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] 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 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, 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 отсутствие возможности определения непреодолимых препятствий на пути следования транспортного средства, например, в густой траве или под снегом на достаточно большом расстоянии (более одного метра), что при рабочей скорости движения транспортного средства не позволяет ему своевременно объехать обнаруженное препятствие, ограничивает его маневренность, приводит к наезду на препятствия и опрокидыванию.
Целью полезной модели является повышение надежности системы видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении путем своевременного обнаружения непреодолимых препятствий на пути следования транспортных средств.
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 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 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, 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, установленные на транспортном средстве, две мультиспектральные телекамеры, соединенные с компьютером транспортного средства, расположенные под определенным углом друг относительно друга и образующие систему стереонаблюдения.
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 (компас или гироскоп), датчик 8 пройденного пути (одометр), мультиспектральные телекамеры 9 и 10, устройство 11 тревожной сигнализации (сирена и проблесковый фонарь). Видеокамера 2 высокого разрешения также оборудована первыми приводами 12 горизонтального и вертикального перемещения, ко вторым выходам которых подключена первая пара датчиков 13 горизонтального и вертикального углов поворота видеокамеры 2 высокого разрешения. Выходы датчиков 13 горизонтального и вертикального углов поворота и управляющие входы приводов 12 горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры 2 высокого разрешения подключены к компьютеру 4, к которому также подключены дополнительные видеокамеры 14 через мультиплексор 15.
Из числа дополнительных видеокамер 14, например, четыре (14.1-14.4), образуют устройство кругового видеообзора с фиксацией движущихся объектов и их координат, и одна управляемая видеокамера 14.5 кругового обзора, обеспечивающая «обучение» транспортного средства и его последующее движение по заданному маршруту. Причем управление видеокамерой 14.5 осуществляется от компьютера 4 через вторые приводы 16 горизонтального и вертикального перемещения, ко вторым выходам которых подключена вторая пара датчиков 17 горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру 4.
На командном пункте 18 находится компьютер 19 командного пункта, к которому подключен монитор 20 наблюдения и приемно-передающее устройство 21 командного пункта с антенной 22. Связь между антенной 6 транспортного средства и антенной 22 командного пункта осуществляется по радиоканалу связи 23.
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 14.5 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 14.1-14.4 кругового обзора (каждая в своем секторе) фиксируют наличие на охраняемом участке движущихся объектов и, при их обнаружении, компьютер 4, с помощью приводов 12 горизонтального и вертикального поворота наводит видеокамеру 2 высокого разрешения на обнаруженный движущийся объект.
При идентификации с помощью видеокамеры 2 высокого разрешения в движущемся объекте человека компьютер 4 транспортного средства дает команду на устройство 11 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 21 передаются на командный пункт 18 для отображения на мониторе 20 возникшей ситуации и принятия решения.
В случае появления на пути следования транспортного средства посторонних непреодолимых предметов, незаметных в видимом спектре частот (в высокой траве, глубоком снегу и т.п.), они своевременно обнаруживаются (за счет стереоэффекта и по разности температур окружающей среды и посторонних предметов) мультиспектральными телекамерами 9 и 10 в инфракрасном диапазоне волн. Транспортное средство обходит эти предметы и, ориентируясь по ранее отмеченным опорным объектам, 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.