СИСТЕМА ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ С ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, НАХОДЯЩЕГОСЯ В ДВИЖЕНИИ Российский патент 2017 года по МПК G08B25/00 

Настоящее техническое решение относится к области автоматизированного видеонаблюдения за охраняемыми объектами и распознавания образов и ситуаций.

Известна система [1] автоматизированного видеонаблюдения и распознавания объектов и ситуаций, содержащая, по меньшей мере, одну видеокамеру, терминал наблюдения и, по меньшей мере, одно вычислительное устройство с памятью, реализованное на компьютере, выполняющем программно функции устройства распознавания цели, соединенном с видеокамерой, а также, по меньшей мере, одну подвижную видеокамеру, выполненную с возможностью наведения на цель путем поворота в вертикальной и горизонтальной плоскости и изменения фокусного расстояния, в зависимости от получаемого от устройства распознавания цели управляющего сигнала.

Недостатком данной системы видеонаблюдения является ее сложность при контроле больших по площади охраняемых территорий и наличии на них большого числа многоэтажных зданий и сооружений, что требует размещения большого количества стационарных и подвижных видеокамер, средств управления и организации сложной локальной вычислительной сети.

Известна также система [2] видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащая установленную на транспортном средстве видеокамеру, подключенную через плату видеоввода к компьютеру, к которому подключено приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по радиоканалу через приемно-передающее устройство командного пункта с компьютером командного пункта, к которому подключен монитор наблюдения, на транспортном средстве установлен датчик измерения направления его перемещения, соединенный с компьютером транспортного средства, к которому подключен привод горизонтального и вертикального перемещения, соединенный с управляющим входом видеокамеры, при этом транспортное средство содержит дополнительно несколько видеокамер, подключенных к компьютеру через мультиплексор.

Недостатками этой системы видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении являются: недостаточная точность определения координат транспортного средства и выделенных объектов и связанная с этим низкая надежность контроля, так как их координаты определяются с помощью глобальной навигационной системы и отсутствие сигнала спутниковой навигации (например, в радио-тени деревьев, крытых навесов и т.п.) приведет к неопределенности обозначения места положения транспортного средства; отсутствие четко выраженной траектории движения транспортного средства; ограниченность площади контролируемой (охраняемой) территории одним транспортным средством и невозможность организации контроля на сложной территории, содержащей множество стационарных объектов, включающих здания и всевозможные сооружения.

Наиболее близкой к предлагаемой системе видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении является система [3] видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащая несколько транспортных средств, число которых определяется сложностью и площадью охраняемой территории, каждое из которых содержит видеокамеру (высокого разрешения) с возможностью изменения ее фокусного расстояния, и(или) изменения диафрагмы, и(или) настройки на фокус для обеспечения наведения на цель, подключенную через плату видеоввода к компьютеру, к которому подключено приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по радиоканалу через приемно-передающее устройство командного пункта с компьютером командного пункта, к которому подключен монитор наблюдения, на транспортном средстве установлены датчик измерения направления его перемещения, датчик пройденного пути, ультразвуковой локационный датчик и устройство тревожной сигнализации соединенные с компьютером транспортного средства, к которому подключены первые приводы горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры (высокого разрешения), выходы которых соединены с соответствующими входами первой пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота своими выходами подключенные к компьютеру транспортного средства, а транспортное средство дополнительно содержит несколько видеокамер, подключенных к компьютеру через мультиплексор, часть из которых, с перекрывающимися секторами обзора, образует систему кругового видеонаблюдения, две видеокамеры, расположенные под определенным углом относительно друг друга, составляют систему стереонаблюдения, а одна из дополнительных видеокамер оборудована вторыми приводами горизонтального и вертикального перемещения, управляющие входы которых соединены с компьютером, а вторые выходы подключены к соответствующим входам второй пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру.

Недостатком этой системы видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении является возможность возникновения ситуаций неопределенности в определении стороны обхода при встрече транспортного средства с непреодолимыми препятствиями в процессе его движения по заданной траектории.

Целью изобретения является исключение ситуаций неопределенности при встрече транспортного средства с непреодолимыми препятствиями.

Для достижения поставленной цели в систему видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащей несколько транспортных средств, число которых определяется сложностью и площадью охраняемой территории, каждое из которых содержит видеокамеру (высокого разрешения) с возможностью изменения ее фокусного расстояния, и(или) изменения диафрагмы, и(или) настройки на фокус для обеспечения наведения изменения диафрагмы, и (или) настройки на фокус для обеспечения наведения на цель, подключенную через плату видеоввода к компьютеру, к которому подключено приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по радиоканалу через приемно-передающее устройство командного пункта с компьютером командного пункта, к которому подключен монитор наблюдения, на транспортном средстве установлены датчик измерения направления его перемещения, датчик пройденного пути, ультразвуковой локационный датчик и устройство тревожной сигнализации соединенные с компьютером транспортного средства, к которому подключены первые приводы горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры (высокого разрешения), выходы которых соединены с соответствующими входами первой пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота своими выходами подключенные к компьютеру транспортного средства, а транспортное средство дополнительно содержит несколько видеокамер, подключенных к компьютеру через мультиплексор, часть из которых, с перекрывающимися секторами обзора, образует систему кругового видеонаблюдения, две видеокамеры, расположенные под определенным углом относительно друг друга, составляют первую систему стереонаблюдения, а одна из дополнительных видеокамер оборудована вторыми приводами горизонтального и вертикального перемещения, управляющие входы которых соединены с компьютером, а вторые выходы подключены к соответствующим входам второй пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру, введены две пары видеокамер, составляющих дополнительно вторую и третью системы стереонаблюдения, расположенных под разными углами относительно первой системы стереонаблюдения. При этом сектора обзора каждой системы стереонаблюдения и их перекрытие выбираются каким образом, чтобы общий сектор обзора был максимально близок к 180°.

Сущность изобретения поясняется на чертежах (фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3), где на фиг. 1 приведена структурная схема системы на примере одного транспортного средства, на фиг. 2 – принцип ее работы с использованием нескольких транспортных средств, а на фиг. 3 – и принцип исключения неопределенности при встрече транспортного средства с непреодолимыми препятствиями в процессе его движения по заданному маршруту.

На каждом транспортном средстве 1 (фиг. 1), число которых выбирается с учетом сложности и протяженности охраняемой территории, установлена видеокамера 2, с возможностью изменения фокусного расстояния, и(или) изменения диафрагмы, и(или) настройки на фокус для обеспечения наведения на цель, подключенная через плату видеоввода 3 к компьютеру 4, к которому подключено приемно-передающее устройство 5 транспортного средства с антенной 6. К компьютеру 4 также подключены датчик 7 измерения направления перемещения (компас или гироскоп), датчик 8 пройденного пути (одометр), ультразвуковой локационный датчик 9 и устройство 10 тревожной сигнализации (сирена и проблесковый фонарь). Видеокамера 2 также оборудована первыми приводами 11 горизонтального и вертикального поворота, ко вторым выходам которых подключена первая пара датчиков 12 горизонтального и вертикального углов поворота видеокамеры 2. Выходы датчиков 12 горизонтального и вертикального углов поворота и управляющие входы приводов 11 горизонтального и вертикального поворота видеокамеры 2 подключены к компьютеру 4, к которому также подключены дополнительные видеокамеры 13 через мультиплексор 14.

Из числа дополнительных видеокамер 13, например, четыре (13.1-13.4) образуют устройство кругового видеообзора (расположенные на штанге корпуса транспортного средства) с фиксацией движущихся объектов и их координат, шесть видеокамер (13.5-13.10), устанавливаемые в передней части транспортного средства), образуют три системы стереонаблюдения с перекрывающимися секторами обзора (см. фиг. 3), для фиксации непреодолимых препятствий, мешающих передвижению транспортного средства по заданному маршруту и одна управляемая видеокамера 13.11 кругового обзора, обеспечивающая «обучение» транспортного средства и его последующее движение по заданному маршруту. Причем управление видеокамерой 13.11 осуществляется от компьютера 4 через вторые приводы 15 горизонтального и вертикального поворота, к вторым выходам которых подключена вторая пара датчиков 16 горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру 4.

На командном пункте 17 находится компьютер 18 командного пункта, к которому подключен монитор 19 наблюдения и приемно-передающее устройство 20 командного пункта с антенной 21. Связь между антенной 6 транспортного средства и антенной 21 командного пункта осуществляется по радиоканалу связи 22.

Перед практическим применением системы видеонаблюдения проводят подготовку охраняемой территории (см. фиг. 2) и «обучение» каждого транспортного средства для его автономного движения по заданному маршруту. С этой целью на карте-схеме охраняемой территории прокладывают траектории движения от точки А до точки В каждого транспортного средства системы видеонаблюдения и выбирают их количество (на фиг. 2, в качестве примера, представлены шесть транспортных средств) с таким расчетом, чтобы обеспечить контроль за каждым участком возможного проникновения злоумышленников на охраняемую территорию. Далее оператор со своим компьютером поочередно подключается к компьютеру 4 каждого транспортного средства и уже на местности (управляя транспортным средством со своего компьютера) проводит транспортное средство по заданному маршруту (траектории) периодически (через определенные расстояния) останавливаясь и фиксируя с помощью управляемой видеокамеры 13.11 опорные объекты (здания, деревья, фонари и т.п.). Видеоизображения опорных объектов, фиксируемые компьютером 4 «обучаемого» транспортного средства через заданные расстояния, и соответствующие им углы поворота ϕ дают возможность вычислить и запомнить в памяти компьютера 4 траекторию движения, по которой «обученное» транспортное средство в дальнейшем будет осуществлять самостоятельное движение.

В процессе движения транспортного средства по заданной траектории камеры 13.1-13.4 кругового обзора (каждая в своем секторе) фиксируют наличие на охраняемом участке движущихся объектов и, при их обнаружении, компьютер 4, с помощью привода 11 горизонтального и вертикального поворота наводит видеокамеру 2 высокого разрешения на обнаруженный движущийся объект.

При идентификации с помощью видеокамеры 2 в движущемся объекте человека компьютер 4 транспортного средства дает команду на устройство 10 тревожной сигнализации для включения сирены и проблескового фонаря. Одновременно, по горизонтальному углу β и расстоянию до человека, вычисляемого компьютером 4 исходя из заданного среднего роста человека и вертикального угла поворота видеокамеры 2 высокого разрешения (на фиг. 2 не показан), определяются координаты нарушителя, которые посредством приемно-передающих устройств 5 и 20 передаются на командный пункт 17 для отображения на мониторе 19 возникшей ситуации и принятия решения.

В случае появления на пути следования транспортного средства посторонних непреодолимых препятствий они сначала обнаруживаются первой системой стереонаблюдения, составленной из видеокамер 13.5 и 13.6 с сектором обзора η₁ (см. фиг. 3) и идентифицируются как непреодолимые ультразвуковым локационным датчиком 9. Для решения вопроса о направлении обхода препятствия компьютер 4 транспортного средства анализирует информацию, поступающую со второй системы стереонаблюдения, образованную видеокамерами 13.7, 13.8 с сектором обзора η₂, и третьей системы стереонаблюдения, образованной видеокамерами 13.9, 13.10 с сектором обзора η₃, и направляет транспортное средство в сторону, где отсутствуют дополнительные препятствия. При этом сектора обзора η₁, η₂ и η₃ систем стереонаблюдения и угол (сектор) их перекрытия η_пр, исходя из технических возможностей, выбираются таким образом, чтобы общий сектор обзора был максимально близок к 180°, чтобы, например, исключить столкновение транспортного средства по ходу движения с параллельно стоящей стеной (слева или справа). А угол (сектор) перекрытия η_пр выбирается с таким расчетом, чтобы имелась возможность фиксации небольших по размерам предметов (камни, пни спиленных деревьев и т.п.) двумя системами стереонаблюдения одновременно.

После обхода препятствия транспортное средство, ориентируясь по ранее отмеченным опорным точкам, вновь выходит на заданную траекторию движения.

Литература

1 Патент RU 2268497 С2 (аналог). Система и способ автоматизированного видеонаблюдения и распознавания объектов и ситуаций. Опубликовано в БИ №02 от 20.01.2006 г.

2 Патент RU 2326445 С2 (аналог). Способ и система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении. Опубликовано в БИ №16 от 10.06.2008 г.

3 Патент RU 106785 U1 на полезную модель (прототип). Система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении. Опубликовано 20.07.2011 г.

Система видеонаблюдения с транспортного средства (ТС) 1, в которой видеонаблюдение осуществляют с нескольких ТС, двигающихся по заданным траекториям. Каждое ТС оборудовано видеокамерой 2, подключенной через плату видеоввода 3 к компьютеру 4, имеющему приемно-передающее устройство (ППУ) 5, посредством которого осуществляется радиосвязь с ППУ 20, компьютером 18 и монитором 19 командного пункта 17. На ТС установлены и подключены к компьютеру 4 дополнительные видеокамеры 13 с мультиплексором 14, датчик 7 измерения направления перемещения, датчик 8 пройденного пути, ультразвуковой локационный датчик 9, устройство 10 тревожной сигнализации, первая пара датчиков 12 горизонтального и вертикального углов поворота видеокамеры 2 и первые приводы 11 горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры 2, подключенные ко входам первой пары датчиков 12. Одна из дополнительных видеокамер 13.11 оборудована вторыми приводами 15 горизонтального и вертикального перемещения, управляющие входы которых соединены с компьютером 4, а вторые выходы подключены к соответствующим входам второй пары датчиков 16 горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру 4. Шесть видеокамер 13.5-13.10 из числа дополнительных образуют три системы стереонаблюдения с общим сектором обзора, близким к 180°, что позволяет исключить неопределенность при выборе стороны обхода непреодолимых препятствий на пути ТС при его движении по заданной траектории. Система видеонаблюдения позволяет повысить надежность автоматического контроля территорий, включающих непреодолимые препятствия на пути следования ТС. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 Система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащая несколько транспортных средств, число которых определяется сложностью и площадью охраняемой территории, каждое из которых содержит видеокамеру высокого разрешения с возможностью изменения ее фокусного расстояния, и (или) изменения диафрагмы, и (или) настройки на фокус для обеспечения наведения на цель, подключенную через плату видеоввода к компьютеру, к которому подключено приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по радиоканалу через приемно-передающее устройство командного пункта с компьютером командного пункта, к которому подключен монитор наблюдения, на транспортном средстве установлены датчик измерения направления его перемещения, датчик пройденного пути, ультразвуковой локационный датчик и устройство тревожной сигнализации, соединенные с компьютером транспортного средства, к которому подключены первые приводы горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры высокого разрешения, выходы которых соединены с соответствующими входами первой пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру транспортного средства, а транспортное средство дополнительно содержит несколько видеокамер, подключенных к компьютеру через мультиплексор, часть из которых, с перекрывающимися секторами обзора, образует систему кругового видеонаблюдения, две видеокамеры, расположенные под определенным углом относительно друг друга, составляют первую систему стереонаблюдения, а одна из дополнительных видеокамер оборудована вторыми приводами горизонтального и вертикального перемещения, управляющие входы которых соединены с компьютером, а вторые выходы подключены к соответствующим входам второй пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру, отличающаяся тем, что введены две пары видеокамер, составляющих дополнительно вторую и третью системы стереонаблюдения, расположенных под разными углами относительно первой системы стереонаблюдения.

2. Система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении по п. 1, отличающаяся тем, что сектора обзора каждой системы стереонаблюдения и их перекрытие выбираются каким образом, чтобы общий сектор обзора был максимально близок к 180°.