МАЛОКАДРОВЫЙ МОБИЛЬНЫЙ ПУНКТ ВИДЕОКОНТРОЛЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к области охранной сигнализации и может быть использована в составе систем безопасности, использующих мобильные средства видеонаблюдения, предназначенные для обнаружения и идентификации нарушителя, проникающего через зону наблюдения на охраняемой территории.
Известен быстроразворачиваемый комплекс охраны протяженных участков «Информатор», описанный в патенте на полезную модель RU №134344, МПК G08B 25/00, опубл. 2013 г. Данный комплекс состоит из линейной и станционной частей. Линейная часть содержит блок питания, блок связи линейный, а также n модулей, каждый из которых содержит, по крайней мере, три видеокамеры со встроенной ИК подсветкой, по крайней мере, два пассивных блока и блок линейный активный. Связь между линейной частью и стационарной обеспечивается по волоконно-оптической линии связи или с использованием радиорелейной линии связи. Видеокамеры каждого модуля обеспечивают захват изображений, которые оцифровываются и передаются в цифровом формате по линии связи в станционную часть комплекса. Все видеокамеры модуля работают в непрерывном режиме, а принятая видеоинформация сохраняется и анализируется видеосервером станционной части и, при необходимости, отображается на одном из мониторов станционной части комплекса, где она анализируется оператором видеосервера.
Общими существенными признаками с заявляемым техническим решением являются: модуль линейной части, видеокамера со встроенной ИК подсветкой, блок питания, блок линейный активный и линия радиосвязи.
Недостатком данного комплекса является низкая функциональная надежность по обнаружению и достоверной идентификации нарушителя. Каждый модуль линейной части выполняет функцию непрерывного видеонаблюдения охраняемой территории. При большом количестве модулей линейной части (до 20) с количеством видеокамер до 60 штук, процесс обнаружения и достоверной идентификации нарушителя становится проблематичным из-за рутинной работы оператора, на которого ложится большая работа по обнаружению и идентификации нарушителя в огромных массивах видеоинформации. Следует отметить повышенное энергопотребление комплекса из-за непрерывного режима работы видеокамер.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленной полезной модели является «Малокадровая мобильная система видеонаблюдения» (прототип), описанная в патенте на изобретение RU №2504015, МПК G08B 25/08, опубл. 2014 г. Первый вариант этой системы содержит (см. фиг. 1) центральный пульт управления, группу датчиков охраны для обнаружения нарушителя и группу пунктов видеоконтроля. Каждый пункт видеоконтроля содержит батарейный или аккумуляторный источник питания, стойку с треногой, приемник тревожных сигналов с приемной антенной первого радиоканала связи для приема тревожных сигналов от внешнего датчика охраны, радиомодем с приемо-передающей антенной для образования второго радиоканала связи с внешним центральным пультом управления, видеокамеру, имеющую в своем составе буфер, предназначенный для сохранения предтревожной, тревожной и послетревожной видеоинформации и передачи ее в малокадровом режиме на внешний центральный пульт управления по второму радиоканалу связи, ИК-прожектор, коммутационную шину и процессор, выполненный с возможностью управления работой видеокамеры, ИК-прожектора, приемника тревожных сигналов и радиомодема. Пункты видеоконтроля принимают сообщения от датчиков охраны с помощью приемников тревожных сигналов посредством приемной антенны. При поступлении тревожного сообщения, вызванного нарушителем, включается видеокамера пункта видеоконтроля в активный режим видеоконтроля в течение заданного периода времени. В этом режиме видеоинформация записывается в буфер видеокамеры, который сохраняет кадры предтревожной, тревожной и послетревожной видеоинформации для дальнейшей передачи ее в малокадровом режиме на центральный пульт управления по второму радиоканалу связи. После завершения процедуры передачи видеоинформации на центральный пульт управления пункт видеоконтроля переходит в неактивный (дежурный) режим ожидания. В ночное время суток для получения качественного изображения в зоне наблюдения включается ИК-прожектор. Первый и второй радиоканалы связи работают на разных частотах, что обеспечивает бесперебойную передачу радиосообщений без потери информации и без взаимного влияния.
Общими существенными признаками с заявляемым техническим решением являются: батарейный или аккумуляторный источник питания, стойка с треногой, приемник тревожных сигналов с приемной антенной первого радиоканала связи, радиомодем с приемо-передающей антенной для образования второго радиоканала связи, видеокамера, имеющая в своем составе буфер, предназначенный для сохранения предтревожной, тревожной и послетревожной видеоинформации и передачи ее в малокадровом режиме на внешний центральный пульт управления по второму радиоканалу связи, ИК-прожектор, коммутационная шина и процессор, выполненный с возможностью управления работой видеокамеры, ИК-прожектора, приемника тревожных сигналов и радиомодема.
Недостатком данной малокадровой мобильной системы видеонаблюдения является отсутствие в каждом пункте видеоконтроля «собственного» средства обнаружения нарушителя, например пассивного инфракрасного средства обнаружения (ПИКСО), зона обнаружения которого совмещена в пространстве с зоной наблюдения видеокамеры. Наличие ПИКСО в сочетании с видеокамерой позволит повысить вероятность обнаружения нарушителя, определить направление движения и более достоверно выполнить его идентификацию (человек или животное). Кроме того, пункт видеоконтроля (см. фиг. 4) имеет сложную конструкцию, которая усложняет его обслуживание на местности.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в повышении надежности обнаружения и идентификации нарушителя и упрощения конструкции малокадрового мобильного пункта видеоконтроля. В связи с этим, малокадровый мобильный пункт видеоконтроля должен быть выполнен в виде упрощенной сборной конструкции, которая должна состоять из блока видеонаблюдения и тревожной сигнализации, устройства поворотного, стойки с треногой, устройства крепления и батарейного или аккумуляторного источника питания. Блок видеонаблюдения и тревожной сигнализации должен быть выполнен в виде моноблока, внутри которого размещены основные составные электронные части изделия.
Для решения поставленной задачи малокадровый мобильный пункт видеоконтроля для системы тревожной сигнализации должен содержать: батарейный или аккумуляторный источник питания; стойку с треногой, обеспечивающей механическую прочность малокадрового мобильного пункта видеоконтроля при установке его на местности; приемник тревожных сигналов с приемной антенной первого радиоканала связи для приема тревожных сигналов от внешнего датчика охраны; радиомодем с приемопередающей антенной для образования второго радиоканала связи с внешним центральным пультом управления; видеокамеру, имеющую в своем составе буфер, предназначенный для сохранения предтревожной, тревожной и послетревожной видеоинформации и передачи ее в малокадровом режиме на внешний центральный пульт управления по второму радиоканалу связи; ИК-прожектор и процессор, выполненный с возможностью управления работой видеокамеры, ИК-прожектора, приемника тревожных сигналов и радиомодема. Видеокамера, ИК-прожектор, приемник тревожных сигналов и радиомодем должны быть соединены между собой с помощью коммутационной шины. В малокадровый мобильный пункт видеоконтроля должны быть введены блок видеонаблюдения и тревожной сигнализации, устройство поворотное для сочленения блока видеонаблюдения и тревожной сигнализации со стойкой с треногой и устройство крепления для соединения батарейного или аккумуляторного источника питания со стойкой с треногой. В состав блока видеонаблюдения и тревожной сигнализации должны быть включены, соединенные между собой с помощью коммутационной шины, упомянутые: приемник тревожных сигналов с приемной антенной первого радиоканала связи, радиомодем с приемо-передающей антенной для образования второго радиоканала связи, видеокамера, ИК-прожектор и процессор. В блок видеоконтроля и тревожной сигнализации дополнительно должно быть введено пассивное инфракрасное средство обнаружения (ПИКСО), которое должно быть подключено к коммутационной шине, причем зона наблюдения видеокамеры, зона обнаружения ПИКСО и зона освещения местности ИК-прожектором должны быть совмещены в пространстве, а процессор выполнен с дополнительной возможностью управления работой ПИКСО.
На фиг. 1 приведена структурная схема малокадрового мобильного пункта видеоконтроля для системы тревожной сигнализации, где введены обозначения: малокадровый мобильный пункт видеоконтроля - 1, блок видеонаблюдения и тревожной сигнализации - 2, устройство поворотное - 3, стойка с треногой - 4, устройство крепления - 5, батарейный или аккумуляторный источник питания - 6, видеокамера - 7, буфер - 8, ПИКСО - 9, ИК-прожектор - 10, приемник тревожного сигнала - 11, приемная антенна - 12, радиомодем - 13, приемо-передающая антенна - 14, процессор - 15, первый радиоканал связи - 16, второй радиоканал связи - 17, коммутационная шина - 18, область наблюдения - 19.
На фиг. 2 изображен пример внешнего вида конструкции (в сборе) малокадрового мобильного пункта видеоконтроля 1, где введены дополнительные обозначения: окно - 20 видеокамеры, окно - 21 ПИКСО, окно - 22 ИК-прожектора, зажим - 23.
На фиг. 3 приведен пример расположения на местности зон, формируемых блоком видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2 малокадрового мобильного пункта видеоконтроля 1. На фиг. 3 введены дополнительные обозначения: зона наблюдения - 24 видеокамеры, зона обнаружения - 25 ПИКСО, зона освещения местности - 26 ИК-прожектором. Зоны изображены в ближнем ракурсе, вид сверху.
На фиг. 4 изображены те же зоны, приведенные на фиг. 3, но изображены они в дальнем ракурсе, вид сверху. На фиг. 4 дополнительно введены обозначения: нарушитель - 27, пересекающий зону наблюдения видеокамеры, момент формирования сигнала тревоги - 28.
На фиг. 5 приведена обобщенная блок-схема алгоритма функционирования процессора 15.
На фиг. 6 изображено формирование на местности системы тревожной сигнализации на основе использования нескольких малокадровых мобильных пунктов видеоконтроля 1. На фиг. 6 дополнительно введены обозначения: центральный пульт управления - 29, датчик охраны - 30, передающая антенна - 31, ретранслятор - 32. Связь малокадровых мобильных пунктов видеоконтроля 1 с центральным пультом управления 29 осуществляется с помощью второго радиоканала связи 17.
Заявляемый малокадровый мобильный пункт видеоконтроля 1 в соответствии с ГОСТ 2.701-2008 является устройством, состоящим из совокупности элементов, представляющих единую конструкцию. Пункт видеоконтроля 1 состоит из блока видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2, устройства поворотного 3, стойки с треногой 4 устройства крепления 5 и батарейного или аккумуляторного источника питания 6 (см. фиг. 2). Указанные элементы соединены меду собой в соответствии с ГОСТ 21.101-68 сборочными операциями: сочленением и свинчиванием.
Предложенный малокадровый мобильный пункт видеоконтроля работает следующим образом.
Каждый из пунктов видеоконтроля 1 устанавливается на локальных участках охраняемой территории, причем блоки видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2 ориентируются на местности по направлению 19 на зону наблюдения (см. фиг. 1 и фиг. 6). Ориентировка в пространстве может осуществляться по азимуту и по углу места. Блок видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2 каждого пункта видеоконтроля 1 формирует три пространственных зоны (см. фиг. 3 и фиг. 4): зону наблюдения 24 видеокамеры, зону обнаружения 25 ПИКСО и зону освещения местности 26 ИК-прожектором. Для формирования этих зон используются соответствующие окна в корпусе блока видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2: окно 20 видеокамеры, окно 21 ПИКСО и окно 22 ИК-прожектора. На фиг. 3 зоны изображены в ближнем ракурсе, вид сверху. На фиг. 4 эти же зоны изображены в дальнем ракурсе, где они практически полностью совпадают в пространстве. При вхождении нарушителя 27 в зону обнаружения 25 ПИКСО 9, в этом средстве обнаружения будут сформированы сигналы модуляции, обеспечивающие формирование сигнала на включение видеокамеры, который будет свидетельствовать о начале движения нарушителя в зоне обнаружения. При появлении этого сигнала включается видеокамера 7 пункта видеоконтроля 1 в активный режим видеоконтроля и видеоинформация с зоны наблюдения 24 записывается в буфер 8 этой видеокамеры. Буфер 8 сохраняет кадры предтревожной, тревожной и послетревожной видеоинформации для дальнейшей передачи ее в малокадровом режиме на внешний центральный пульт управления 29 по второму радиоканалу связи 17 (фиг. 6). Одновременно с функционированием видеокамеры 7, ПИКСО 9 осуществляет обработку сигналов модуляции движущего нарушителя по определенному алгоритму и, в случае выполнения решающего правила, формирует сигнал тревоги. Момент 28 формирования сигнала тревоги показан в виде крестика на фиг. 4. По этому моменту времени в буфере 8 видеокамеры 7 происходит «привязка» сигнала тревоги к одному из записанных кадров, который становится кадром тревожной видеоинформации. Синхронно с появлением сигнала тревоги выбираются в буфере и подготавливаются к передаче кадры предтревожной и послетревожной видеоинформации. Следует обратить внимание, что сигнал на включение видеокамеры появляется раньше, чем сигнал тревоги ПИКСО, что исключает потерю видеоинформации о начале движения нарушителя и способствует возможности более полной и достоверной его идентификации. Процесс передачи сигнала тревоги и видеоинформации на центральный пульт управления 29 осуществляет радиомодем 13 с приемо-передающей антенной 14 посредством второго радиоканала связи 17. После завершения процедуры передачи видеоинформации видеокамера 7 выключается и пункт видеоконтроля 1 переходит в неактивный (дежурный) режим ожидания. В ночное время суток для получения качественного изображения включается ИК-прожектор 10, который освещает зону наблюдения видеокамеры. С целью экономии электроэнергии выключение ИК-прожектора осуществляется автоматически после выключения видеокамеры. Каждый пункт видеоконтроля 1 выполнен с возможностью приема сообщений от датчиков охраны 30, установленных в зоне подступа к охраняемой территории для заблаговременного сообщения по первому радиоканалу связи 16 о тревожной ситуации вблизи охраняемой территории (см. фиг. 6). Первый канал радиосвязи 16 организован между передающими антеннами 31 датчиков охраны 30 и приемниками тревожных сигналов 11 с приемными антеннами 12 каждого пункта видеоконтроля 1. Для исключения путаницы между зонами наблюдения пунктов видеоконтроля 1 и закрепленными за ними датчиками охраны 30, каждый датчик охраны имеет свой адрес, соответствующий адресу пункта видеоконтроля. Первый канал радиосвязи может быть также использован в качестве канала связи с другими устройствами, системами и комплексами тревожной сигнализации при интеграции малокадровых мобильных пунктов видеоконтроля в другие охранные системы. После приема сообщения от датчика охраны 30 включается видеокамера 7 пункта видеоконтроля 1 в активный режим видеоконтроля и видеоинформация с зоны наблюдения 24 записывается в буфер 8 этой видеокамеры. Процесс передачи видеоинформации на центральный пульт управления 29 осуществляет радиомодем 13 с приемо-передающей антенной 14 посредством второго радиоканала связи 17. После завершения процедуры передачи видеоинформации видеокамера 7 выключается и пункт видеоконтроля 1 переходит в неактивный (дежурный) режим ожидания.
Процессор 15 выполнен с возможностью управления работой видеокамеры, ИК-прожектора, приемника тревожных сигналов, радиомодема и ПИКСО. Процессор 15 выполняет также функцию коммутации информационных потоков или сигналов из одних исходных пунктов в другие требуемые пункты назначения (см. фиг. 1):
- сигнал для включения видеокамеры, вызванный модуляцией сигналов, зафиксированной ПИКСО 9, передается на видеокамеру 7 для ее включения в активный режим видеоконтроля (последовательность передачи от элемента к элементу 9-15-7);
- сигнал тревоги, сформированный ПИКСО 9, передается на видеокамеру 7 для «привязки» сигнала тревоги к кадру тревожной видеоинформации (последовательность 9-15-7);
- сообщение от датчика охраны 30, принятое приемником тревожного сигнала 11, передается на видеокамеру 7 для ее включения в активный режим видеоконтроля (последовательность 11-15-7);
- в активном режиме видеоконтроля сигнал тревоги и видеоинформация в виде кадров предтревожной, тревожной и послетревожной информации, сохраненная в буфере 8, передаются с выхода видеокамеры 7 на радиомодем 13 для дальнейшей передачи на центральный пульт управления 29 по второму радиоканалу связи 17 (последовательность 7-15-13);
- команда на включение ИК-прожектора передается от процессора 15 на ИК-прожектор 10 (последовательность 15-10);
- команда на выключение видеокамеры передается от процессора 15 на видеокамеру 7 (последовательность 15-7).
Обобщенная блок-схема алгоритма функционирования процессора 15 приведена на фиг. 5. В опытных образцах малокадровых мобильных пунктов видеоконтроля использовались процессоры типа PIC 18LF6622 I/PT фирмы «Microchip».
Обмен информацией между элементами 7, 9, 10, 11, 13 и 15 осуществляется посредством коммутационной шины 18, которая электрически связывает указанные элементы и проложена внутри блока видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2. Батарейный или аккумуляторный источник питания 6 обеспечивает электропитанием все электронные компоненты пункта видеоконтроля 1.
Пассивное инфракрасное средство обнаружения (ПИКСО) 9, представленное в предлагаемом решении, предназначено для обнаружения нарушителя (человека), перемещающего в пределах зоны обнаружения, по инфракрасному излучению человеческого тела. Технические решения для реализации ПИКСО являются общеизвестными. Принципы действия и алгоритмы функционирования подробно описаны в технической литературе, например, в книге «Системы защиты периметра» авторов Г.Ф. Шанаева и А.В. Леуса, издательство «Секьюрити Фокус», Москва, 2011 г., в подразделе 2.13. «Пассивные инфракрасные (ПИК) средства обнаружения», с. 114-126, www.iss.ru. В предлагаемом малокадровом мобильном пункте видеоконтроля может использоваться, например, ПИК-извещатель STA-453/М2 (с. 125 этой книги) или другое подобное ПИКСО. В данном техническом решении ПИКСО предлагается разместить внутри корпуса блока видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2.
Первый радиоканал связи 16 и второй радиоканал связи 17 работают на разных частотах (например, 433 МГц и, соответственно, 2,4 ГГц), что обеспечивает бесперебойную передачу радиосообщений без потери информации и без взаимного влияния. Частота для второго радиоканала связи выбрана большей по числовому значению для обеспечения возможности более качественной передачи видеоинформации.
На фиг. 2 изображен пример внешнего вида конструкции (в сборе) малокадрового мобильного пункта видеоконтроля 1. Пункт видеоконтроля 1 состоит из блока видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2, закрепленного на стойке с треногой 4 с помощью устройства поворотного 3 путем сочленения и свинчивания. Устройство поворотное 3 позволяет ориентировать (юстировать) блок видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2 на местности по азимуту и углу места, а зажим 23 обеспечивает механическую фиксацию после юстировки. Приемо-передающая антенна 14 навинчивается на блок видеонаблюдения и тревожной сигнализации 2. Устройство крепления 5 обеспечивает крепление батарейного или аккумуляторного источника питания 6 к стойке с треногой 4. Мобильность пунктов видеоконтроля 1 обеспечивается за счет возможности быстрой их расстановки на местности при использовании стоек с раздвижными треногами 4.
Пункт видеоконтроля 1 является основным устройством для организации многозвенной системы тревожной сигнализации на его основе. Пример организации такой системы представлен на фиг. 6. Множество пунктов видеоконтроля 1 располагается на охраняемой территории. При проникновении нарушителей на охраняемую территорию, с каждого пункта видеоконтроля 1, зафиксировавшего нарушителя, сигналы тревоги с кадрами предтревожной, тревожной и послетревожной видеоинформации по второму радиоканалу связи 17 передаются во внешний центральный пульт управления 29. Кадры полученной видеоинформации могут быть просмотрены на графическом дисплее с целью детального анализа тревожной ситуации, достоверной идентификации нарушителей и определения направления их движения. На этой основе должно быть принято решение по их задержанию службой охраны. При удаленном расположении пунктов видеоконтроля 1 от внешнего центрального пульта управления 29 могут использоваться ретрансляторы 32.
Опытные образцы малокадровых мобильных пунктов видеоконтроля подвергались всесезонным испытаниям в течение одного года. Была подтверждена устойчивая их работоспособность и достижение заявленного технического результата в соответствии с заявляемой полезной моделью.
Предлагаемые малокадровые мобильные пункты видеоконтроля могут найти применение как для охраны локальных участков, площадей, ограниченных зон контроля, так и для протяженных рубежей охраны. Они также могут эффективно применяться для охраны территорий в лесистой, болотистой и горной местности. Особая роль отводится охране подвижных объектов при временных стоянках (поездов, автоколонн и т.п.), а также охране промышленных и военных объектов в различных экстренных ситуациях (террористических угрозах, авариях и т.п.).