二，利用數(shù)碼模板結(jié)構(gòu)，將物體表面的離散波點(diǎn)轉(zhuǎn)換為編碼條紋投影，最終收集到的數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)，可通過(guò)十字格網(wǎng)圖案和變形圖案，對(duì)空間檢測(cè)環(huán)境進(jìn)行測(cè)量；其三，借助三維立體坐標(biāo)模型，對(duì)結(jié)構(gòu)光圖像進(jìn)行特征描述，進(jìn)而尋求到能夠與反饋圖像結(jié)構(gòu)相互匹配的反饋結(jié)構(gòu)體?，F(xiàn)有常見(jiàn)的交通曲面指示燈結(jié)構(gòu)，均是汽車(chē)外形測(cè)量中運(yùn)用的主要表現(xiàn)形態(tài)。

2.4 三維雙目視覺(jué)應(yīng)用

三維雙面視覺(jué)原理，是指雙眼平視狀態(tài)下，設(shè)備本身所反饋出來(lái)的成像特征。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量中的應(yīng)用，也充分利用了三維雙目視覺(jué)法，對(duì)平面影像結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息反饋和規(guī)劃（見(jiàn)表2）。

表2 三維雙目視覺(jué)應(yīng)用效果

（1）計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量中的應(yīng)用時(shí)，通過(guò)三維空間定點(diǎn)分析法，對(duì)局域空間中的視覺(jué)區(qū)域進(jìn)行可定點(diǎn)區(qū)域搜索，待搜索區(qū)域出現(xiàn)與程序設(shè)定影像目標(biāo)一致的內(nèi)容時(shí)，自動(dòng)化控制程序?qū)⒃谛碌哪繕?biāo)點(diǎn)周?chē)⒁曈X(jué)實(shí)踐模型。三維雙面視覺(jué)模型將按照程序體系的基本需求，相應(yīng)進(jìn)行信息傳輸。比如，交通工程測(cè)量時(shí)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)可以依據(jù)路段的反饋信息的基本情況，實(shí)行路面反饋信息的集中性整合，并將原有的虛擬空間信息逐步復(fù)制到實(shí)體圖像上，其中與原圖像不相吻合的環(huán)節(jié)，就是勘測(cè)區(qū)域存在問(wèn)題的部分。

（2）三維雙面視覺(jué)原理，也體現(xiàn)為圖像視覺(jué)色彩運(yùn)用層面的差異變化。即當(dāng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量中應(yīng)用時(shí)，虛擬數(shù)據(jù)采集體系，可在交通局部信息反饋時(shí)做到合理化調(diào)整，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)點(diǎn)可依據(jù)空間位移結(jié)構(gòu)變化情況，實(shí)行交通工程測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)構(gòu)的反饋結(jié)果進(jìn)行交通情況評(píng)估。

2.5 影像自主收集技術(shù)

影像自主收集技術(shù)，作為數(shù)字化信息整合體系中的一部分，可以在計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量中運(yùn)用時(shí)，有序進(jìn)行影像信息的收集與整理，它將虛擬信息整合轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化服務(wù)體系中的環(huán)節(jié)之一。當(dāng)交通工程測(cè)量中出現(xiàn)局部受阻光源時(shí)，局部信息模式處于協(xié)調(diào)、穩(wěn)定的收集狀態(tài)，內(nèi)部信息每收集一條數(shù)據(jù)信息，收集渠道將主動(dòng)處理、存儲(chǔ)一條，在外部信息集中傳輸?shù)臓顟B(tài)下，內(nèi)部調(diào)控體系將全面開(kāi)啟程序自主驗(yàn)證體系，依據(jù)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量中的運(yùn)行狀態(tài)，持續(xù)性進(jìn)行影視處理內(nèi)容的收集與整理。比如，交通工程測(cè)量過(guò)程中，若某一交通港口部分持續(xù)通過(guò)交通車(chē)輛，此時(shí)自動(dòng)化影響收集渠道，將集中收集交通路口部分的信息，并在外部反饋信息有序整合后，再逐步進(jìn)行內(nèi)容篩選與存儲(chǔ)。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量中的應(yīng)用時(shí)，影像自主收集與整理方式，是在傳統(tǒng)的自動(dòng)存儲(chǔ)狀態(tài)下搭建的數(shù)據(jù)處理渠道，它可以最大限度地保障外部收集到的信息都集中存儲(chǔ)起來(lái)，不會(huì)出現(xiàn)局部信息丟失或者信息遺漏等問(wèn)題，進(jìn)而也就規(guī)避了計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量中應(yīng)用時(shí)，數(shù)字化技術(shù)傳輸安全劣勢(shì)問(wèn)題了。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量中的應(yīng)用，是當(dāng)代信息交通體系優(yōu)化調(diào)配的理論歸納。在此基礎(chǔ)上，文章通過(guò)初等圖像處理、二維測(cè)量方式的運(yùn)用、三維物體分析體系、三維雙目視覺(jué)應(yīng)用、影像自主收集技術(shù)，探究計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在交通工程測(cè)量領(lǐng)域融合方式，研究結(jié)果可為城市建設(shè)提供新導(dǎo)向。