基于视频与轴距鉴定车速的研究

吴启

（湖北警官学院，湖北 武汉430035）

基于视频与轴距鉴定车速的研究

吴启

（湖北警官学院，湖北 武汉430035）

在道路交通事故处理与责任认定中，对交通事故车辆车速鉴定，已成为交通事故司法鉴定的重要内容之一。根据视频的帧速率、车辆的轴距，可以计算出车辆行驶的平均速度。该方法不必到事故现场实地测量，只需现场录像资料和行驶车辆的轴距信息，便可测定车速。

视频资料；鉴定；车速轴距

一、引言

速度，是物理学中描述物体运动的一个重要参数，它表明物体在单位时间内所产生的位移，其大小V＝S／T，是平均速度。交通事故中所指车速，是指事故发生前的瞬时速度，是描述车辆运动快慢状态的重要参数。理论上来说，瞬时速度只是一个估计值，精确计算的时间应无限小，但不为0，其大小V＝ds／dt，是个极限速度，但实际中，很难检测到时间无限接近于0的移动距离。因此，依旧使用求平均速度的方法，来寻找车辆的瞬时速度。车速的确定关键，是寻找车辆运动的已知距离与之相对应的时间，并要求相对应的时间足够小，越小所求速度越接近车辆的瞬时速度，即车辆经过某点的车速。

车辆直线向前运动，其后轮始终要经过前轮经过的地方。以前轮经过的某一点为参照点，后轮都经过参照点时，车辆向前移动的距离正好是前轮与后轮之间的距离即轴距。对于轴距，只要知道车型，就可查找到车辆轴距的大小。

时间是连续的，但记录读取时间没有办法连续。目前录像资料中能够读取的记录时间一般只能精确到秒，对于时速为50公里／小时的行驶速度，一秒钟车辆要移动近14米，显然精确到秒的时间，与车速的计算精度和实际现场情况相差太远。监控录像记录图像是以1秒钟存储多少帧视频图像来记录和再现图像，并且相对固定，时间间隔也均匀，因此，可以采用帧来计算时间。

二、时间的确定

车辆的后轮经过前轮经过的地方所用时间，可以通过视频图像相关帧数来确定。

（一）确定视频录像的帧速率P

帧速率是指视频录像中每秒记录静止图片的数量，即帧数／秒。要生成平滑连贯的动画效果，帧速率一般不小于8帧／秒。电影的帧速率为24帧／秒，视频的帧速率为25帧／秒，记录和再现动态影像内容时，帧速率愈高愈好。

目前，大部分监控录像的帧速率都是采用25帧／秒的格式，但也有部分视频监控系统的帧速率不采用25帧／秒的格式。帧速率不同的监控录像系统有可能不同；也可能视频图像在记录时有可能丢帧，因此，监控录像的帧速率需要通过多种方法进行核查。

用视频播放器“单帧前进”或“单帧后退”键，对应录像显示的时间进行数帧，查看每秒钟有多少帧图像；对不能单帧播放的视频播放器，可用其他能播放的公用视频播放器查看；还可用视频文件的属性所显示的总帧数除以总时间来计算帧率。一般情况下，可采用上述两种方法相互印证，以防止由录像本身跳帧或缺帧而引起的计算误差。

（二）选取起始特别帧和终点特别帧

利用视频播放器“单帧前进”或“单帧后退”键反复播放录像资料，在要求鉴定车速的路段上，选取前后轮都经过的某一点作为参考点，前轮经过的帧定为起始帧，后轮经过的帧作为终点帧。要求参考点必须在测定车速的路段、测定车辆前后轮都在视线范围内且图像比较清晰。

（三）确定起始特别帧和终点特别帧相差帧数

利用视频播放器“单帧前进”或“单帧后退”键，读取起始帧到终点帧的帧数差，或利用专用软件将该段录像转化为单帧图像再来查看帧数差。

三、移动距离确定

车辆在监控录像画面视野中直线运动时，行驶车辆的前轮经过的某一参照点，后轮也一定会经过。选择前轮经过参照点的帧为起始帧，后轮经过参照点的帧为终点帧，那么，在起始帧到终点帧的时间内，车辆行驶的距离就是车辆的轴距。然而，视频记录的帧图像往往不一定正好记录到前后轮重合在参考点，或差一点或过一点，也就是车辆移动的实际距离比车辆的轴距小一点或大一点，这样必须通过起始帧与终点帧图像重叠，查看图像中差多少或过多少的比例关系，计算车辆行驶的实际距离。

（一）车辆轴距的大小L

车辆的轴距是固定的，只要知道了车型就可以查寻到。通常可通过3种方法获取：一是通过公安交通管理部门在公安网上调取车辆的登记信息来获取车辆的轴距；二是通过因特网上查找车辆的配置参数来获取车辆的轴距；三是通过车主提供的车辆的登记信息来获取车辆的轴距。

（二）标注前后轮轴心

使用photoshop软件，打开起始帧图像文件，使用直线工具连接车辆前后轮轴心，并标明轴心位置（图1）。同样标注终点帧图像中前后轮轴心位置（图2）。

图1 起始帧图像

图2 终点帧图像

（三）重叠标注好的帧图像

在终点帧图像窗口中使用移动工具，将终点帧图像移动到起始帧图像窗口中，在图层窗口中选择“不透明度”为50%，对齐重叠好帧图像（图3）。

图3 重叠帧图像

（四）测量车辆各轴心之间的距离

使用photoshop软件，启用“标尺工具”，分别测出重叠图像中各轴心之间间距的相对大小。

四、车速的计算

（一）车辆移动的实际距离S

由于透视变形，图像中不同点的放大倍率不同，导致单一按起始帧和终点帧重叠图像中的比例关系，计算前后轴心重叠差距不准确。因此，分别以起始帧图像中的前后轴心的距离和终点帧图像中的前后轴心的距离为标准，计算出起始帧图像中的前轮与终点帧图像中的后轮之间的距离进行平均，作为起始帧图像中的前轮与终点帧图像中的后轮之间的实际距离。用车辆轴距减去或加上起始帧图像中的前轮与终点帧图像中的后轮之间的实际距离，就是车辆移动的实际距离。

（二）车辆移动的速度V

设定视频图像的帧速率为P，车辆移动的实际距离S，起点帧和终点帧之间统计的帧数差为N，则可根据下列公式计算出车辆在起点帧和终点帧间的平均速度V：

其中：

P为视频图像的帧速率，单位：帧／秒

S为车辆移动的实际距离，单位：米

N为起点帧和终点帧之间的帧数，单位：帧

五、分析说明

目前，视频监控广泛地应用于社会面防控，使利用视频资料进行交通事故车辆速度鉴定有了充分的条件。基于用轴距鉴定车速的方法操作简便、准确度较高、误差较小，不受车辆性能、路面状况、驾驶人应急反应能力及操控能力等因素的影响，也不受视角因素影响，不会出现选点错误而导致测算错误，有效弥补了常用车速鉴定方法的不足。

第一，该方法简便实用。不用到现场，所提供检材和样本，只要视频资料和车辆信息，简单明确。

第二，该方法科学合理。距离小，计算的平均速度更接近瞬时速度，时间用帧计算比秒更精准，移动距离按比例进行校正更加准确，轴心选点可按比例确定避免误差。

第三，利用视频图像鉴定车辆车速应注意的问题：

（1）根据司法鉴定的有关要求，送检视频文件只能采用复制的拷贝到计算机中，以确保送检视频资料的真实性和检验鉴定的可重复性。

（2）核查视频图像帧速率时，若发现有丢帧现象，因帧数统计与实际不符，该方法不能用于肇事车车速的鉴定。

（3）要求录像播放器具备单帧播放功能，以便对图像序列进行逐帧分析，如果原播放器不具备这一功能，需对录像格式进行无损转换。

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[3]张琳,来剑戈等.动态图像序列在交通事故车速鉴定中的应用[J].刑事技术,2009(6):54-56.

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A

1673―2391(2014)07―0168―02

2014-04-01 责任编校：李 烽

电子数据取证湖北省协同创新中心基金资助。