Автономный мобильный комплекс видео-тепловизионного наблюдения
AUTONOMOUS MOBILE COMPLEX OF VIDEO-HEAT VISION OBSERVATION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к мобильным средствам видеонаблюдения, предназначенным для визуального контроля охраняемого участка местности и периметра, а также для мобильной охраны открытых участков местности и периметров, подступов и путей передвижения.
Уровень техники
Известна система видеонаблюдения высокого разрешения (патент РФ на изобретение №2336659, кл. МПК H04N 7/24, H04L 29/04, опубл. 20.10.2008), содержащая, по меньшей мере, одну камеру с CCD матрицей, передающую видеопоток на устройство пункта наблюдения с блоком кодировки, выполненным с возможностью захвата видеосигнала и преобразованием его в поток кадров в формате RAW или BMP, с последующим преобразованием графических кадров в три формата, в первом из которых каждый кадр автоматически уменьшается в размере со скоростью 25 кадров в секунду для последующего отображения на мониторах пункта наблюдения. Параллельно с этим во втором формате каждый кадр подвергается контурному сжатию графических файлов и сжимается со скоростью 5 кадров в секунду и отправляется в сжатом виде для хранения на устройство пункта наблюдения. Одновременно в третьем формате каждый кадр уменьшается, подвергается контурному сжатию графических файлов со скоростью 5-12 кадров в секунду и передается в потоковом режиме по радиоканалам связи на мобильные средства видеоотображения.
Недостатками системы является относительно невысокая автономность и мобильность.
Известна малокадровая мобильная система видеонаблюдения (патент РФ на изобретение №2504015, кл. МПК G08G1/054, G08G1/017, опубл. 20.06.2016), состоящая из центрального пульта управления, группы датчиков охраны и группы территориально удаленных пунктов видеоконтроля, имеющих первый радиоканал связи с датчиками охраны и второй радиоканал связи с центральным пультом управления. Электропитание системы осуществляется от батарейных или аккумуляторных источников питания с использованием режимов неактивного ожидания и активного видеоконтроля.
Недостатком известной системы является недостаточная оперативность реагирования на события, обусловленная малокадровостью системы, а также относительно невысокое качество изображения, особенно в ночном режиме.
Наиболее близким к заявленному комплексу является радиолокационная система охраны территорий с малокадровой системой видеонаблюдения и оптимальной численностью сил охраны (патент РФ на изобретение №2595532, кл. G08B 25/00, G08B 19/00, G01S 3/72, опубл. 27.08.2016), которая состоит из следующих групп аппаратуры: комплекта средств обнаружения, работающих на разных физических принципах (радиолокационных станций, видеокамер и тепловизоров), линий связи, центрального пульта охраны (ЦПО), а также аппаратуры сил охраны, содержащей один или несколько комплектов технических средств групп силового реагирования (ТС ГСР), автоматизированных рабочих мест (АРМ) операторов в составе ЦПО, коммутатора и стационарного терминала ЦПО. Каждое АРМ содержит устройство дополнительного распознавания, терминал наблюдения и стационарный терминал АРМ. Каждый комплект ТС ГСР содержит мобильный терминал навигатора, ГЛОНАСС/GPS-навигатор, мобильный терминал радиосвязи и носимый пульт охраны.
Недостатком известной радиолокационной системы является ее недостаточная мобильность, поскольку у этой системы мобилен только терминал навигатора. Также система имеет ограниченную функциональность, поскольку предназначена конкретно для охраны объектов и их периметров.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является создание автономного мобильного комплекса видео-тепловизионного наблюдения, обеспечивающего охрану открытых участков местности и периметров, подступов и путей передвижения к важным объектам и может быть использован в качестве основного или вспомогательного рубежа охраны.
Технический результат – повышение оперативности реагирования на события, увеличение скорости развертывания комплекса, повышение длительности работы в автономном режиме и мобильности системы, повышение качества получаемого изображения и функциональных возможностей системы, а также повышение точности работы системы в любых погодных условиях.
Указанный технический результат достигается тем, что автономный мобильный комплекс видео-тепловизионного наблюдения, включает, по меньшей мере, один тепловизор и, по меньшей мере, одну видеокамеру, установленные на поворотном устройстве, которое в свою очередь установлено на быстроразворачиваемой мачте и подключено через канал передачи данных к ЭВМ с предустановленным программным обеспечением, обеспечивающим управление и мониторинг, а также включает, по меньшей мере, один источник автономного питания для электропитания составных частей комплекса, подзаряд которого осуществляется с помощью возобновляемых источников энергии.
Быстроразворачиваемая мачта комплекса может быть выполнена пневматической или механической.
Канал передачи данных может быть проводным или беспроводным.
Комплекс может дополнительно содержать извещатели охранные, ретранслятор для расширения дальности установки извещателей, индивидуальные оповещатели, зарядное устройство для зарядки аккумуляторных блоков составных частей комплекса и носимый комплект для управления комплексом по радиоканалу.
Для подзаряда аккумуляторного блока может быть использована электрическая сеть или солнечная энергия.
Для наблюдения за открытыми земными и водными пространствами комплекс может дополнительно включать в свой состав радиолокатор.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена структурная схема автономного мобильного комплекса видео-тепловизионного наблюдения.
На фигуре приняты следующие обозначения: 1 – линейная часть: 1.1 – извещатель охранный, 1.2 – ретранслятор, 1.3 – индивидуальный оповещатель, 1.4 – канал передачи данных, 1.5 – видеокамера, 1.6 – тепловизор, 1.7 – поворотное устройство, 1.8 – радиолокатор, 1.9, 1.10 –аккумуляторный блок, 1.11, 1.12 – источник автономного питания, 1.13 – зарядное устройство, 1.14 – воздушный компрессор с блоком автоматики, 1.15 – кабель из состава поворотного устройства; 2 – пост мониторинга; 2.1 – ЭВМ с предустановленным программным обеспечением; 2.2 – блок радиокальных датчиков; 3 – носимый комплект.
Осуществление изобретения
В базовый состав автономного мобильного комплекса видео-тепловизионного наблюдения, входит, по меньшей мере, один тепловизор 1.6 и, по меньшей мере, одна видеокамера 1.5, установленные на поворотном устройстве 1.7, которое в свою очередь установлено на быстроразворачиваемой мачте (на фиг. не показано) и подключено через канал 1.4 передачи данных к ЭВМ 2.1 с предустановленным программным обеспечением, обеспечивающим управление и мониторинг, а также включающий, по меньшей мере, один источник автономного питания (1.11 или 1.12) для электропитания составных частей комплекса, подзаряд которого осуществляется с помощью возобновляемых источников энергии.
На ЭВМ 2.1 предустановлено специально разработанное программное обеспечение, которое обеспечивает мониторинг и управление оборудованием, а также двухстороннее взаимодействие оператора с составными частями комплекса и устанавливает логические схемы его работы.
Быстроразворачиваемая мачта может быть пневматической или механической.
Канал 1.4 передачи данных может быть проводным или беспроводным.
Путем введения в базовый состав автономного мобильного комплекса дополнительных устройств: извещателей (датчиков), радиолокационных станций (РЛС), ЭВМ (например, ноутбуков), тепловизоров, пользователь имеет возможность наращивать функционал комплекса и конфигурировать его структуру, исходя из своих задач.
Могут быть сформированы, например, следующие варианты комплекса:
Комплект развития №1 включает в себя: извещатели охранные 1.1, установленные на треноге (или струбцине), ретранслятор 1.2 для расширения дальности установки извещателей, индивидуальные оповещатели 1.3, зарядное устройство 1.13 для зарядки аккумуляторных блоков 1.9, 1.10 составных частей комплекса и носимый комплект 3 для управления комплексом по радиоканалу.
Для подзаряда аккумуляторных блоков 1.9, 1.10 может использоваться электрическая сеть или солнечная энергия.
Комплект развития №2 предназначен для наблюдения за открытыми земными и водными пространствами и включает в свой состав радиолокатор 1.8, который позволяет отображать траектории передвижения, дальность до различных движущихся объектов, таких как человек, автомобиль, лодка и т.д., обеспечивает сопровождение целей оптико-электронным комплексом.
Комплект развития №3 предназначен для организации единого информационного пространства комплекса при использовании комплекта развития №2. Имеет в своем составе защищенную ЭВМ 2.1 с предустановленным программным обеспечением. Комплект обеспечивает прием, обработку и хранение информации, полученной с оборудования базового комплекса, отображение ее в реальном масштабе времени.
Комплект развития №4 включает в себя тепловизор 1.6 с улучшенной матрицей и увеличенной дальностью обнаружения цели (автомобиль/человек) до 7900 / 4000 км.
Автономный мобильный комплекс видео-тепловизионного наблюдения работает следующим образом.
При работе комплекса в автоматическом режиме, поворотное устройство 1.7 направляет видеокамеру 1.5 дальнего обзора и тепловизор 1.6 в заранее настроенные оператором места наблюдения.
При детектировании движения в охраняемой зоне одним или несколькими извещателями 1.1, формируется извещение о тревоге, далее по радиоканалу оно передается на пост мониторинга 2 и носимый комплект 3, происходит активация ранее созданного пользователем, комплексного алгоритма действий. После фиксации извещения происходит оповещение оператора о тревоге звуковым сигналом, а так же происходит изменение значка состояния (смена цвета) извещателя 1.1 на мнемокарте местности. Далее с поста мониторинга 2 подаётся команда на поворотное устройство 1.7, которое автоматически наводится в точку расположения извещателя 1.1.
При поступлении тревожного извещения на индивидуальный оповещатель 1.3, происходит его фиксация, с выдачей индивидуального звукового, светового и вибрационного оповещения.
Информация о состоянии составных частей комплекса (неисправность, заряд аккумуляторных батарей, вскрытие корпуса и т.п.) поступает на пост мониторинга 2 и носимый комплект 3 в виде формализованных извещений.
Комплекс выполняет функции определения (уточнения) места нарушения охраняемого участка местности, с подачей команды (сигнала) «Тревога» и отображением информации в реальном масштабе времени на мониторе станционной части и архивированием событий.
Комплекс применяется для охраны открытых участков местности и периметров, подступов и путей передвижения к важным объектам и используется в качестве основного или вспомогательного рубежа охраны.
Мобильность комплекса обеспечивается быстросборной/разборной конструкцией составных частей изделия.
Комплекс имеет возможность определения местоположения личного состава на карте местности при помощи ГЛОНАСС/GPS -приемника.
Комплекс позволяет решать следующие задачи:
- интеллектуальное видеонаблюдение больших открытых пространств в реальном масштабе времени;
- обнаружение и сопровождение целей поворотной видеокамерой и тепловизором – работа в режиме видеолокации;
- организация канала связи с удаленным постом мониторинга;
- обнаружение нарушителя средствами охранной сигнализации и передачи извещений для обработки информации на пост мониторинга с автоматическим видеоподтверждением целей в точках сработок охранных извещателей.
В комплексе с помощью программного обеспечения «FineTrack» реализованы возможности анализа видео. «FineTrack» – это интеллектуальный детектор движения, реализованный в подсистеме видеонаблюдения, который позволяет не просто определять наличие движения в кадре, но и предоставляет целый спектр дополнительных возможностей и инструментов для анализа поведения объектов. С его помощью можно анализировать траекторию движения объектов, контролировать вход и выход из указанных пользователем зон. «FineTrack» также обнаруживает и выделяет оставленные или унесённые предметы. А функция автоматического сопровождения движущихся объектов с помощью поворотной видеокамеры позволяет оператору без труда контролировать ситуацию на большой территории.
Основные технические характеристики комплекса:
Наименование характеристики
Номинальное значение
Дальность обнаружения видеокамерой дальнего обзора цели, м– типа «человек»– типа «автомобиль»
до 10000до 10000
Дальность обнаружения тепловизором цели, м– типа «человек»– типа «автомобиль»
до 2700до 6900
Разрешение видеоизображения при частоте 25 к/сек, пикс- тепловизора- видеокамеры дальнего обзора
384х2882048х1536
Угол обзора поворотного устройства, град.– по горизонтали– по вертикали
36090
Дальность организации радиорелейного канала связи, до, км
8
Скорость передачи информации в радиоканале, до, Мбит/сек
40
Высота мачты с оборудованием, м
5,2
Мощность солнечных модулей, Вт
400
Суммарная емкость блоков АКБ, Ач
200
Диапазон частот каналов связи
433 МГц, 5 ГГц
Режим автоматического сканирования заданных контрольных точек
до 30 точек
Напряжение электропитания постоянного тока, В
24 (± 10%)
Напряжение электропитания переменного тока ноутбука, В/Гц
220/50
Срок службы аккумуляторов не менее, лет
3
Температурный режим эксплуатации оборудования комплекса, °С*
от – 40 до + 50
Примечания
* Температурный режим эксплуатации бензогенератора из состава комплекта автономного питания °С
от – 30 до + 50
* Температурный режим эксплуатации ноутбука из состава комплекса, °С
от – 20 до + 50
Отличительные особенности комплекса – преимущества:
1. Возможность быстрого развертывания.
2. Возможность установки видео-тепловизионного модуля как на пневмомачту высотой 5,2 м, так и на крышу автомобиля.
3. В комплексе реализован интеллектуальный детектор движения «FineTrack», который позволяет не просто определять наличие движения в кадре, но и предоставляет целый спектр дополнительных возможностей и инструментов для анализа поведения объектов. С его помощью можно анализировать траекторию движения объектов, контролировать вход и выход из указанных пользователем зон. «FineTrack» также обнаруживает и выделяет оставленные или унесённые предметы. А функция автоматического сопровождения движущихся объектов с помощью поворотной видеокамеры позволяет оператору без труда контролировать ситуацию на большой территории.
4. Длительная работа в автономном режиме, в отсутствии промышленной сети электроснабжения.
5. Использование энергии солнца (солнечной инсоляции) и бензогенератора с дистанционным управлением запуском и автоматическим механизмом перекрытия подачи топлива, для осуществления электроснабжения комплекса и заряда аккумуляторных батарей, а так же электропитания оборудования сторонних потребителей напряжением переменного тока 220В.
6. Возможность одновременного использования различных комплектов развития, из состава комплекса для решения разных задач, территориально не связанных друг с другом.
7. Индивидуальное оповещение звуковыми, световыми и вибрационными сигналами личного состава о тревожном событии.
8. Функции интеллектуального энергосбережения (удаленное управление электропитанием всех устройств, для эффективного использования электроэнергии).
9. Использование радиолокатора собственной разработки с уникальными алгоритмами обработки радиосигналов, позволяющими получать точные данные о наблюдаемых объектах в любых погодных условиях.
10. Комплекс работает под управлением программного обеспечения собственной разработки ООО «Стилсофт», которое осуществляет мониторинг и управление оборудованием, обеспечивает двухстороннее взаимодействие оператора и устанавливает логические схемы работы комплекса.
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения показал, что совокупность существенных признаков заявленного автономного мобильного комплекса видео-тепловизионного наблюдения, не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного автономного мобильного комплекса в области охранной сигнализации, в частности для визуального контроля охраняемого участка местности и периметра, а также для мобильной охраны открытых участков местности и периметров, подступов и путей передвижения, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».