СИСТЕМА И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАРУШЕНИЙ ПРАВИЛ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НА НЕРЕГУЛИРУЕМОМ ПЕШЕХОДНОМ ПЕРЕХОДЕ
SYSTEM AND METHOD OF DETERMINING ROAD TRAFFIC VIOLATIONS AT ZEBRA CROSSWALK

Изобретение относится к области регулирования движения дорожного транспорта, а именно к системам и способам определения нарушений правил дорожного движения на нерегулируемом пешеходном переходе, и может быть использована для определения нарушений правил дорожного движения «стоянка транспортного средства на пешеходном переходе», «остановка транспортного средства на пешеходном переходе», «непропуск пешехода, переходящего проезжую часть», и «обгон на пешеходном переходе».
В настоящее время существуют системы, позволяющие регистрировать только факт одновременного движения пешехода и транспортного средства, что не позволяет произвести точное определение факта непропуска пешехода в зоне нерегулируемого пешеходного перехода. Также существующие системы анализируют не все параметры, указанные в правилах дорожного движения.
Известные способы фиксации нарушения непропуска пешехода на нерегулируемом пешеходном переходе используют следующие технические решения: сопоставление данных с радара и видеокамеры; сопоставление скорости движения ТС (транспортного средства) и траектории пешехода.
Наиболее близкой к заявленному изобретению является система определения нарушений правил дорожного движения на нерегулируемом пешеходном переходе, описанная в патенте на полезную модель РФ №120270, в которой используют  по меньшей мере одну видеокамеру и рабочую станцию в виде вычислительного модуля и радара. Видеокамера выполнена с возможностью записи видеоархива и передачи его в вычислительный модуль. Радар выполнен с возможностью определения траектории, скорости, дальности, азимута и габаритов цели. Вычислительный модуль выполнен с возможностью анализа в автоматическом режиме данных и формирования набора фотографий, которые свидетельствуют о факте непропуска пешехода на нерегулируемом пешеходном переходе. Данная система выбрана в качестве прототипа заявленного изобретения.
Недостатками системы-прототипа являются: необходимость применения многоцелевого радара и необходимость сопоставления данных с радара и видеокамеры, что увеличивает стоимость системы-прототипа; необходимость определения события непрерывности потока автомобилей и отсутствие возможности определения полного списка событий непропуска пешехода при движении нескольких транспортных средств на нерегулируемом пешеходном переходе, что снижает функциональность системы-прототипа.
Задачей заявленного изобретения является создание системы и способа определения нарушений правил дорожного движения на нерегулируемом пешеходном переходе с уменьшенной стоимостью за счет использования только одной видеокамеры в качестве средства фиксации нарушения, с увеличенной функциональностью за счет определения всех нарушений правил дорожного движения на нерегулируемом пешеходном переходе, а также за счет более эффективных методов определения нарушений путем сравнения траекторий движения транспортного средства и пешехода, получаемых при синергетическом анализе видеоизображения.
Поставленная задача решена путем создания системы определения нарушений правил дорожного движения на нерегулируемом пешеходном переходе, содержащей видеокамеру, соединенную с блоком питания и управления, включающим в себя средство передачи данных и электронно-вычислительное устройство, которое имеет память с управляющей программой, отличающейся тем, что видеокамера выполнена с возможностью формирования изображения зоны пешеходного перехода, включающей в себя фрагменты проезжей части попутного и встречного направления; электронно-вычислительное устройство с помощью управляющей программы выполнено с возможностью получения и записи в память изображения с видеокамеры, с возможностью анализа изображения с видеокамеры, при этом распознавания государственного регистрационного знака (ГРЗ)  по меньшей мере одного транспортного средства (ТС), находящегося в зоне пешеходного перехода, определения его траектории движения и распознавания  по меньшей мере одного пешехода, находящегося в зоне пешеходного перехода, и определения его траектории движения; а также с возможностью анализа траекторий движения транспортного средства и пешехода, при этом:
- определения нарушения правила дорожного движения «стоянка ТС на пешеходном переходе», если время нахождения ГРЗ ТС в любой точке его траектории движения в зоне пешеходного перехода превышает 5 минут;
- определения нарушения правила дорожного движения «остановка ТС на пешеходном переходе», если время нахождения ГРЗ ТС в любой точке его траектории движения в зоне пешеходного перехода менее 5 минут и более времени между 3 кадрами, при условии, что видеокамера формирует не менее 10 кадров в секунду;
- определения нарушения правила дорожного движения «непропуск пешехода, переходящего проезжую часть», если:
a) продолжение траектории пешехода пересекла траектория ГРЗ ТС, время появления траектории пешехода меньше времени появления траектории ГРЗ ТС, начало траектории ГРЗ ТС начинается за пределами пешеходного перехода;
b) продолжение траектории пешехода пересекли  по меньшей мере две траектории ГРЗ ТС, движущихся в одном направлении, траекторию пешехода или ее продолжение первым пересекло ГРЗ ТС, которое находилось на максимальном удалении от начала траектории пешехода, произошла остановка или уменьшение приращения координат в вертикальной оси видеокадра траекторий ГРЗ ТС, более близких к началу траектории пешехода, с указанием в качестве нарушителя ГРЗ ТС, которое первым пересекло продолжение траектории пешехода;
- определения нарушения правила дорожного движения «обгон на пешеходном переходе», если траектория ГРЗ ТС совершила обгон  по меньшей мере одной траектории другого ГРЗ ТС и траектория ГРЗ ТС, совершающего обгон, была зафиксирована в части кадра, обозначенного как зона встречного движения;
электронно-вычислительное устройство с помощью управляющей программы выполнено также с возможностью формирования для транспортного средства нарушителя информации о факте нарушения правил дорожного движения, а средство передачи данных выполнено с возможностью передачи информации о факте нарушения правил дорожного движения в удаленный центр обработки информации.
В предпочтительном варианте осуществления системы средство передачи данных выполнено с возможностью передачи информации о факте нарушения правил парковки в удаленный Центр автоматизированной фиксации административных правонарушений в области дорожного движения (ЦАФАП ОДД) ГИБДД ГУ МВД России.
В предпочтительном варианте осуществления система содержит инфракрасный прожектор, соединенный с блоком питания и управления и выполненный с возможностью подсвечивания в инфракрасном диапазоне ГРЗ транспортных средств, находящихся в зоне пешеходного перехода.
В предпочтительном варианте осуществления системы информация о факте нарушения правила дорожного движения для каждого ТС нарушителя содержит: данные о времени, дате и месте нарушения правил дорожного движения; снимок зоны пешеходного перехода с различимым изображением пешехода, ТС нарушителя и его ГРЗ; обозначенные на снимке траектории движения пешехода и ГРЗ ТС нарушителя; обозначенные на снимке время появления начала и время появления конца траектории пешехода и траектории ГРЗ ТС нарушителя; снимок полностью читаемого ГРЗ ТС нарушителя.
В предпочтительном варианте осуществления системы информация о траектории движения пешехода и ГРЗ ТС синхронизированы по времени.
Поставленная задача решена также путем создания способа определения нарушений правил дорожного движения на нерегулируемом пешеходном переходе, в котором посредством видеокамеры формируют изображение зоны пешеходного перехода, включающей в себя фрагменты проезжей части попутного и встречного направления; посредством электронно-вычислительного устройства с помощью управляющей программы получают и записывают в память изображение с видеокамеры, анализируют изображение с видеокамеры, при этом распознают государственный регистрационный знак (ГРЗ)  по меньшей мере одного транспортного средства (ТС), находящегося в зоне пешеходного перехода, определяют его траекторию движения и распознают  по меньшей мере одного пешехода, находящегося в зоне пешеходного перехода, и определяют его траекторию движения, а также анализируют траекторию движения транспортного средства и пешехода, при этом:
- определяют нарушение правила дорожного движения «стоянка ТС на пешеходном переходе», если время нахождения ГРЗ ТС в любой точке его траектории движения в зоне пешеходного перехода превышает 5 минут;
- определяют нарушение правила дорожного движения «остановка ТС на пешеходном переходе», если время нахождения ГРЗ ТС в любой точке его траектории движения в зоне пешеходного перехода менее 5 минут и более времени между 3 кадрами, при условии, что видеокамера формирует не менее 10 кадров в секунду;
- определяют нарушение правила дорожного движения «непропуск пешехода, переходящего проезжую часть», если:
a) продолжение траектории пешехода пересекла траектория ГРЗ ТС, время появления траектории пешехода меньше времени появления траектории ГРЗ ТС, начало траектории ГРЗ ТС начинается за пределами пешеходного перехода;
b) продолжение траектории пешехода пересекли  по меньшей мере две траектории ГРЗ ТС, движущихся в одном направлении, траекторию пешехода или ее продолжение первым пересекло ГРЗ ТС, которое находилось на максимальном удалении от начала траектории пешехода, произошла остановка или уменьшение приращения координат в вертикальной оси видеокадра траекторий ГРЗ ТС, более близких к началу траектории пешехода, с указанием в качестве нарушителя ГРЗ ТС, которое первым пересекло продолжение траектории пешехода;
- определяют нарушение правила дорожного движения «обгон на пешеходном переходе», если траектория ГРЗ ТС совершила обгон  по меньшей мере одной траектории другого ГРЗ ТС и траектория ГРЗ ТС, совершающего обгон, была зафиксирована в части кадра, обозначенного как зона встречного движения;
посредством электронно-вычислительного устройства с помощью управляющей программы также формируют для транспортного средства нарушителя информацию о факте нарушения правил дорожного движения, а посредством средства передачи данных передают информацию о факте нарушения правил дорожного движения в удаленный центр обработки информации.
В предпочтительном варианте осуществления способа посредством средства передачи данных передают информацию о факте нарушения правил дорожного движения в удаленный Центр автоматизированной фиксации административных правонарушений в области дорожного движения (ЦАФАП ОДД) ГИБДД ГУ МВД России.
В предпочтительном варианте осуществления способа посредством инфракрасного прожектора, соединенного с блоком питания и управления, подсвечивают в инфракрасном диапазоне ГРЗ транспортных средств, находящихся в зоне пешеходного перехода.
В предпочтительном варианте осуществления способа информация о факте нарушения правила дорожного движения для каждого ТС нарушителя содержит: данные о времени, дате и месте нарушения правил дорожного движения; снимок зоны пешеходного перехода с различимым изображением пешехода, ТС нарушителя и его ГРЗ; обозначенные на снимке траектории движения пешехода и ГРЗ ТС нарушителя; обозначенные на снимке время появления начала и время появления конца траектории пешехода и траектории ГРЗ ТС нарушителя; снимок полностью читаемого ГРЗ ТС нарушителя.
Для лучшего понимания заявленного изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими графическими материалами.
На Фиг. 1 дана общая блок-схема варианта выполнения системы определения нарушений правил дорожного движения на нерегулируемом пешеходном переходе согласно изобретению.
Рассмотрим вариант выполнения заявленного изобретения, представленный на Фиг. 1. Система определения нарушений правил дорожного движения на нерегулируемом пешеходном переходе содержит видеокамеру 1 и инфракрасный прожектор 2, соединенные с блоком 3 питания и управления, включающим в себя средство передачи данных и электронно-вычислительное устройство, которое имеет память с управляющей программой.
Посредством видеокамеры 1 формируют изображение зоны 4 пешеходного перехода, включающей в себя фрагменты проезжей части попутного и встречного направления. Посредством электронно-вычислительного устройства с помощью управляющей программы получают и записывают в память изображение с видеокамеры 1, анализируют изображение с видеокамеры 1, при этом распознают государственный регистрационный знак (ГРЗ)  по меньшей мере одного транспортного средства (ТС), находящегося в зоне 4 пешеходного перехода, определяют его траекторию движения и распознают  по меньшей мере одного пешехода, находящегося в зоне пешеходного перехода, и определяют его траекторию движения, а также анализируют траекторию движения транспортного средства и пешехода следующим образом.
Определяют нарушение правила дорожного движения «стоянка ТС на пешеходном переходе», если время нахождения ГРЗ ТС в любой точке его траектории движения в зоне 4 пешеходного перехода превышает 5 минут.
Определяют нарушение правила дорожного движения «остановка ТС на пешеходном переходе», если время нахождения ГРЗ ТС в любой точке его траектории движения в зоне 4 пешеходного перехода менее 5 минут и более времени между 3 кадрами, при условии, что видеокамера формирует не менее 10 кадров в секунду.
Определяют нарушение правила дорожного движения «непропуск пешехода, переходящего проезжую часть», если:
a) продолжение траектории пешехода пересекла траектория ГРЗ ТС, время появления траектории пешехода меньше времени появления траектории ГРЗ ТС, начало траектории ГРЗ ТС начинается за пределами зоны 4 пешеходного перехода;
b) продолжение траектории пешехода пересекли  по меньшей мере две траектории ГРЗ ТС, движущихся в одном направлении, траекторию пешехода или ее продолжение первым пересекло ГРЗ ТС, которое находилось на максимальном удалении от начала траектории пешехода, произошла остановка или уменьшение приращения координат в вертикальной оси видеокадра траекторий ГРЗ ТС, более близких к началу траектории пешехода, с указанием в качестве нарушителя ГРЗ ТС, которое первым пересекло продолжение траектории пешехода.
Определяют нарушение правила дорожного движения «обгон на пешеходном переходе», если траектория ГРЗ ТС совершила обгон  по меньшей мере одной траектории другого ГРЗ ТС и траектория ГРЗ ТС совершающего обгон была зафиксирована в части кадра, обозначенного как зона встречного движения ТС.
Посредством электронно-вычислительного устройства с помощью управляющей программы также формируют для транспортного средства нарушителя информацию о факте нарушения правил дорожного движения, а посредством средства передачи данных передают информацию о факте нарушения правил дорожного движения в удаленный центр обработки информации.
Заявленное изобретение полностью исключает выявление ложных фактов непропуска пешехода водителем транспортного средства на нерегулируемом пешеходном переходе. Используемый в заявленном изобретении метод решения задачи выявления нарушений при движении транспортного средства через нерегулируемый пешеходный переход полностью покрывает все аспекты, связанные с выявлением данного нарушения в автоматическом режиме и формирует неоспоримую доказательную базу с учетом действующего законодательства.
В заявленных системе и способе анализируют траекторию движения пешехода и траекторию движения транспортного средства по признаку движения пешехода и признаку перемещения государственного регистрационного знака транспортного средства, а также выполняют сравнительный анализ взаимного перемещения транспортных средств в зоне пешеходного перехода, выполняют анализ траекторий взаимного движения как пешехода, так и транспортных средств с целью выявления факта непропуска пешехода на контролируемом пешеходном переходе.
В предлагаемом варианте изобретения решен вопрос синхронизации информации о целях типа «пешеход» и ГРЗ ТС, так как они поступают с одной видеокамеры 1 и определяются в блоке управления и питания 3.
Хотя описанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.