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 радиотени деревьев, крытых навесов и т.п.) приводит к неопределенности обозначения места положения транспортного средства; отсутствие четко выраженной траектории движения транспортного средства; ограниченность площади контролируемой (охраняемой) территории одним транспортным средством и невозможность организовать контроль 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, ультразвуковой локационный датчик 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 две видеокамеры, расположенные под определенным углом относительно друг друга, составляют систему стереонаблюдения, кроме того на транспортном средстве установлена (маршрутная) видеокамера, оборудованная 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 необходимость прохождения оператором по охраняемой территории маршрута следования каждого из транспортных средств в процессе их «обучения», что довольно обременительно при протяженных территориях и неблагоприятных погодных условиях.
Целью полезной модели является упрощение процесса «обучения» всех транспортных средств системы прохождению заданного маршрута следования без выхода оператора на охраняемую территорию.
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, ультразвуковой локационный датчик 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 две видеокамеры, расположенные под определенным углом относительно друг друга, составляют систему стереонаблюдения, кроме того на транспортном средстве установлена (маршрутная) видеокамера, оборудованная 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 второе приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по второму радиоканалу через второе приемно-передающее устройство командного пункта со вторым компьютером командного пункта, к которому подключен второй монитор наблюдения, выход второго приемо-передающего устройства транспортного средства через мультиплексор подключен к компьютеру транспортного средства, а вход соединен с первым выходом управляемого коммутатора, второй выход которого через мультиплексор соединен с компьютером транспортного средства, при этом вход управляемого коммутатора подключен к выходу (маршрутной) видеокамеры, а управляющий вход соединен с компьютером транспортного средства.
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 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), ультразвуковой локационный датчик 9 и устройство 10 тревожной сигнализации (сирена и проблесковый фонарь). Видеокамера 2 высокого разрешения также оборудована первыми приводами 11 горизонтального и вертикального перемещения, ко вторым выходам которых подключена первая пара датчиков 12 горизонтального и вертикального углов поворота видеокамеры 2 высокого разрешения. Выходы датчиков 12 горизонтального и вертикального углов поворота и управляющие входы приводов 11 горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры 2 высокого разрешения подключены к компьютеру 4, к которому также подключены дополнительные видеокамеры 13 через мультиплексор 14.
Из числа дополнительных видеокамер 13, например, четыре (13.1-13.4), образуют устройство кругового видеообзора с фиксацией движущихся объектов и их координат, две видеокамеры (13.5, 16.6, устанавливаемые в передней части транспортного средства) образуют устройство стереонаблюдения, для фиксации инородных предметов, мешающих передвижению транспортного средства по заданному маршруту.
На транспортном средстве также установлено второе приемно-передающее устройство 15 с антенной 16, выход которого через мультиплексор 14 подключен к компьютеру 4, а вход соединен с первым выходом управляемого коммутатора 17, второй выход которого через мультиплексор 14 соединен с компьютером 4 транспортного средства. При этом вход управляемого коммутатора 17 подключен к выходу маршрутной видеокамеры 18, а управляющий вход соединен с компьютером 4 транспортного средства.
Управление маршрутной видеокамерой 18, обеспечивающей «обучение» транспортного средства и его последующее движение по заданному маршруту, осуществляется от компьютера 4 через вторые приводы 19 горизонтального и вертикального перемещения, к вторым выходам которых подключена вторая пара датчиков 20 горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру 4.
На командном пункте 21 находится компьютер 22 командного пункта, к которому подключен монитор 23 наблюдения и приемно-передающее устройство 24 командного пункта с антенной 25. Связь между антенной 6 транспортного средства и антенной 25 командного пункта осуществляется по радиоканалу связи 26.
Кроме того, на командном пункте 21 расположен второй компьютер 27, к которому подключен второй монитор 28 наблюдения и второе приемно-передающее устройство 29 командного пункта с антенной 30. Связь между антенной 16 транспортного средства и антенной 30 командного пункта осуществляется по радиоканалу связи 31.
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 с компьютера 27 командного пункта по каналу связи 31 подключается к компьютеру 4 транспортного средства, подлежащего «обучению». По команде оператора «Начало обучения», поступающей с выхода приемно-передающего устройства 15 «обучаемого» транспортного средства на компьютер 4, компьютер 4 формирует сигнал на вход управляемого коммутатора 17 для переключения видеосигнала маршрутной видеокамеры 18 на вход приемно-передающего устройства 15. Видеосигнал с выхода маршрутной видеокамеры 17, принятый по радиоканалу 31 приемно-передающим устройством 29 командного пункта 21, поступает на монитор 28 компьютера 27. По полученному изображению оператор, управляя транспортным средством на местности с компьютера 27 (через компьютер 4), проводит транспортное средство по заданному маршруту (траектории) периодически (через определенные расстояния) останавливая его и, с помощью приводов 19 горизонтального и вертикального перемещения и соответствующих датчиков 20, фиксирует на выходе маршрутной видеокамеры 18 опорные объекты (здания, деревья, фонари и т.п.). Видеоизображения опорных объектов, полученные компьютером 27 от видеокамеры 18 через заданные расстояния, и соответствующие им углы поворота φ, пересчитываются им в координатные точки заданного маршрута следования транспортного средства и по радиоканалу 31 передаются в память компьютера 4 для последующего управления транспортным средством при его самостоятельном движении. По окончании процесса «обучения» очередного транспортного средства оператор по радиоканалу 31 через приемно-передающее устройство 15 подает команду «Конец обучения» на компьютер 4, который формирует сигнал на вход управляемого коммутатора 17 для переключения выхода маршрутной видеокамеры 18 на вход мультиплексора 14.
В процессе движения транспортного средства по заданной траектории камеры 13.1-13.4 кругового обзора (каждая в своем секторе) фиксируют наличие на охраняемом участке движущихся объектов и, при их обнаружении, компьютер 4, с помощью приводов 11 горизонтального и вертикального поворота наводит видеокамеру 2 высокого разрешения на обнаруженный движущийся объект.
При идентификации с помощью видеокамеры 2 в движущемся объекте человека компьютер 4 транспортного средства дает команду на устройство 10 тревожной сигнализации для включения сирены и проблескового фонаря. Одновременно, по горизонтальному углу (3 и расстоянию до человека, вычисляемого компьютером 4 исходя из заданного среднего роста человека и вертикального угла поворота видеокамеры 2 (на фиг.2 не показан), определяются координаты нарушителя, которые посредством приемно-передающих устройств 5 и 24 передаются на командный пункт 21 для отображения на мониторе 23 возникшей ситуации и принятия решения.
В случае появления на пути следования транспортного средства посторонних непреодолимых предметов они последовательно обнаруживаются стереокамерами 13.5, 13.6 (с радиусом действия до 5 метров) и идентифицируются как непреодолимые ультразвуковым локационным датчиком 9 (с радиусом действия до 1 метра). Транспортное средство обходит препятствие и, ориентируясь по ранее отмеченным опорным точкам, вновь выходит на заданную траекторию движения.
Литература
1 Патент RU 2268497 C2, (аналог). Система и способ автоматизированного видеонаблюдения и распознавания объектов и ситуаций. Опубликовано в БИ №02 от 20.01.2006 г.
2 Патент RU 2326445 C2, (аналог). Способ и система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении. Опубликова но 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.