Устройство для фотовидеофиксации дорожной ситуации

[01] Область техники
[02] Полезная модель относится к области транспорта и контрольно-измерительной технике, а именно к устройству для фотовидеофиксации дорожной ситуации и может быть использована для оборудования патрульно-постовых машин и транспортных средств специальных служб в целях фиксации административных правонарушений в области дорожного движения.
[03] Уровень техники
[04] Из уровня техники известно устройство фотовидеофиксации «АвтоСканНар» (см. статью «ГИБДД получит новые камеры фото- и видеофиксации нарушений ПДД» от 20.11.2020 г., веб-страница https://usedcars.ru/articles/96369/), разработанный авторами полезной модели. Устройство предназначено для использования на крыше патрульного транспортного средства и оснащено в максимальной конфигурации четырьмя видеокамерами, отслеживающими дорожную ситуацию вокруг патрульного транспортного средства.
[05] Область применения устройства предполагает его эксплуатацию в любых погодных условиях, а также при движении по дорогам в условиях активного трафика. Указанные обстоятельства создают серьезные предпосылки для попадания различных загрязнений на корпус, в особенности на поверхность оптических окон. Такими загрязнениями могут быть грязь, пыль, капли воды, снег, различный мусор и т.п. Загрязнение оптических окон может заметно снизить эффективность подобных средств измерений и контроля дорожного движения, поскольку корректная работа видеокамер имеет ключевое значение для правильного и быстрого определения и фиксации государственного регистрационного знака (ГРЗ) транспортных средств (ТС), попадающих в зону контроля. В темное время суток важную роль играет также работа ИК-осветителя, поэтому соответствующее ему оптическое окно на корпусе устройства также должно быть достаточно чистым и прозрачным. Особенно это актуально при движении патрульного транспортного средства в транспортном потоке, когда у оператора, отвечающего за работу устройства, нет возможности на ходу произвести очистку оптических окон корпуса устройства. Таким образом, недостатком данного аналога является снижение эффективности и стабильности работы устройства, вплоть до полной неработоспособности из-за постепенного загрязнения оптических окон для видеокамер и ИК-осветителя.
[06] Наиболее близким аналогом полезной модели является устройство фотовидеофиксации дорожной ситуации, раскрытое в патентной заявке Германии DE102016008064, 08.12.2016. Указанное устройство представляет собой сенсорный модуль, интегрированный в крышу транспортного средства. Модуль имеет корпус с оптическими окнами и размещенные внутри корпуса видеокамеры, ИК-осветители, блок обработки данных, блок питания и навигационный модуль. При этом снаружи корпуса установлен блок очистки оптических окон, имеющий стеклоочиститель в виде щетки.
[07] Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность очистки оптических окон. Щетка стеклоочистителя сама по себе не способна длительное время поддерживать чистоту окна в условиях его постоянного загрязнения. В результате не обеспечивается стабильность работы устройства.
[08] Таким образом, технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является поддержание чистоты оптических окон устройства независимо от погодных условий.
[09] Раскрытие сущности полезной модели
[010] Технический результат полезной модели заключается в повышении стабильности работы устройства, в том числе распознавания транспортных средств, независимо от погодных условий и окружающей обстановки.
[011] Указанный технический результат достигается в полезной модели за счет того, что устройство для фотовидеофиксации дорожной ситуации содержит корпус с оптическим окном, выполненный с возможностью монтажа снаружи транспортного средства; размещенные внутри корпуса видеокамеру, инфракрасный осветитель, блок обработки данных, навигационный приемник и блок питания; а также блок очистки оптического окна корпуса, включающий стеклоочиститель и омыватель оптического окна.
[012] Указанный технический результат достигается также в частных вариантах реализации полезной модели за счет того, что:
[013] омыватель оптического окна содержит форсунку для подачи омывающей жидкости на оптическое окно, выполненную с возможностью поступления в нее омывающей жидкости под высоким давлением из бачка;
[014] стеклоочиститель содержит щетку и электропривод для циклического перемещения щетки по поверхности оптического окна;
[015] блок очистки оптического окна включает средство обдува внешней стороны оптического окна корпуса потоком воздуха;
[016] блок очистки оптического окна корпуса включает средство обдува внутренней стороны оптического окна корпуса потоком воздуха;
[017] блок очистки оптического окна корпуса включает нагреватель оптического окна;
[018] устройство содержит шесть видеокамер.
[019] В отличие от ближайшего аналога, в конструкции блока очистки оптического окна рассматриваемого устройства дополнительно предусмотрен омыватель, который в сочетании со стеклоочистителем позволяет лучше удалять загрязнения с оптического окна, что приводит к повышению стабильности работы устройства в сложных погодных условиях, которая выражается в увеличении доли распознанных транспортных средств.
[020] Краткое описание чертежей
[021] Полезная модель поясняется фигурами, где
[022] на фиг.1 приведена блок-схема заявленного устройства,
[023] на фиг.2 показан пример реализации конструкции корпуса устройства,
[024] на фиг. 3 показан вариант реализации устройства с установленным на нем сверху светосигнальной установкой патрульного транспортного средства,
[025] на фиг.4 показан пример схемы размещения видеокамер относительно корпуса устройства,
[026] на фиг. 5 показан пример схемы размещения зон контроля видеокамер устройства.
[027] Элементы конструкции обозначены на фигурах следующими позициями:
1 - корпус,
2 - оптическое окно,
3 - видеокамера,
4 - инфракрасный осветитель;
5 - блок обработки данных,
6 - навигационный приемник,
7 - блок питания,
8 - блок очистки оптического окна,
9 - светосигнальная установка.
[028] Осуществление полезной модели
[029] Заявленное устройство для фотовидеофиксации дорожной ситуации содержит пыле- и влагозащищенный корпус (1), монтируемый снаружи транспортного средства. В зависимости от поставленных задач и области применения конструкция корпуса и его внешние габариты могут отличаться. В одном из вариантов осуществления полезной модели корпус устройства может иметь конфигурацию, показанную на фигурах 2 и 3. Крепление корпуса к транспортному средству может производиться при помощи кронштейнов, которые прикрепляются к нижней панели корпуса и крыше транспортного средства. Корпус (1) устройства может размещаться на патрульном или ином подходящем транспортном средстве таким образом, чтобы его фронтальная часть была направлена вперед или назад. Корпус может быть выполнен таким образом, чтобы на его верхней поверхности возможно было закрепить светосигнальную установку (9) (см. фиг. 3). Все светосигнальные установки, предназначенные для размещения на крыше ТС, как правило, имеют на нижней поверхности штатные элементы крепления (например, резьбовое соединение).
[030] Для фиксации светосигнальной установки (9) (панели) на верхней поверхности корпуса (1) устройства может быть использован кронштейн-переходник, конструктивно состоящий из двух пластин, которые имеют механизм жесткой фиксации друг с другом в плоскости соприкосновения. Верхняя пластина переходника при помощи резьбового соединения жестко фиксируется на нижней поверхности светосигнальной панели. Нижняя пластина переходника также с помощью резьбового соединения жестко фиксируется через посадочные места на верхней поверхности корпуса устройства. При необходимости установки светосигнальной панели на корпусе устройства пластины кронштейна-переходника совмещают и фиксируют. При необходимости установки любой другой светосигнальной панели можно изготовить верхнюю пластину кронштейна-переходника, совместимую с креплениями подходящей светосигнальной панели.
[031] Корпус (1) устройства имеет по меньшей мере одно оптическое окно (2) для видеокамеры (3) и инфракрасного осветителя (4). В предпочтительном варианте оптические окна (2) размещены на фронтальной, задней и боковых поверхностях корпуса (1).
[032] Внутри корпуса установлены по меньшей мере одна видеокамера (3), по меньшей мере один инфракрасный осветитель (4) (ИК-осветитель), блок обработки данных (5) (компьютер), блок питания (7) и навигационный приемник (6). При этом блок обработки данных (5) подключен к видеокамерам (3), ИК-осветителям (4), блоку питания (7) и навигационному приемнику (6)
[033] Видеокамера (3) может представлять собой цветную или монохромную цифровую видеокамеру с подходящим объективом. ИК-осветитель (4) обеспечивает освещение в зоне контроля устройства в темное время суток и в условиях плохой видимости.
[034] В предпочтительном варианте реализации заявленное устройство включает шесть видеокамер (см. фигуры 4 и 5): основную фронтальную видеокамеру (3а), дополнительную фронтальную видеокамеру (3b), левую видеокамеру (3с), правую видеокамеру (3d), левую заднюю видеокамеру (3е) и правую заднюю видеокамеру (3f).
[035] Каждая из шести видеокамер (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f) осуществляет распознавание ГРЗ и типа ТС, обнаружение ГРЗ ТС, находящихся в розыске и фиксацию окружающей обстановки, измерение скорости ТС, фиксацию нарушений ПДД, распознавание дорожных знаков и разметки, распознавание лиц.
[036] Навигационный приемник (6) представляет собой ГЛОНАСС/GPS приемник с антенной, которая может быть выполнена в едином корпусе с приемником, либо отдельным устройством, соединенным с приемником кабелем.
[037] Блок обработки данных (5) представляет собой аппаратно-программный модуль, например, в виде промышленного компьютера, основными функциями которого является обработка информации, получаемой от видеокамер (3), навигационного модуля (6), ее хранение, организация работы компонентов устройства, а также взаимодействие с внешними устройствами и удаленными серверами. В блоке обработки данных (5) устанавливается операционная система и специальное программное обеспечение (ПО) для реализации функционала устройства.
[038] Блок питания (7) включает средства управления и подачи электропитания на все компоненты устройства. В одном из вариантов реализации блок (7) может включать и источник питания, такой как аккумулятор. В другом варианте реализации аккумулятор может являться отдельным от устройства элементом и размещаться в багажном отделении для удобства эксплуатации и обслуживания.
[039] Снаружи на корпусе (1) установлен блок очистки (8) оптического окна или окон, обеспечивающий постоянное поддержание необходимого уровня прозрачности и чистоты окон. Указанный блок включает по меньшей мере один стеклоочиститель («дворник») и по меньшей мере один омыватель (указанные элементы на фигурах не показаны).
[040] Стеклоочиститель служит для механической очистки оптического окна и может представлять собой резиновую щетку на металлическом или другом каркасе, приводимую в движение электромотором и совершающую циклические движения (по аналогии с автомобильными стеклоочистителями). Стеклоочиститель, предпочтительно, устанавливается рядом с соответствующим оптическим окном.
[041] Омыватель оптического окна служит для подачи омывающей жидкости на поверхность окна и может представлять собой по меньшей мере одну форсунку, связанную подводящей трубкой с емкостью для омывающей жидкости. Емкость для омывающей жидкости (бачок) располагается, предпочтительно, в багажнике транспортного средства для удобства обслуживания. Для нагнетания жидкости используется помпа (электронасос), размещенная предпочтительно рядом с указанной емкостью в багажнике транспортного средства и работающая от блока питания. Тем самым обеспечивается возможность подачи омывающей жидкости к оптическим окнам (8) как во время стационарного режима работы устройства, так и во время движения транспортного средства. В качестве омывающей жидкости может использоваться как вода, так и любая другая подходящая жидкость, например, специальная спиртосодержащая незамерзающая смесь в холодное время года.
[042] Форсунки омывателя могут быть установлены снаружи сверху, снизу или сбоку от соответствующего оптического окна корпуса, в зависимости от конкретной конфигурации устройства и расположения оптического окна на корпусе устройства. Работа форсунок омывателя может осуществляться как в автоматическом режиме, так и в ручном, в зависимости от конфигурации устройства и условий работы оператора, отвечающего за его функционирование. В автоматическом режиме работа омывателя может настраиваться посредством программы в соответствии с заранее предусмотренным алгоритмом и зависеть, например, от эффективности работы устройства, а именно, от качества (четкости) получаемой картинки и качества распознавания ГРЗ транспортных средств.
[043] В блоке очистки (8) может быть реализована совместная работа омывателя и стеклоочистителей для более эффективной работы. В этом случае работа блока очистки также может осуществляться в автоматическом режиме, в зависимости от конкретных погодных условий и окружающей обстановки.
[044] Блок очистки (8) оптических окон корпуса может дополнительно оснащаться линией внешнего обдува окна в целях защиты оптических окон, например, от обледенения в холодное время года либо сдувания с поверхности оптических окон влаги, возникающей от дождя, мороси или вылетающих из-под колес впереди идущего транспорта капель влаги. Воздух подается под давлением на внешнюю поверхность оптических окон через форсунки. Для подачи воздуха используется отдельная линия из соединительных трубок (резиновых, силиконовых или из другого подходящего материала), которая соединяет специальную емкость, в которую нагнетается под давлением воздух посредством компрессора, который может располагаться в любом удобном месте внутри патрульного автомобиля (например, в багажнике). Работа форсунок подачи воздуха может осуществляться как в автоматическом режиме, так и в ручном, в зависимости от конфигурации устройства и условий работы оператора, отвечающего за функционирование устройства. Для автоматического режима работа форсунок подачи воздуха может задаваться программой в соответствии с заранее предусмотренным алгоритмом и зависеть, например, от эффективности работы устройства, а именно от качества (четкости) получаемой картинки и качества распознавания ГРЗ транспортных средств. По мере уменьшения давления в емкости для хранения воздуха, компрессор автоматически нагнетает в нее воздух до заданного уровня. Питание электромоторов, приводящих в движение омывающую жидкость, стеклоочистители и нагнетающих воздух, может осуществляться от той же сети, что и питание самого устройства.
[045] Также для поддержания необходимого уровня прозрачности и чистоты оптических окон внутри корпуса напротив каждого из окон (2) могут быть размещены вентиляторы, которые создают воздушный поток, воздействующий на внутреннюю поверхность оптических окон, предотвращая возможное появление на ней конденсата.
[046] Блок очистки (8) также может включать нагреватели оптических окон, применение которых позволяет предотвращать налипание снега в холодное время года, а также исключить возможное появление конденсата на внутренней поверхности оптических окон. Нагреватели могут быть выполнены в виде плоских продолговатых нагревательных элементов, которые устанавливаются на внутреннюю поверхность оптического окна.
[047] Устройство работает следующим образом
[048] Видеокамеры (2) в непрерывном режиме формируют и передают кадры в блок обработки данных (5). Блок (5) также принимает данные с навигационного приемника (6). По кадрам от видеокамеры в блоке (5) производится выявление транспортных средств (ТС) в кадре, определение траекторий их движения, распознавание их ГРЗ. На основании информации от видеокамер (2) производится сопоставление данных о движении ТС в кадре, присвоение ему распознанного ГРЗ, определение скорости движения, времени фиксации и координат от навигационного приемника. Если в кадр попадают дорожные знаки или дорожная разметка или лица, то ПО устройства также осуществляет автоматическое распознавание соответствующих объектов по их изображению.
[049] В процессе работы устройства блок очистки (8) осуществляет очистку оптического окна (2) корпуса (1) от загрязнений с использованием стеклоочистителя и омывателя.
[050] Устройство позволяет сформировать пакет данных для определенного ТС, содержащий следующую информацию: фотоизображение ТС с видимым ГРЗ; время и координаты места фиксации ТС; распознанный ГРЗ; измеренная скорость движения ТС; категория (тип) ТС.
[051] Устройство обеспечивает выполнение следующих функций, в зависимости от варианта настройки:
[052] выявление фактов нарушений правил дорожного движения (ПДЦ) и формирование доказательных фото- и видеоматериалов;
[053] архивирование и хранение доказательной информации;
[054] проверка распознанных ГРЗ ТС по подключенным базам розыска;
[055] оповещение оператора о выявленных событиях (визуально через монитор и/или через акустическую колонку);
[056] передача в Центр обработки данных (ЦОД) информации о зафиксированных ТС и нарушениях ПДД.
[057] Полученные материалы о фиксации сохраняются в блоке обработки и могут быть отправлены на удаленный сервер. Все распознанные ГРЗ ТС в автоматическом режиме могут проходить проверку по базе розыска, если она была заранее подключена. При наличии в составе устройства боковых видеокамер производится фиксация ТС и распознавание ГРЗ ТС в зонах контроля этих видеокамер, а также запись обзорного видео.
[058] Применение блока очистки оптических окон корпуса, включающего стеклоочиститель и омыватель, позволило существенно повысить эффективность и стабильность во время непрерывной работы устройства за счет поддержания высокой прозрачности вне зависимости от окружающей патрульное транспортное средство обстановки, повысить безопасность работы оператора, обслуживающего устройство, благодаря отсутствию необходимости выходить из транспортного средства и вручную осуществлять очистку оптических окон корпуса.