СИСТЕМА ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ С ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, НАХОДЯЩЕГОСЯ В ДВИЖЕНИИ

Настоящее техническое решение относится к области автоматизированного видеонаблюдения за охраняемыми объектами и распознавания образов и ситуаций.
Известна система [1] 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.
Известна также система [2] 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 ее сложность вызванная необходимостью увеличения количества транспортных средств для контроля территорий содержащих большое количество кустов, заборов и подобных невысоких препятствий.
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, датчик горизонтального уровня, устройство тревожной сигнализации и регулируемая подвеска транспортного средства 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 выдвижную штангу, соединенную с исполнительным механизмом, вход управления которого подключен к компьютеру транспортного средства и 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, при этом видеокамера высокого разрешения и дополнительные видеокамеры, образующие систему кругового обзора, установлены на выдвижной штанге.
Недостатком данной системы видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении является ее недостаточная информативность, связанная с возможностью обнаружения на охраняемом участке движущегося объекта только одним из транспортных средств, в секторе наблюдения которого он находится.
Целью полезной модели является повышение надежности контроля путем анализа изображений, обнаруженного движущегося объекта, одновременно с нескольких транспортных средств.
Для достижения поставленной цели в систему видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащую, 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, датчик горизонтального уровня, устройство тревожной сигнализации и регулируемая подвеска транспортного средства, 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 выдвижную штангу, соединенную с исполнительным механизмом, вход управления которого подключен к компьютеру транспортного средства и 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, при этом видеокамера высокого разрешения и дополнительные видеокамеры, образующие систему кругового обзора, установлены на выдвижной штанге, введено второе приемно-передающее устройство транспортного средства, подключенное к компьютеру транспортного средства через мультиплексор.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах (фиг.1 и фиг.2), где на фиг.1 приведена структурная схема системы на примере одного транспортного средства, а на фиг.2 - принцип ее работы с использованием нескольких транспортных средств.
На каждом транспортном средстве 1 (фиг.1), число которых выбирается с учетом сложности и протяженности охраняемой территории, установлена видеокамера 2 высокого разрешения, с возможностью изменения ее 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 с антенной 6. К компьютеру 4 также подключены датчик 7 измерения направления перемещения транспортного средства (компас или гироскоп), датчик 8 пройденного пути (одометр), исполнительный механизм 9 (например, на базе электродвигателей), управляющий выдвижной штангой 10 (например, выполненной в виде пантографа) с установленной на ней видеокамерой 2 высокого разрешения, ультразвуковой локационный датчик 11, датчик 12 горизонтального уровня, регулируемая подвеска 13 транспортного средства (с пневмо или гидроприводом) и устройство 14 тревожной сигнализации (сирена и проблесковый фонарь). Видеокамера 2 высокого разрешения также оборудована первыми приводами 15 горизонтального и вертикального перемещения, ко вторым выходам которых подключена первая пара датчиков 16 горизонтального и вертикального углов поворота видеокамеры 2 высокого разрешения. Выходы датчиков 16 горизонтального и вертикального углов поворота и управляющие входы приводов 15 горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры 2 высокого разрешения подключены к компьютеру 4, к которому также подключены дополнительные видеокамеры 17 через мультиплексор 18.
Из числа дополнительных видеокамер 17, например, четыре (17.1-17.4), также расположенные на выдвижной штанге 10, образуют устройство кругового видеообзора с фиксацией движущихся объектов и их координат, две видеокамеры (17.5, 17.6, устанавливаемые в передней части транспортного средства), образуют устройство стереонаблюдения для фиксации инородных предметов, мешающих передвижению транспортного средства по заданному маршруту и одна управляемая видеокамера 17.7 кругового обзора, обеспечивающая «обучение» транспортного средства и его последующее движение по заданному маршруту. Причем управление видеокамерой 17.7 осуществляется от компьютера 4 через вторые приводы 19 горизонтального и вертикального перемещения, к вторым выходам которых подключена вторая пара датчиков 20 горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру 4.
На командном пункте 21 находится компьютер 22 командного пункта, к которому подключен монитор 23 наблюдения и приемно-передающее устройство 24 командного пункта с антенной 25. Связь между антенной 6 транспортного средства и антенной 25 командного пункта осуществляется по радиоканалу связи 26.
Второе приемно-передающее устройство 27 транспортного средства с антенной 28, предназначенное для связи с другими транспортными средствами, подключено к компьютеру 4 транспортного средства через мультиплексор 18.
Перед практическим применением системы видеонаблюдения проводят подготовку охраняемой территории (см. фиг.2) и «обучение» каждого транспортного средства для его автономного движения по заданному маршруту (траектории). 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. Кроме того, каждому транспортному средству присваивается его идентификационный номер и номер одного или нескольких ближайших транспортных средств, с которыми данное транспортное средство должно иметь радиосвязь при обнаружении им движущего объекта. 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 17.7 опорные объекты (здания, деревья, фонари и т.п.), а также невысокие препятствия (кусты, заборы и т.п.) где с компьютера подается команда на исполнительный механизм 9 для подъема выдвижной штанги 10 на необходимую высоту, позволяющую видеокамерам наблюдения «заглянуть» за данное препятствие. Видеоизображения опорных объектов и выявленных препятствий, фиксируемые компьютером 4 «обучаемого» транспортного средства через заданные расстояния, соответствующие им углы поворота φ и высота подъема выдвижной штанги 10 перед каждым препятствием дают возможность вычислить и запомнить в памяти компьютера 4 места и высоту подъема выдвижной штанги 10, а также траекторию движения, по которой «обученное» транспортное средство в дальнейшем будет осуществлять самостоятельное движение.
В процессе движения транспортного средства (например, ТС1) по заданной траектории камеры 17.1-17.4 кругового обзора (каждая в своем секторе) фиксируют наличие на охраняемом участке движущихся объектов и, при их обнаружении, компьютер 4, с помощью приводов 15 горизонтального и вертикального поворота наводит видеокамеру 2 высокого разрешения на обнаруженный движущийся объект.
1
При идентификации с помощью видеокамеры 2 высокого разрешения в движущемся объекте человека компьютер 4 транспортного средства дает команду на устройство 14 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 24 передаются на командный пункт 21 для отображения на мониторе 23 возникшей ситуации.
2
Одновременно с этим транспортное средство (например, ТС1), обнаружившее нарушителя, через приемно-передающее устройство 27 передает радиосигнал на ближайшие транспортные средства с номерами, зафиксированными у него в памяти. Транспортные средства, получившие подобный сигнал (например, ТС4) начинают движение по своей траектории в сторону транспортного средства, подавшего сигнал, до обнаружения в своем секторе обзора того же движущего объекта и передачи его данных (аналогично рассчитанных по углу β и информации о человеке) на командный пункт 21 со своего приемно-передающего устройства 5 для принятия решения оператором.
В случае появления на пути следования любого из транспортных средств посторонних непреодолимых предметов они последовательно обнаруживаются стереокамерами 17.5, 17.6 (с радиусом действия до 5 метров) и идентифицируются как непреодолимые ультразвуковым локационным датчиком 11 (с радиусом действия до 1 метра). Транспортное средство обходит эти предметы и, ориентируясь по ранее отмеченным опорным точкам, вновь выходит на заданную траекторию движения.
При движении транспортного средства по неровной поверхности датчик 12 горизонтального уровня фиксирует отклонение платформы транспортного средства от горизонтального уровня и, по команде с компьютера 4, включаются пневмо или гидроприводы регулируемой подвески 13 для выравнивания транспортного средства с целью исключения его опрокидывания при подъеме выдвижной штанги 10.
Литература
1 Патент RU 2326445 C2 (аналог). Способ и система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении. Опубликовано в БИ №16 от 10.06.2008 г.
2 Патент RU 106785 U1 на полезную модель (аналог). Система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении. Опубликовано 20.07.2011 г.
3 Патент RU 113395 U1 на полезную модель (прототип). Система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении. Опубликовано 10.02.2012 г.