ЛОКАЦИОННЫЙ ВИДЕОФИКСИРУЮЩИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТА

Полезная модель относится к системам регулирования и контроля движения дорожного транспорта, и предназначена для обнаружения и видеофиксации нарушений правил дорожного движения транспортным средством, в том числе для видеофиксации транспортных средств, превышающих скорость.
Известен видеозаписывающий скоростемер «ВИЗИР», разработанный компанией ОЛЬВИЯ [с информацией можно ознакомиться в сети Интернет по адресу http://www.olvia.ru/rus/products.php?s=2&i=10], выполненный в виде моноблока, содержащего радиолокационный измеритель, видеокамеру с переменным фокусным расстоянием, процессорный модуль, модуль отображения информации (дисплей). Прибор обеспечивает измерение скорости самой быстрой цели и видеозапись процесса движения объекта. При наличии единственной цели на дороге достоверность ее идентификации обеспечивается последовательным анализом зафиксированного видеоизображения процесса движения. В ходе этого анализа оператор должен убедиться, что во время измерений на дороге не было иных целей. При наличии в поле зрения радиолокатора нескольких объектов движения процесс идентификации цели осложняется: изучив видеозапись, оператору необходимо выявить в дорожном потоке ту цель, которая движется быстрее всех и именно ей присвоить результат измерения скорости. Привнесение субъективного фактора снижает достоверность измерения.
В качестве прототипа выбран лазерный измеритель скорости и дальности [Патент РФ на полезную модель №71782, опубл. 20.03.08]. Измеритель содержит источник импульсного лазерного излучения, приемный канал с фотоприемником отраженного излучения, формирующие оптические системы и блок обработки информации. Устройство дополнительно оснащено телевизионным каналом, включающим блок формирования видеосигнала с датчиком телевизионного изображения, блок обработки и управления и жидкокристаллический экран. При этом ось телевизионного канала совмещена с осью приемного канала. В качестве датчика телевизионного изображения использована КМОП-матрица. Для
совмещения приемного и телевизионного каналов измеритель дополнительно может быть оснащен светоделительным кубиком, а в качестве объектива оптической системы приемного канала может быть использован многолинзовый, в частности семилинзовый длиннофокусный объектив. Измеритель выполнен моноблочным в форме бинокля. Измеритель дает возможность вывести на экран границу области распространения лазерного луча, так называемую метку. Метка фиксируется на изображении транспортного средства в месте попадания лазерного луча и позволяет однозначно идентифицировать то транспортное средство, скорость которого была измерена.
Недостатком прототипа является сложность стабильной фиксации метки на изображении удаленного транспортного средства в процессе измерений.
Для идентификации транспортного средства, скорость которого измеряется, необходимо использование длиннофокусного объектива, позволяющего различать на экране автомобильные номерные знаки. Однако, наведение на измеряемый автомобиль и удержание его в поле зрения длиннофокусного объектива в течение времени, необходимого для измерения, трудновыполнимо, особенно, если измерения производятся не со штатива, а с руки оператора. В результате, значительная часть измерений может оказаться негодной из-за несоответствия критериям достоверности, поскольку луч лазера (а, следовательно, и метка на экране) может случайным образом направляться на иные объекты, попавшие в поле зрения объектива из-за естественной нестабильности положения прибора в пространстве (особенно, при работе с руки оператора).
В основу полезной модели поставлена задача расширения арсенала средств, а именно, создание нового локационного видеофиксирующего измерителя параметров движения транспорта, позволяющего производить измерения с большей достоверностью.
Поставленная задача решается тем, что локационный видеофиксирующий измеритель параметров движения транспорта имеет в своем составе соединенные с блоком обработки информации локационный измерительный модуль, блок индикации и телевизионный канал, содержащий видеокамеру, снабженную длиннофокусным объективом, а также имеет блок управления. От прототипа измеритель отличается тем, что дополнительно имеет второй телевизионный
канал, содержащий вторую видеокамеру, снабженную вторым длиннофокусным объективом. При этом параметр (F/N) для одного телевизионного канала отличается от этого параметра для другого телевизионного канала, где N - размер диагонали датчика телевизионного изображения, F - фокусное расстояние объектива, обеспечивая возможность отображения на блоке индикации синхронизированных по времени изображений общего плана и изображений крупного плана контролируемого участка. При этом оптические оси объективов параллельны друг другу и оси локационного измерительного модуля.
Для выбора параметров видеокамер и объективов обоих каналов условие:
является оптимальным, где:
1
2
N, N - размер диагонали датчика телевизионного изображения первой и второй видеокамер, соответственно,
1
2
F, F - фокусное расстояние первого и второго объективов, соответственно.
Заявляемый локационный видеофиксирующий измеритель параметров движения транспорта иллюстрируется приведенным ниже примером реализации и схемой, представленной на Фигуре.
В состав измерителя входят: локационный измерительный модуль 1, например, радиолокационный, работающий на частотах, используемых в дорожных радарах ГИБДД (Х-диапазон: 10.525 ГГц+25 МГц; К-диапазон: 24.15 ГГц +/- 100 МГц или иных разрешенных частотах), или лазерный локатор; первая видеокамера 2 с установленным на ней первым длиннофокусным объективом 3, которые образуют первый телевизионный канал; и вторая видеокамера 4, с установленным на ней вторым длиннофокусным объективом 5, которые образуют второй телевизионный канал.
1
2
4
1
2
1
Рассмотрим частный случай, когда в обоих телевизионных каналах используются видеокамеры, у которых размеры (N) датчиков телевизионного изображения (сенсоров) одинаковы (N=N) и составляют, например, / дюйма (по диагонали), а фокусные расстояния объективов не одинаковы и составляют F и F, соответственно. В этом случае для точной идентификации цели (визуального различения номерного знака) в реальных дорожных условиях фокусное расстояние
1
2
1
2
1
2
F первого длиннофокусного объектива должно находиться в диапазоне 80-160 мм, а для полного отображения контролируемого участка дороги фокусное расстояние F второго длиннофокусного объектива должно быть в диапазоне 16-32 мм соответственно. Оптимальное соотношение фокусных расстояний при N=N для объективов первой и второй видеокамер, выбирается из условия F/F=5-10.
1
2
1
2
В более общем случае, если размеры телевизионных сенсоров в видеокамерах 2 и 4 не одинаковы (N≠N), то фокусные расстояния (F и F) объективов в этом случае должны выбираться в соответствии с выражением (1)
1
1
2
2
1
1
2
2
Выражение (1) дает возможность выбрать наилучшее соотношение между F, N, F, N, а именно такое, при котором обеспечивается наибольшая достоверность измерений. Однако, это соотношение может выходить за указанные в (1) пределы. Важно, чтобы различие параметров F/N и F/N было достаточным для формирования изображений общего и крупного плана контролируемого участка в блоке памяти. Эти изображения формируются синхронно и соответствуют одному и тому же моменту реального времени.
В состав заявляемого измерителя также входят блок 6 обработки информации (микропроцессор), блок индикации 7 (например, жидкокристаллический дисплей), блок памяти 8 и блок управления 9.
Локационный измерительный модуль 1, обе видеокамеры 2, 4, блок индикации 7 соединены с блоком 6 обработки информации с помощью линий связи. Блок 8 памяти и блок 9 управления и также соединены с блоком 6 обработки информации.
Все элементы прибора размещены в моноблочном корпусе, содержащем, также (помимо указанного на схеме) встроенный аккумуляторный блок питания с зарядным устройством, а также монтажные элементы для крепления рукоятки с встроенным дополнительным аккумулятором. Эти элементы также используются для крепления прибора на штативе.
Локационный измерительный модуль 1 закреплен на передней панели устройства. На той же панели жестко зафиксированы объективы 3 и 5. К конструктивным элементам объективов присоединены видеокамеры 2 и 4 соответственно. Конструкцией крепления и жесткостью передней панели
обеспечивается строгая параллельность оптических осей объектива 3, объектива 5 и оси измерительного модуля 1.
Блок индикации 7 и блок управления 9 конструктивно выполнены в виде задней панели прибора, причем для управления имеются как специальные кнопки на панели, так и изображения кнопок на сенсорном дисплее, отображающем видео и цифровую информацию. Может также использоваться блок дистанционного управления (на Фигуре не указан). Кроме того, на дисплее электронным способом сформирована прицельная рамка. Размер рамки соответствует полю зрения первого длиннофокусного объектива 3. При использовании лазерного локатора в качестве локационного измерительного модуля в центре этого поля сформирована метка, размер которой соответствует той области, в пределах которой лазерный локатор обеспечивает измерение. Для радиолокатора такая метка не требуется, т.к. его зона обзора примерно совпадает с полем зрения второго длиннофокусного объектива 4. На задней панели размещается также блок памяти 8 для хранения результатов измерения, зафиксированных изображений и других данных.
Прибор работает следующим образом.
Две видеокамеры, оснащенные объективами с разными фокусными расстояниями, формируют два вида изображений: общий план, на котором можно наблюдать на выбранном участке всю дорожную обстановку в целом, и крупный план, конкретный объект - транспортное средство, скорость которого измеряют, с тем, чтобы его идентифицировать. На эти изображения на экране накладываются (выводятся) результаты локационных измерений. Таким образом, первая видеокамера 2 с помощью первого длиннофокусного объектива 3 формирует изображение крупного плана. Одновременно с этим вторая видеокамера 4 с помощью второго длиннофокусного объектива 5 формирует изображение общего плана. Сигналы от видеокамер 2, 4 поступают на блок обработки информации 6, обрабатываются там, к ним добавляется информация о скорости (и/или дальности), полученная от локационного измерительного устройства 1, а также время измерения, дата и другие технические параметры. Одновременно полученные изображения крупного плана и общего плана фиксируются в блоке памяти 8, после чего изображение общего плана вместе с прицельной рамкой отображается на дисплее блока индикации 7. Оператор имеет возможность выводить одно из двух
изображений (общего или крупного плана) на дисплей, переключая его соответствующей кнопкой блока управления 9, а также просматривать после окончания измерений видеозапись, полученную с помощью двух видеокамер.
Оператор наводит прибор так, чтобы изображение контролируемого объекта находилось в прицельной рамке на блоке индикации 7 и запускает измерения скорости и/или дальности.
При использовании лазерного локатора (либо радиолокатора в условиях измерения одиночной цели) необходимо кратковременно удерживать изображение объекта в прицельной рамке (до 1 секунды). Этого времени достаточно, чтобы локационный измерительный модуль произвел измерение несколько раз. В дальнейшем, при анализе записи общего плана и крупного плана оператор может сделать достоверный и доказательный вывод о том, что в момент измерений в поле зрения измерителя не было иных целей, кроме той, изображение которой зафиксировано. Этот факт подтверждается наличием цели на изображении крупного плана и отсутствием иных целей на изображении общего плана.
При использовании в составе прибора радиолокатора и наличии в поле зрения измерителя нескольких целей оператор должен удерживать изображение цели в пределах прицельной рамки в течение времени маневрирования объекта (как правило - это несколько секунд). Это позволяет в дальнейшем, при анализе записи, сделать доказательный вывод о том, какая цель двигалась быстрее всех (и, следовательно, догоняла или выполняла маневр обгона других целей). Использование в подобной ситуации прибора с лазерным локатором также требует длительного удержания его в прицельной рамке и совмещения с меткой для получения убедительного доказательства об отсутствии «перескоков» на другие объекты.
Таким образом, с целью упрощения удержания изображения цели в прицельной рамке в предлагаемом приборе используется два телевизионных канала, каждый из которых состоит из объектива и видеокамеры. Особенность данного решения заключается в том, что видеоизображения, формируемые этими каналами, фиксируются в блоке памяти прибора одновременно, причем один канал формирует изображение «общего плана», а второй канал - изображение «крупного плана». Наличие изображения «общего плана», на котором можно
наблюдать всю дорожную ситуацию, а также видеть прицельную рамку (с меткой, соответствующую положению лазерного луча - в случае применения лазерного измерителя), позволяет устойчиво удерживать ее на измеряемом объекте, а наличие одновременной записи «крупным планом» позволяет однозначно идентифицировать измеряемый объект (наблюдая, например, крупным планом его номерной знак). Выбор соотношения масштабов в диапазоне в соответствии с выражением (1) позволяет наилучшим образом совместить выполнение этих двух функций, обеспечивая тем самым повышение достоверности измерений. Последующий анализ двух видеозаписей позволяет сделать обоснованный достоверный и объективный вывод о принадлежности результата измерений именно той цели, которая во время проведения измерений устойчиво находилась в поле излучения локатора.
Реализованный по заявляемой полезной модели измеритель позволяет производить измерения скорости в диапазоне 20-250 км/час при предельной дальности измерений не менее 200 м и может найти применение в работе дорожно-патрульной службы.