БЕЗРАДАРНЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС РЕГИСТРАЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для автоматизированного слежения за дорожной ситуацией и за соблюдением правил дорожного движения транспортными средствами (ТС). В частности, она может быть использована в стационарных автоматических комплексах фото-видео фиксации ТС.
Из уровня техники известен ряд безрадарных комплексов для контроля транспортного потока и решения задач фото-видеофиксации нарушений ПДД в автоматическом режиме.
Например, аппаратно-программный комплекс «АВТОУРАГАН-ВСМ2» включает: датчик измерения скорости с видеокамерой, устройство ИК-подсветки с блоком питания, компьютер (сервер распознования), навигационный приемник, источник бесперебойного питания (http://korda-group.ru/avtouraganvsm2/). АПК «АВТОУРОГАН» предназначен для решения следующих задач:
фиксация ТС и идентификация ГРЗ ТС в транспортном потоке с ведением базы данных (ГРЗ; дата; время; место; направление движения; изображение ТС);
возможность поиска в базах данных по одному или нескольким реквизитам;
измерение скорости движения ТС в зоне контроля безрадарным методом (по видеокадрам);
измерение скорости движения ТС на участке контроля (между двумя рубежами контроля);
архивирование и хранение доказательной информации в течение срока не менее 4 месяцев;
проверка распознанных ГРЗ ТС по подключенным базам данных;
передача в ЦАФАП информации о зафиксированных нарушениях ПДД;
возможность удаленного мониторинга, настройки и поддержки оборудования АПК;
выявление и фиксация в автоматическом режиме фактов нарушения ПДД (выезд на встречную полосу, превышение скорости).
Другой многоцелевой универсальный комплекс видеофиксации нарушений правил дорожного движения - «Азимут» (http://tbdd.ru/node/78). Комплекс измеряет скорость движения ТС безрадарным способом как мгновенную, так и на протяженном участке (от 500 м до 5 км). Диапазон измерения скоростей от 3 до 250 км/ч с погрешностью 1,5-3%. Точность распознавания номеров ТС 95% в светлое время суток и 90% - в темное. Комплекс имеет привязку по координате и времени с использованием системы Глонасс.
Аппаратно-программный комплекс «ПОТОК» предназначен для автоматической видеофиксации административных правонарушений в области дорожного движения с функцией регистрации транспортных средств и поиску по подключенным базам розыска (http://www.rossi-potok.ru/ru/products/potok-pdd). АПК предусматривает применение камер высокого разрешения, объединенных в единую сеть. Одна HD-камера позволяет одновременно распознавать ГРЗ ТС и прочие объекты по трем-четырем полосам движения, или на всем перекрестке целиком. Используется алгоритм измерения скорости по видеоматериалу. Отсутствие промежуточной компрессии и цифровой тракт исключают возможность появления в видеоматериале специфических артефактов (искажений), ухудшающих распознавание. Импульсная подсветка сцены в инфракрасном или видимом диапазоне позволяет получать четкую картинку в круглосуточном режиме, независимо от условий освещенности.
АПК «ПОТОК» решает следующие задачи:
фиксация проезда на запрещающий сигнал светофора;
фиксация несоблюдения требований дорожных знаков и дорожной разметки;
фиксация выезда на сторону дороги, предназначенную для встречного движения;
фиксация невыполнения требования ПДД уступить дорогу пешеходам;
фиксация выезда на перекресток в случае образовавшегося затора;
измерение скорости движения транспортных средств по видеосигналу;
распознавание регистрационных знаков транспортных средств и проверка их по различным базам данных;
видеонаблюдение за обстановкой с передачей видеоинформации на АРМ дежурного;
автоматическое формирование с каждого датчика протоколов об административном правонарушении с возможностью их распечатки;
подсчет интенсивности движения транспортных средств и анализ загруженности участка дороги;
автоматическая (либо по запросу) передача данных о зафиксированных правонарушениях на АРМ дежурного.
Аппаратно-программный комплекс «TC-EYE™» (http://itctrafflc.lv/ru/anpr-itc-eye/) для автоматического безрадарного измерения скорости движения транспортных средств, проезжающих в зоне контроля видеокамеры. Измерение скорости движения ТС основано на раздельном измерении расстояния, пройденного ТС в зоне контроля видеокамеры, и времени, за которое это расстояние было пройдено. После въезда ТС в поле зрения камеры через каждые 40 мс, фиксируется изображение, на которых изображено ТС с видимым ГРЗ. Съемка производится до тех пор пока ТС не уедет из поля зрения видеокамеры. Определив количество кадров, поступивших между первым и последним, компьютер рассчитывает время движения ТС в зоне контроля от первого положения до последнего. Перед вычислением пути по видеокадрам, применяется алгоритм программной стабилизации изображения, который компенсирует воздействие вибрации от проезда транспорта, ветра и т.д.
При переводе координат пикселей видеокадра в координаты зоны контроля на дороге система учитывает, что проекции разных пикселей на плоскость дороги имеют разные размеры (цену деления, в мм) не только по оси Y (вдоль дороги), но и по оси X (поперек дороги). Это позволяет точно пересчитывать путь по двум осям, поэтому возможно устанавливать видеокамеру не строго над полосой движения, а со смещением в сторону до 30°.
Характеристики АПК ITC-EYE™:
диапазон измеряемых скоростей движения ТС: от 1 до 255 км/ч;
максимальная погрешность измерения скорости не более ±5%;
независимое измерение скоростей всех автомобилей, одновременно находящихся в кадре;
максимальное отклонение от направления движения транспорта - до 30°;
измерение производится независимо от направления движения транспорта - по передним или задним номерным знакам;
измерение скорости производится по всем поддерживаемым типам ГРЗ, включая двустрочные, независимо от их цвета, формы, размера, государственной принадлежности.
Таким образом, безрадарные комплексы регистрации ТС обычно включают: вычислительный блок, соединенный с блоком памяти; блок фиксации изображения ТС и номерного знака ТС; блок позиционирования (GPS-модуль); блок беспроводной связи с другими комплексами и оператором. Блок фиксации изображения регистрирует покадровое положение ТС в зоне наблюдения и передает эту информацию в вычислительный блок, который формирует пакет данных, включающих: изображение ТС, номерной знак, местоположение, время регистрации скорость движения ТС и т.д. Упомянутый пакет данных передается на удаленный сервер с помощью блока беспроводный связи для дальнейшего использования (патент РФ на полезную модель №161415). Дополнительно комплекс может определять траекторию движения ТС в зоне наблюдения (патент РФ на полезную модель №151712). Он может также регистрировать дорожную обстановку по нескольким полосам движения (патент РФ на полезную модель №163415).
В качестве ближайшего аналога для заявляемого автоматизированного комплекса видеорегистрации может быть выбрано устройство регистрации ТС, выполненное в соответствии с патентом РФ №161415. Это устройство расширяет функциональные возможности регистрации ТС, за счет разделения видимого изображения дороги, при вычислениях, на виртуальные зоны, и фиксации ТС в конкретной виртуальной зоне дороги. Однако такой подход накладывает ограничения на точность измерений, особенно при маневрах ТС в зоне наблюдения. Кроме того, хранимая информация существенно ограничена (отсутствуют сведения о маневрах ТС в зоне наблюдения и направлении его движения).
Техническим результатом от использования заявляемой полезной модели будет повышение точности и надежности работы комплекса; улучшение энерго- и ресурсосбережения, увеличение информативности собираемых и хранимых данных, расширения диапазона решаемых задач.
Заявленный технический результат достигается тем, что безрадарный автоматизированный комплекс регистрации транспортных средств содержит следующие модули: оптический модуль с, по крайней мере, одной видеокамерой, модуль детектирования движения в зоне регистрации, модуль определения объекта, модуль построения траектории движения транспортного средства, вычислительный, модуль сохранения данных. При этом вычислительный модуль может определять следующие параметры движения ТС: средняя и мгновенная скорость, направление и траектория движения, государственный регистрационный номер транспортного средства. Модуль сохранения данных обычно включает средство связи с удаленным сервером (беспроводное или проводное). Дополнительно комплекс может содержать модуль виртуализации объекта (ТС), обеспечивающий математическое описание движения транспортного средства в зоне регистрации.
Комплекс предназначен для выполнения следующих основных задач:
получение данных и их обработка;
идентификация и фиксация фотоизображений автотранспортных средств в поступающем видеопотоке с дорожных IP-камер в режиме реального времени;
распознавание государственных регистрационных знаков транспортных средств на фотовидеоматериалах, полученных из видеопотока IP-камер в режиме реального времени;
идентификация государственных регистрационных знаков автотранспортных средств на материалах фотовидеосъемки, хранящихся в базе данных и полученных от имеющихся специальных технических средств фотовидеофиксаций, работающих в автоматическом режиме;
корректировка распознанной информации, полученной от специальных комплексов фотовидеофиксаций;
исключение ошибок, связанных с «человеческим фактором» при обработке фото- и видеоматериалов;
снижение затрат на мероприятия по первичной обработке информации;
уменьшение времени реакции на предотвращение террористической опасности и мероприятий по розыску транспортных средств;
увеличение коэффициента безопасности дорожного движения.
Сущность полезной модели поясняется на следующих Фигурах:
На Фиг. 1 изображена блок-схема автоматизированного комплекса регистрации.
Автоматизированный комплекс (Фиг. 1) включает следующие функциональные модули: оптический модуль 1, модуль 2 детектирования движения в зоне регистрации, модуль 3 определения объектов (ТС), модуль 4 построения траектории движения объекта, модуль виртуализации объекта, обычно включающий модуль 5 принятия решения о последующей виртуализации объекта и модуль 6 виртуального представления объекта, вычислительный модуль 7 и модуль 8 сохранения данных.
Оптический модуль 1 обычно включает IP-видеокамеры двух типов, одна из которых тип С, является распознающей и предназначена для фиксации государственных регистрационных знаков ТС и определения их скорости движения. Другая тип О является обзорной и обеспечивает контроль дорожной ситуации и фото-видео фиксацию ТС. Дополнительно модуль 1 может содержать ИК-прожекторы, обеспечивающие работу комплекса в любое время суток без дополнительного освещения. Функциональным назначением оптического модуля является получение и обработка видеопотока данных и дальнейшая его передача на модуль 2 детектирования движения. Дополнительно в оптическом модуле предусмотрены функции: детектирования видеокамер, проверка каналов передачи данных, проверка подключения камер, построение зоны контроля для фиксации ТС.
Модуль 2 детектирования движения предназначен для определения движения ТС, в зоне контроля. Он сверяет эталонный снимок с текущим и определяет наличие движения в зоне контроля. При отсутствии движения модуль 3 определения объектов отключен. При детектировании движения включается модуль 3 и происходит передача данных для выделения объекта (для поиска номерной пластины).
Модуль 3 определения объектов служит для выделения ТС на кадре и распознавания его номерной пластины. Функции модуля 3 заключаются в определении наличия в кадре номерной пластины, проверке перемещения ТС в зоне контроля, передаче данных модулю 4 построения траектории движения объекта.
Этот модуль 4 предназначен для построения траектории движения объектов по графику перемещения номерной пластины в зоне контроля. Дополнительно осуществляется автоматический контроль по исключению появления «фантомов» ТС, за пределами зоны контроля (например, тени от ТС).
Модуль визуализации объекта служит для математического представления объекта и его движения в зоне регистрации. Модуль 5 принятия решений о последующей виртуализации объекта детектирования служит для контроля принятия решений: определение объекта, и подтверждение его траектории движения; условие нахождения траектории движения в пределах заданной зоны в отведенное время; исключение «двойников» объектов при прекращении движения объекта; передача данных для виртуального представления объекта.
Модуль 6 виртуального представления объекта детектирования предназначен для виртуального определения и контроля траектории движения; проверки размерности номерной пластины; проверка направления движения ТС.
Вычислительный модуль 7 отвечает за определение скорости ТС, определение траектории движения, направления и его государственного регистрационного знака (ГРЗ). Он выполняет следующие функции: определение скорости движения ТС в зоне контроля; построение траектории движения ТС; определение направления движения ТС; распознавание ГРЗ (определение страны, подключение соответствующей базы данных и установление ГРЗ); передача данных для формирования результатов и их сохранение.
Модуль 8 сохранения результатов детектирования предназначен для: сбора всех данных и формирования результата детектирования; формирования фотоматериала по результатам детектирования; записи в базы данных результата детектирование с выводом информации в соответствующее графическое окно графической оболочки комплекса.
ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ
Автоматизированный комплекс регистрации, выполненный в соответствии с заявляемой полезной моделью, конструктивно состоят из блоков управления, IP-видеокамер, ИК-прожекторов. Состав комплексов может варьироваться в зависимости от решаемых задач.
Блок управления является основным элементом комплексов и выполнен в виде антивандального, влагозащищенного металлического шкафа с антикоррозийным покрытием, устанавливаемого на опорах в одном из вариантов исполнения («Рубеж») или на индивидуальных стойках в другом варианте («Гольфстрим»). Блок управления выполнен по модульному принципу и содержат указанные выше модули, а также блоки питания, коммутатор связи, блок навигации и определения времени, контроллер температуры, датчик вскрытия, контакторы, розетку электропитания, средства терморегуляции, автоматы подключения электропитания, GPS/GSM/WiFi-антенны. Комплексы работают при стационарном неподвижном расположении. Блоки навигации и определения времени осуществляет прием данных о точном времени и географических координатах и позволяют синхронизировать внутреннюю шкалу времени комплекса с национальной шкалой времени Российской Федерации UTC(SU).
Исполнение комплексов отличаются друг от друга количеством контролируемых полос движения и количеством подключаемых IP-видеокамер. Вариант исполнения комплекса «Рубеж» контролирует до четырех полос движения и имеет возможность подключения до 7 видеокамер, в том числе до 5 обзорных, вариант исполнения комплекса «Гольфстрим» контролирует до двадцати четырех полос движения и имеет возможность подключения до 22 видеокамер, в том числе до 10 обзорных.
В Таблице 1 приведены метрологические характеристики работы комплексов.