Область техники

Объект исследования относится к области контроля нарушения скоростного режима автотранспортным средством и может быть использован для автоматического контроля нарушения правил дорожного движения (ПДД), автоматической регистрации факта нарушения ПДД и подготовки протоколов об административном правонарушении.

Предшествующий уровень техники

Известен способ определения скорости, где видеокамерой панорамного обзора непрерывно снимают выделенный участок дорожного полотна (см., например, ЕР 1744292, МПК⁷ G08G 1/04, 1/052, 1/054, G06T 7/00, опубл. 10.07.2006). Скорость ТС вычисляют по расстоянию между двумя определенными положениями ТС, зафиксированными на двух кадрах, снимаемых видеокамерой, и по интервалу времени между этими кадрами. При этом видеокамера калибруется по четырем вершинам прямоугольника, который размечен на дорожном полотне с заданными расстояниями между вершинами. Выявленное нарушающее ТС регистрируют другой камерой, позволяющей получить видеокадр с более высоким разрешением. Недостатком способа и устройства для его реализации по данному патенту является то, что из теоретических оценок, а также по ГОСТу Р 50856-96 видеокамера не является средством, которое предназначено для получения метрологически достоверных данных о скорости ТС, поскольку позволяет вычислять скорость ТС с ошибкой, которая зависит от точности юстировки, калибровки видеокамеры и размеров движущегося ТС.

Известен способ контроля движения транспортных средств (Патент РФ №2377572 С2, МПК G01P 3/66, опубл. 27.12.2009), включающий в себя определение скоростей движения транспортных средств путем выбора заданных величин контролируемых перемещений транспортных средств с помощью двух и более датчиков контроля перемещения, разнесенных в пространстве, считывание и обработку сигналов, регистрирующих время перемещения транспортных средств на заданные величины перемещения, с последующим вычислением скорости перемещения транспортных средств, отличающийся тем, что каждое транспортное средство идентифицируют с помощью установки на него, по меньшей мере, одного датчика идентификации, в качестве которого применены пассивные или активные радиометки, а в качестве датчиков контроля перемещения используют антенны, при этом считывание сигналов с датчиков идентификации, содержащих информацию о каждом транспортном средстве производят с помощью этих антенн и приемопередатчика, регистрирующих время перемещения каждого транспортного средства на заданные величины перемещения.

Этот способ прост и надежен при решении задачи определения только скоростей движения и идентификации транспортных средств, однако этот способ не предусматривает этапа фото/видеофиксации автотранспортного средства, поэтому данные, полученные согласно этому способу, не могут быть основанием для оформления штрафа при выявленном факте нарушения. Другим существенным недостатком данного технического решения является отсутствие описания способа передачи информации от датчиков регистрации в устройство обработки, что является важным фактором, поскольку датчики, как правило, должны быть разнесены на большие расстояния, а также то, что не предусмотрена возможность эффективной передачи данных на сервер, который будет производить обработку, поэтому этот способ неприменим при решении задачи более высокого уровня, а именно: контроля движения потоков транспортных средств с их идентификацией и возможностью автоматического составления протоколов об административном правонарушении.

Известен способ контроля за дорожным движением для идентификации движущихся транспортных средств на проезжей части и для обнаружения средней скорости упомянутых транспортных средств (US 2010117864, МПК G08G 1/01, опубл. 2010.05.13), который включает в себя автоматическое фиксирование транспортного средства, по меньшей мере, в двух точках проезжей части на расстоянии, по меньшей мере, 10 м друг от друга, определение времени прохождения упомянутых точек; автоматически, в вычислительном блоке, расчет средней скорости упомянутых транспортных средств согласно следующему выражению: расстояние между точками, поделенное на разницу во времени прохождения упомянутых точек; автоматически, в вычислительном блоке, определяют параметры идентификации упомянутых транспортных средств с помощью базы данных зарегистрированных транспортных средств и выводят информацию, связанную с определенными транспортными средствами.

Недостатком способа является сложность системы передачи данных, связанная с большим объемом передаваемой информации.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является способ контроля нарушения правил дорожного движения автотранспортным средством (ЕА 017679 В1, МПК G08G 1/052, G06F 17/30, опубл. 2013.02.28), который содержит этапы, на которых: фиксируют факт проезда автотранспортного средства, по меньшей мере, одним регистратором, формируют полный набор данных факта проезда и сохраняют его на регистраторе; передают полный набор данных факта проезда на сервер и обрабатывают на сервере принятый полный набор данных факта проезда, отличающийся тем, что разделяют полный набор данных факта проезда, сохраненных на регистраторе, на набор легких данных, являющихся данными для установления факта нарушения, и набор тяжелых данных, являющихся данными для подтверждения факта нарушения, формируют пакет легких данных из, по меньшей мере, одного набора легких данных и передают его на сервер; устанавливают факт нарушения ПДД автотранспортным средством на основании сравнения величины, вычисленной по данным, по меньшей мере, одного набора легких данных, принятых от, по меньшей мере, одного регистратора, с предварительно определенной пороговой величиной; причем в случае установления факта нарушения ПДД формируют набор данных, используемых для подтверждения достоверности, на регистраторе, соответствующий идентифицируемому полному набору данных факта проезда, с использованием функции свертки и кодирования и передают его на сервер; запрашивают набор тяжелых данных для передачи на сервер с, по меньшей мере, одного регистратора, формируют пакет из, по меньшей мере, одного набора тяжелых данных и передают его на сервер с задержкой; объединяют полученный набор легких данных и полученный набор тяжелых данных в полный набор данных на сервере; формируют набор данных, используемых для подтверждения достоверности на сервере, соответствующий идентифицируемому полному набору данных на сервере, с использованием функции свертки и кодирования; определяют достоверность полного набора данных на сервере на основании идентичности данных набора данных, используемых для подтверждения достоверности, на регистраторе и данных набора данных, используемых для подтверждения достоверности на сервере.

Недостатками этого изобретения являются высокая погрешность фиксации начального и конечного положения автомобиля, обусловленная использованием для этих целей видеокамеры, обладающей сравнительно большой областью, в которой может происходить фиксация факта проезда автомобиля. Такой подход позволяет получать величины погрешности определения положения транспортного средства до 15-20 метров, что существенно ограничивает погрешность измерения средней скорости автотранспортного средства. Этот факт, в свою очередь, ограничивает параметры системы, например, минимальная величина расстояния, на которое должны быть разнесены две точки регистрации для получения требуемой погрешности измерения средней скорости, оказывается достаточно велика, более 500 м.

Использование для цели фиксации факта проезда автомобиля фото- или видеокамеры, также приводит к возникновению недостатков, связанных со сложностью юстировки и поверки, что обусловлено необходимостью точного позиционирования камеры для ограничения области фиксации. Также работа в плохих условиях видимости: дождь, снег, туман и т.д. приводит к ухудшению качества распознавания номера.

Краткое изложение существа изобретения

Для преодоления указанных выше недостатков предлагается техническое решение, которое отличается тем, что оно дополнительно включает в себя этап фиксации местоположения проезда, основанный на применении технологии радиочастотных меток (RFID). При этом на проезжей части дороги устанавливается RFID-считывающее устройство, а на знаках государственной регистрации транспортных средств RFID-метка. Принципиально ограниченный радиус действия RFID-метки и RFID-приемника позволяет уменьшить погрешность определения местоположения автомобиля в момент фиксации до 5-10 м. Что позволяет более чем в два раза повысить точность определения средней скорости автотранспортного средства.

Использование RFID-меток также позволяет облегчить монтаж и юстировку системы, поскольку на фото (видео) регистрирующую аппаратуру в этом случае не накладывается дополнительная функция измерения местоположения в момент фиксации. Упрощение этих требований делает возможным изготовление переносных устройств контроля нарушения правил дорожного движения автотранспортным средством.

Таким образом, задача изобретения заключается в повышении эффективности работы и эксплуатации системы контроля за счет снижения погрешности измерения средней скорости и упрощения процедур монтажа, юстировки и поверки фото- и видеооборудования, благодаря тому, что на фото (видео) регистрирующую аппаратуру не накладывается дополнительная функция измерения местоположения в момент фиксации, что позволяет устанавливать фото- и видеооборудование в любом удобном для фиксации государственного регистрационного знака месте, а не в ограниченном диапазоне точек пространства, которые обеспечивают надежную фиксацию государственного регистрационного знака и одновременно обеспечивают приемлемую точность определения местоположения, в котором была осуществлена фиксация.

Техническим результатом заявляемого изобретения является:

- уменьшение погрешности измерения средней скорости;

- повышение качества распознавания государственного регистрационного знака и устранения зависимости качества распознавания от его загрязнения;

- упрощение процедур монтажа, юстировки фото- и видеооборудования;

- предоставление системы контроля с возможностью переноса.

В соответствии с настоящим изобретением предоставлен способ контроля нарушения скоростного режима автотранспортным средством, содержащий этапы, на которых:

- определяют географические координаты первого RFID-регистратора проезда и второго RFID-регистратора проезда;

- фиксируют местоположение и момент времени проезда автотранспортным средством первой точки регистрации, по меньшей мере, одним первым RFID-регистратором проезда автотранспортного средства, работающим на основе технологии радиочастотной идентификации RFID;

- фиксируют государственный регистрационный знак автотранспортного средства в первой точке регистрации, по меньшей мере, одним первым фото/видеорегистратором;

- формируют первый полный набор данных факта проезда в первом модуле первичной обработки данных, состоящий из данных первого RFID-регистратора проезда и первого фото/видеорегистратора, и сохраняют его в первом модуле первичной обработки данных;

- фиксируют местоположение и момент времени проезда автотранспортным средством второй точки регистрации, по меньшей мере, одним вторым RFID-регистратором проезда автотранспортного средства, работающим на основе технологии радиочастотной идентификации RFID;

- фиксируют государственный регистрационный знак автотранспортного средства во второй точке регистрации, по меньшей мере, одним вторым фото/видеорегистратором;

- формируют второй полный набор данных факта проезда во втором модуле первичной обработки данных, состоящий из данных второго RFID-регистратора проезда и второго фото/видеорегистратора, и сохраняют его во втором модуле первичной обработки данных;

- разделяют полные наборы данных факта проезда, сохраненных на регистраторах, на набор легких данных, являющихся данными для установления факта нарушения, и набор тяжелых данных, являющихся данными для подтверждения факта нарушения,

- формируют по меньшей мере два пакета легких данных из наборов упомянутых легких данных и передают их на сервер;

- определяют среднюю скорость автотранспортного средства на участке между первой и второй точками регистрации, по меньшей мере, на основании данных о географических координатах первого RFID-регистратора проезда и второго RFID-регистратора проезда и времени регистрации из по меньшей мере двух наборов легких данных, принятых на сервере;

- устанавливают факт нарушения ПДД автотранспортным средством на основании сравнения величины средней скорости, вычисленной по данным, по меньшей мере, двух наборов легких данных, принятых, по меньшей мере, от первого RFID-регистратора проезда и второго RFID-регистратора проезда с предварительно определенной пороговой величиной;

причем в случае установления факта нарушения ПДД

- формируют набор данных, используемых для подтверждения достоверности, на регистраторе, соответствующий идентифицируемому полному набору данных факта проезда, с использованием функции свертки и кодирования и передают его на сервер;

- запрашивают наборы тяжелых данных для передачи на сервер с по меньшей мере двух упомянутых регистраторов,

- формируют пакеты из по меньшей мере одного набора тяжелых данных в каждом из упомянутых регистраторов и передают их на сервер с задержкой;

- объединяют полученный по меньшей мере один набор легких данных и по меньшей мере один полученный набор тяжелых данных с по меньшей мере одного регистратора в полный набор данных на сервере;

- формируют набор данных, используемых для подтверждения достоверности на сервере, соответствующий идентифицируемому полному набору данных на сервере, с использованием функции свертки и кодирования;

- определяют достоверность полного набора данных на сервере на основании идентичности данных набора данных, используемых для подтверждения достоверности, на регистраторе и данных набора данных, используемых для подтверждения достоверности на сервере.

Следует отметить, что здесь и далее в заявке под термином «легкие данные» подразумеваются данные для установления факта нарушения, включающие в себя, например, данные проведения необходимых вычислений, координаты регистратора и время фиксации ТС, идентификационные данные ТС без фотоснимка ТС. В то же время под термином «тяжелые данные» подразумеваются данные для подтверждения факта нарушения, включающие в себя фотоснимок ТС.

Согласно предпочтительному варианту воплощения, набор легких данных содержит номер государственного регистрационного знака автотранспортного средства, определенный посредством фото/видеорегистратора, даты и время фиксации автотранспортного средства в первой и второй точке регистрации, географические координаты первой и второй точек регистрации, и находится в диапазоне 0-10 КБ, предпочтительно 0-1 КБ, еще более предпочтительно 4-50 Б и, по меньшей мере, в десять раз меньше набора тяжелых данных, являющихся данными для подтверждения факта нарушения, причем географическую координату регистратора получают и время фиксации автотранспортного средства синхронизируют с помощью глобальной системы позиционирования.

Согласно предпочтительному варианту воплощения, набор тяжелых данных содержит фотоснимок автотранспортного средства и находится в диапазоне 0-10 МБ, предпочтительно 0-1 МБ, еще более предпочтительно 1-100 КБ.

Дополнительно способ включает в себя дополнительный этап, на котором накапливают наборы легких и тяжелых данных в регистраторе перед передачей их на сервер.

Дополнительно задержка передачи пакета тяжелых данных составляет до 2 дней.

Дополнительно задержку передачи пакета тяжелых данных определяют на основании анализа наличия свободных каналов передачи данных и наличия пакетов легких данных для загрузки.

Дополнительно на этапе формирования набора данных, используемых для подтверждения достоверности, на регистраторе, над полным набором данных факта проезда выполняют функцию свертки и кодируют результат выполнения функции свертки закрытым ключом кодирования с получением закодированных данных, а на этапе формирования набора данных, используемых для подтверждения достоверности на сервере, полученные закодированные данные раскодируют открытым ключом кодирования.

Согласно настоящему изобретению также предоставляется система контроля нарушения скоростного режима автотранспортным средством, в которой использован заявляемый способ.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает примерную схему, иллюстрирующую работу системы согласно одному варианту реализации системы;

Фиг. 2 изображает предпочтительный вариант воплощения модуля регистратора.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

В нижеследующем подробном описании варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны применительно к его предпочтительным осуществлениям. В то же время нижеследующее подробное описание предполагается только иллюстративным, и изобретение не ограничено конкретными осуществлениями, описываемыми ниже, а точнее, изобретение включает в себя все варианты, модификации и эквиваленты, попадающие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Предложенные технические решения касаются способа и системы, использующей данный способ контроля нарушения скоростного режима автотранспортным средством.

На фиг. 1 показан один предпочтительный вариант воплощения системы. Данная система предназначена для обнаружения нарушения скоростного режима автотранспортным средством 1, движущимся по проезжей части автодороги 2.

Транспортное средство 1, двигаясь по дороге 2, последовательно проезжает мимо двух точек регистрации а и b. В каждой точке регистрации установлены RFID-регистратор 3 проезда и фото/видеорегистратор 4. RFID-регистратор предназначен для фиксации момента и местоположения проезда автотранспортного средства.

Предпочтительно RFID-регистратор представляет собой считывающее устройство для радиочастотных (RFID) меток. При этом радиочастотные метки устанавливаются на автотранспортном средстве, предпочтительно на государственном регистрационном знаке автотранспортного средства.

Когда автотранспортное средство с установленной RFID-меткой оказывается в зоне действия RFID-регистратора проезда, происходит фиксация факта проезда, заключающаяся в определении момента t_a времени фиксации и географических координат места регистрации а. При этом момент t_a времени фиксации и географические координаты места регистрации а определяются посредством приемника спутниковой навигационной системы, установленного в непосредственной близости от точки регистрации а.

В качестве приемника спутниковых навигационных систем могут использоваться приемники систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo и др.

В момент фиксации также осуществляется фото/видеорегистрация факта проезда автотранспортного средства.

Идентификационной информацией автотранспортного средства предпочтительно является номер государственного регистрационного знака автотранспортного средства, который определяется фото/видеорегистратором.

Данные RFID-регистратора проезда и фото/видеорегистратора передаются в модуль 5 первичной обработки данных, в котором полный набор данных факта проезда разделяется на набор легких данных, являющихся данными для установления факта нарушения, и набор тяжелых данных, являющихся данными для подтверждения факта нарушения,

Когда автотранспортное средство с установленной RFID-меткой оказывается в зоне действия RFID-регистратора проезда, установленного в точке регистрации b, происходит фиксация факта проезда, заключающаяся в определении момента t_b времени фиксации и географических координат места регистрации b. При этом момент t_b времени фиксации и географические координаты места регистрации b также определяются посредством приемника спутниковой навигационной системы, установленного в непосредственной близости от точки регистрации b.

В момент фиксации также осуществляется фото/видеорегистрация факта проезда автотранспортного средства.

В точке регистрации b данные также накапливаются от RFID-регистратора проезда и фото/видеорегистратора передаются в модуль 5 первичной обработки данных, в котором полный набор данных факта проезда разделяется на набор легких данных, являющихся данными для установления факта нарушения, и набор тяжелых данных, являющихся данными для подтверждения факта нарушения,

«Наборы легких данных» с модулей первичной обработки, установленных соответственно в точках регистрации а и b, по каналу передачи данных отправляются в центр обработки данных - сервер 6. Сервер 6, получив данные с, по меньшей мере, двух модулей 5 первичной обработки данных, идентифицирует по идентификационной информации транспортное средство и вычисляет скорость проезда ТС между двумя последовательно установленными на дороге регистраторами 1 по формуле

,

где f - функция расчета расстоянии между двумя точками, заданными географическими координатами, t_a - время фиксации ТС в первой точке регистрации, t_b - время фиксации ТС во второй точке регистрации, S_a(x_a, у_а) - географическая координата первой точки регистрации a, Sb(x_b, y_b) - географическая координата второй точки регистрации b.

RFID-регистратор проезда, фото/видеорегистратор и модуль предварительной обработки образуют основу модуля регистрации.

На фиг. 2 изображена примерная структура модуля регистрации, расположенного в каждой точке регистрации. В состав модуля регистрации входит RFID-регистратор 3 проезда, фото/видеорегистратор 4, модуль 5 предварительной обработки данных, навигационный модуль 7, модуль 8 связи, диагностический модуль 9, модуль 10 накопления данных регистратора и канал 11 передачи данных.

Фото/видеорегистратор 3 включает в себя видеокамеру с инфракрасным прожектором и выполнен с возможностью передавать данные в модуль 5 предварительной обработки данных.

Модуль 5 предварительной обработки данных управляет всеми аппаратными составляющими модуля регистрации, обеспечивает их взаимодействие и формирует пакеты данных для отправки на сервер.

В частности, модуль 5 предварительной обработки данных обеспечивает обработку данных, полученных RFID-модулем 3 факта проезда и фото/видеорегистратором, позволяющим однозначно идентифицировать автотранспортное средство, получение и обработку геолокационных данных и установку точного времени, принимаемых навигационным модулем 7, обработку и подготовку пакетов данных для накопления в модуле 10 накопления данных регистратора и отправки запрашиваемых сервером пакетов данных посредством модуля 8 связи регистратора по каналу 11 передачи данных.

Навигационный модуль 7 представляет собой приемник глобальной системы позиционирования (например, ГЛОНАСС, GPS), выполненный с возможностью определять географические координаты, выполнять синхронизацию по сигналам точного времени со спутника и передачи их в модуль 5 предварительной обработки данных.

Модуль 8 связи включает в себя, по меньшей мере, одно из: 3G модема, Wi-Fi-адаптера, устройства передачи данных по протоколу Ethernet, и выполнен с возможностью обеспечивать обмен данными по каналу 11 передачи данных с сервером в зависимости от наличия, доступности и загрузки каналов связи в данной зоне действия оператора связи.

Диагностический модуль 9 обеспечивает диагностику системы путем контроля различных параметров оборудования (температуры внутри корпуса, уровня заряда аккумулятора и т.д.), светодиодную индикацию работы оборудования и восстановление работы оборудования в случае обнаружения неисправностей. Модуль 10 накопления данных регистратора обеспечивает накопление пакетов данных, предназначенных для отправки на сервер по каналу 11 передачи данных.

Сервер выполнен с возможностью взаимодействия с модулем регистратора, накопления данных, обработки данных и предоставления пользовательского интерфейса.

При взаимодействии с модулем регистратора сервер обеспечивает обмен служебной информацией, включающей в себя обработку команд по получению списка файлов с наборами легких данных и тяжелых данных, а также данных подтверждающей информации, обработку запросов о статусе загрузки пакетов данных с модуля регистратора, а также загрузку пакетов легких и тяжелых данных с модуля регистратора. Сервер также определяет приоритеты загрузки данных. Так, максимальный приоритет получают пакеты легких данных, а тяжелые данные загружаются, только если пакетов легких данных для закачки нет.

Пользовательский интерфейс обеспечивает отображение информации о подтвержденных фактах нарушения, а также управление настройками.

При обработке данных сервер определяет факт правонарушения на основании загруженных по меньшей мере с двух регистраторов двух наборов легких данных, а также проведенных с их использованием вычислений средней скорости ТС и сравнения с предварительно определенной пороговой величиной, обеспечивает проверку достоверности полученных данных на основании сравнения данных набора данных, используемых для подтверждения достоверности на регистраторе и данных набора данных, используемых для подтверждения достоверности на сервере, и подготавливает протоколы об административном правонарушении.

Поскольку устройства для контроля дорожного движения используются на автодорогах, в том числе междугородних автострадах, где, как правило, нет доступа к стабильным широкополосным каналам передачи данных, то интенсивный автомобильный трафик приводит к необходимости надежной (неискаженной) передачи большого объема данных, что решается работой заявленного устройства.

В соответствии с предпочтительным вариантом воплощения работа системы контроля нарушения скоростного режима автотранспортным средством может включать в себя следующие этапы, на которых: