基于无人机的道路交通事故现场照相与摄像技术研究

何树林, 吴 昊, 李 震

(辽宁警察学院治安管理系， 辽宁大连 116036)

0 引言

传统道路交通事故现场照相与摄像的主要工具为照相机和摄像机。道路交通事故现场勘查照相与摄像的内容，应当与现场勘查笔录相一致，客观全面地反映出道路交通事故现场的相关信息，即事故的时间、地点、道路走向、天气情况、肇事的交通工具、接触点的位置、现场遗留的痕迹物证等。因此，道路交通事故现场勘查的方位照相与摄像、概览照相与摄像、局部照相与摄像、细目照相与摄像、元素照相与摄像和对比照相与摄像6种方式[1]，可灵活采用回转连续拍摄和直线连续拍摄等方法，按道路交通安全管理法规和技术标准“规范、真实、准确”的要求进行拍摄，编排、编辑和整理，以保证道路交通事故客观、公正处理“证据”的需要。

公安机关交通管理部门处理道路交通事故的一个重要步骤，就是在现场勘查时通过照相与摄像技术，来固定道路交通事故现场的“证据”，为下一步道路交通事故的认定和处理提供重要的依据。不论是轻微道路交通事故现场的勘查，还是重大道路交通事故现场的勘查，都需要对道路交通事故的现场进行照相或摄像。道路交通事故现场勘查的照相与摄像技术，从时间上看国内外，基本始于20世纪30 年代，用于记录和保存道路交通事故现场的一些关键信息，应用于对道路交通事故进行简单的定性分析。20世纪40 年代，作为道路交通事故现场勘查的证据固定手段[2]。目前，我国大多道路交通事故现场勘查固定证据的主要手段，还是基于最普通的照相、摄像、测量、绘图等的直接人工勘查方法，但随着我国道路交通的快速发展，都不能达到目前道路交通事故现场快速勘测的要求。并且，在传统的道路交通事故现场照相和摄像中，还存在着：对道路交通事故现场方位照相中的道路走向确定困难；夜间在进行方位照相和概览照相时，由于受光线照度不足的影响，图像模糊问题突出；现场照相，有时受天气影响而导致的不确定性；事故处理民警在拍摄过程中的安全风险；现场照片编排整理工作的繁琐性等缺陷。因此，鉴于目前道路交通事故现场勘查照相和摄像中存在的许多缺点，传统的人工照相与摄像、测量及绘图方法，已经不能适应现代道路交通事故快速处理的需要，迫切需要先进的数字拍照和摄像的方法“非军用无人机照相与摄像技术”，来逐步代替传统的“人工照相和摄像技术”， 以充分满足广大人民群众，对道路交通事故发生后“快勘、快撤、快处、快赔”的实际要求。

1 道路交通事故现场勘查照相与摄像途径的创新

现场勘查、照相、摄像、测量、绘图等是道路交通事故深度调查的第一步，目的在于获取较多的事故发生后的相关信息，以此用来分析道路交通事故的发生过程、判断事故发生的原因。道路交通事故所有信息中，最重要的是车辆、道路和痕迹三者之间的空间关系，目前道路交通事故现场记录图是最好的呈现方式。按照现有的道路交通事故深度的调查方法，人工测量、现场照相，其绘图的过程都是先勘测若干个现场点，再通过画图进行标注，因此它们各自存在一定的缺陷。

基于道路交通事故现场图，是根据正投影原理绘制的。为解决传统道路交通事故现场勘查照相与摄像、绘图的缺陷问题，结合现代科学技术成果，可以通过“非军用无人机”安装红外线照相和摄像设备，进行道路交通事故现场方位和概览照片的拍摄，准确确定道路走向，获取夜间道路交通事故现场方位和概览的清晰照片和摄像资料，为道路交通事故处理，提供精准“证据”资料。

2非军用无人机航拍技术在道路交通事故现场勘查中的应用

2.1 非军用无人机情况简介

无人机，是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器[3]。无人机使用成本低，结构简单，在遇到突发事情应急、预警有很大的作用。无人机的航拍与摄像，是以无人驾驶的飞机作为空中平台，以搭载的高分辨率CCD数码相机、数码摄像机、红外扫描仪、激光扫描仪、磁测仪等设备获取所需信息，再用计算机对所获图像信息进行相关处理，并按照一定的精确度要求而制作成图像。无人机系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点，是高度集成了高空拍摄技术、遥控技术、遥测技术、视频影像技术、微波传输技术和计算机影像信息处理技术的新型高科技应用产品。

2.2 非军用无人机的发展与航拍技术的现状

无人机分为无人直升机、无人固定翼、无人飞艇、无人多旋翼无人机、无人伞翼机、扑翼式微型无人机等6大类。其中多旋翼无人机应用较广范， 它具有结构简单，容易拆卸，操控方便，无需跑道，可垂直起降，可空中悬停等优点。但在续航方面，多旋翼无人机能量转换效率低，在承载性能方面，多旋翼无人机也相对较差。但是随着电池能量密度的不断提升、材料的轻型化和机载设备的不断小型化，多旋翼无人机依然具有巨大的潜力。20世纪90年代以后，多旋翼无人机开始快速发展，如图1所示。中国的大疆DJI、美国的3DRobotics、法国的 Parrot成为无人机市场的先驱。近年来，无人机的航拍技术广泛应用于摄影、森林和农业监测、自动监测、紧急情况监测、灾害监测、交通监控、3D建模、远程遥感等[4]。

2.3 非军用无人机航拍技术在道路交通事故现场勘查中的应用

(1)无人机小型轻便、低噪节能、高效机动、轻型化、小型化、智能化，在道路交通事故现场勘查中的照相与摄像，具有高度清晰、比例尺大、面积小的优点，特别是在获取带状道路交通事故现场的航拍影像中尤为突出，如公路交通事故的现场等。

(2)无人机的航拍影像，结合传统道路交通事故现场的拍照与摄像工具，更能反应道路交通事故现场的具体客观情况。

(3)无人机的实时影像传输，使地面上的工作人员可以得到实时的拍照数据和反馈。

(4)由于发生道路交通事故后产生的路段拥堵，警车、消防车、救护车等救援车辆无法第一时间到达事故的现场，使用无人机可以到前方了解情况，然后制定救援策略。

(5)发生坠桥、坠河等道路交通事故，交通警察不便采用传统方式进行影像记录，但使用无人机航拍可以跨越这些障碍。

(6)在高速公路上，如果发生多车连撞的大事故现场，传统相机和摄像技术不能完整记录整个道路交通事故现场的概况，但使用无人机航拍可以从空中实现完整的记录。

(7)道路交通事故发生后，最容易带来的就是二次事故，在道路上作业的交通警察其实是冒着很大的安全风险。如果利用无人机作业可以有效地保证交通警察的人身安全。

(8)道路交通事故发生后，最常见的是车辆拥堵，如果使用无人机航拍，则可高效、快捷。拍摄完毕即可快速拆除现场，迅速恢复道路交通秩序。

(9)由于在夜间处理道路交通事故时，传统的数码照相与摄像机受到限制，利用闪光灯只适用于近距离拍摄和细目照相。如使用无人机可利用航拍的影像数据和计算机，对所获图像的信息进行加工与处理。

2.4 非军用无人机航拍在道路交通事故现场绘图和案卷制作中的应用

通过无人机航拍获取的道路交通事故现场照片和摄像资料，不仅方便道路交通事故处理民警现场绘图，还保证了道路交通事故处理民警在勘查道路交通事故现场时的人身安全。同时也方便了道路交通事故处理民警后期对道路交通事故案卷的制作。无人机航拍资料在道路交通事故案卷制作中的具体应用有以下几个方面。

(1)利用计算机技术，将道路交通事故现场概览照片与交通现场绘图相关联。依托于无人机拍摄的现场俯视图和遥感技术获得的道路准确走向，自动测量出绘图需要的各种数据，如车辆前轮与路边距离、后轮与路边距离、事故车辆之间的距离、路宽、定位等数据，可以直接帮助事故处理民警绘制现场图，使得道路交通事故处理民警，在现场绘图时更方便、准确，省时、省力。无人机拍摄道路交通事故现场概览照片与道路交通事故现场绘图之间相联系的典型案例，如图2和3所示。

图2 某道路交通事故现场概览照(无人机拍摄)

图3 某交通事故现场图

(2)通过无人机拍摄的道路交通事故现场照片，同时获得绘图所需要的各种数据，与人工实际测量所获得的数据一样精确，不再需要交通事故处理民警实地测量，既减少了办案民警的工作量，又可以改善事故处理民警在道路交通事故现场处理时的安全性。

(3)通过色彩还原技术对非军用无人机，于夜间通过红外照相与摄像所获得的较清晰方位照相与摄像和概览照相与摄像进行补色和还原。色彩素材可通过白天对现场相关物体和元素进行二次拍摄，并通过计算机技术进行获取。

(4)利用计算机技术，自动筛选无人机拍摄的每张照片和摄像资料，剔除与道路交通事故现场无关的，并将相关联的现场照片自动归类，以减轻道路交通事故处理民警编排、编辑工作的负担。

3 结语

(1)道路交通事故现场勘查时照相、摄像、测量、绘图等技术，是道路交通事故处理获取证据的重要步骤和组成部分。鉴于目前道路交通事故现场勘查中存在的缺陷，人工照相与摄像，测量与绘图等方法，已不适应现代道路交通事故快速处理的要求，迫切需要先进的数字拍摄方法“无人机照相与摄像技术”，来逐步替代现有的“人工照相和摄像技术”，以充分满足广大人民群众，对道路交通事故发生后“快勘、快撤、快处、快赔”的实际要求。

(2)无人机航拍技术在道路交通事故现场勘查、照相、摄像、测量、绘制现场图工作中，大大减轻了道路交通事故处理民警的工作量，提高了道路交通事故处理工作的效率，减少了道路交通事故处理民警在道路交通事故现场作业的时间，进而降低了发生车辆碰撞二次事故的可能性。无人机航拍技术将道路交通事故现场概览照相和现场图绘制有机地结合起来，并能精确测量绘图所需的各种数据，提高了道路交通事故现场处理的速度，确保了道路交通运行更加安全、有序和畅通。

(3)无人机航拍技术在道路交通事故现场勘查中的应用，对于道路交通事故证据的提取具有十分强大的优势。无人机小型轻便、低噪节能、高效机动、轻型化、小型化、智能化，在道路交通事故现场勘查中的照相与摄像，具有高度清晰、比例尺大、面积小的优点，特别是在获取带状道路交通事故现场的航拍影像中尤为突出，如公路交通事故的现场等，更能反应道路交通事故现场的具体客观情况。使用无人机可以到达因道路拥堵而救援车辆无法到达的地方；可以跨越障碍；可以完整记录多车连撞的大事故现场；可以非常有效地保证交通警察的人身安全；可以快速拆除现场，迅速恢复道路交通秩序。同时，有效简化道路交通事故处理民警的办案程序， 提高道路交通事故处理工作的技术含量，符合当下科技强警的要求，符合向科技要警力的方针。

(4)通过无人机航拍获取的道路交通事故现场照片和摄像资料，不仅方便道路交通事故处理民警现场的绘图，还保证了他们在勘查道路交通事故现场时的人身安全。同时也方便了道路交通事故处理民警后期对道路交通事故案卷的制作。

(5)无人机的航拍技术，还广泛应用于摄影、森林监测、农业监测、自动监测、紧急情况监测、灾害监测、交通监测、3D建模和远程遥感等方面。