УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ СКОРОСТНОГО РЕЖИМА АВТОТРАНСПОРТА НА УЧАСТКЕ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и предназначена для автоматизированного контроля за соблюдением правил дорожного движения, а именно, к устройству автоматизированного контроля скоростного режима автотранспорта на участке. Устройство в автоматическом режиме осуществляет идентификацию государственных регистрационных знаков (ГРЗ) транспортных средств (ТС), вычисляет среднюю скорость движения ТС на участке и фиксирует нарушения скоростного режима.
Из уровня техники известно устройство определения скорости движения и координат транспортных средств с последующей их идентификацией и автоматической регистрацией нарушений правил дорожного движения (патент РФ №2382416, МПК G08G 1/052, G08G 1/017, G07C 5/08, опубл. 20.02.2010), содержащее радиолокатор, по крайней мере, одну видеокамеру распознавания государственного регистрационного знака, и блок управления и обработки данных, соединенный с ними, радиолокатор содержит модуль обработки сигналов, обеспечивающий вычисление скорости и дальности всех ТС, находящихся на выбранном участке дорожного полотна.
Указанный способ позволяет контролировать участок дороги длиной не более нескольких сот метров. Кроме того, входящий в его состав радиолокатор испускает радиосигналы, которые могут быть зафиксированы спец. средствами (радар-детекторами) участников движения, что снижает эффективность данной системы.
Известно устройство фиксации нарушений скоростного режима движения автомобильного транспорта (патент РФ №110856, МПК G08G 1/054, опубл. 27.11.2011), содержащее по меньшей мере два регистратора, каждый из которых включает в себя по меньшей мере один компьютер и видеокамеру и выполнен с возможностью захвата изображения транспортного средства, при этом каждый регистратор оснащен приемником глобальной спутниковой навигационной системы для связи с глобальной спутниковой навигационной системой и выполнен с возможностью определения своих географических координат и синхронизации времени, причем дополнительно компьютер через межсетевой экран с криптопровайдером связан с адаптером и модемом, который через систему связи оператора посредством сети передачи данных соединен с вычислительным центром, выполненным с возможностью вычисления скорости транспортного средства по данным, получаемым с по меньшей мере двух регистраторов, причем криптопровайдер установлен с возможностью защиты регистратором обрабатываемых данных электронно-цифровой подписью.
В указанном устройстве расстояние между двумя смежными рубежами контроля определяют на основании данных системы спутниковой навигации, что ограничивает возможности использования данного устройства на участках дорог, имеющих повороты и перепады высот, а также может привести к значительным погрешностям при вычислениях средней скорости. Кроме того, для работы устройства требуется установка компьютера и приемника GPS при каждой видеокамере, что увеличивает расходы.
Известно устройство фиксации нарушений скоростного режима движения автомобильного транспорта (патент РФ №101243, МПК G08G 1/052, опубл. 10.01.2011), содержащее два компьютерных блока, установленных на границах участка дороги заданной длины, оборудованных видеокамерами, предназначенными для передачи данных в компьютерные блоки для распознавания автомобильных номеров, а также канал связи между первым и вторым компьютерными блоками.
Указанное устройство требует установки компьютера на каждом рубеже контроля, работающего в паре с видеокамерой, а также передачу информации от одного компьютера к другому, что значительно повышает затраты при контроле нескольких последовательных участков на протяженной трассе. Кроме того, отсутствие временной синхронизации видеокамер может негативно повлиять на точность работы устройства и достоверность полученных данных.
Техническим результатом заявленной полезной модели является создание устройства автоматизированного контроля скоростного режима автотранспорта на участке, характеризующегося расширенной географией использования, независимо от рельефа местности и конфигурации участка дороги, повышенной точностью и надежностью работы независимо от протяженности контролируемых участков дороги, низкими затратами на эксплуатацию и обслуживание.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство автоматизированного контроля скоростного режима автотранспорта на участке включает по меньшей мере две видеокамеры и компьютер, при этом видеокамеры установлены на границах контролируемого участка, имеют вход внешней синхронизации или встроенный счетчик кадров и соединены с компьютером каналом передачи данных, а компьютер включает блок синхронизации, отвечающий за временную синхронизацию видеокамер с компьютером, программно-аппаратные средства, отвечающие за распознавание ГРЗ транспортного средства на основании информации, полученной от видеокамер, вычисление средней скорости движения транспортного средства на контролируемом участке, а также модуль памяти.
Для синхронизации внутреннего времени системы с глобальным временем устройство может быть дополнительно оборудовано приемником глобальной навигационной системы.
Для повышения доказательной значимости получаемой информации, устройство может быть дополнительно оборудовано по меньшей мере одной обзорной видеокамерой, установленной в пределах контролируемой зоны.
В состав устройства может входить до 8 и более видеокамер, размещенных на смежных рубежах контроля. В случае необходимости, на одном рубеже контроля может быть установлено две и более видеокамеры, например для контроля нескольких полос движения или автотранспорта, движущегося в противоположном направлении.
Сущность полезной модели поясняется на Фиг. 1 и Фиг. 2
На Фиг. 1 показана общая структурная схема устройства.
Заявленное устройство представляет собой систему, включающую следующие основные элементы:
- компьютер, содержащий средства обработки информации, блок синхронизации и модуль памяти, и
- видеокамеры, установленные на границах контролируемого участка дороги и соединенные с компьютером каналом передачи данных.
Дополнительно заявленное устройство может включать приемник глобальной навигационной системы для внешней временной синхронизации системы.
На Фиг. 2 показаны варианты размещения видеокамер на рубежах контроля.
Вариант 1 - наиболее простой, две видеокамеры размещены на двух рубежах и контролируют движение автотранспорта в одном направлении.
Вариант 2 - на каждом рубеже контроля установлено по две видеокамеры, контролирующие движение автотранспорта в обоих направлениях.
Вариант 3 - на нескольких последовательных рубежах контроля установлено по одной видеокамере для контроля движения автотранспорта на смежных участках в одном направлении.
Приведенные варианты размещения видеокамер являются лишь иллюстрацией практической реализации и никак не ограничивают возможные варианты применения заявленного устройства в каждой конкретной ситуации.
В заявленном устройстве компьютер (сервер) содержит программно-аппаратные средства, обеспечивающие функции обработки информации, поступающей от видеокамер (захват изображения транспортного средства, распознавание ГРЗ ТС, изображенного на кадре) и ее использование для вычисления средней скорости движения транспортных средств на участке.
В компьютере находится модуль памяти, в который стекается как первичная информация от видеокамер, так и результаты ее обработки. Также в модуле памяти содержатся данные обо всех видеокамерах, их расположении, расстоянии между ними и других параметрах, необходимых для выполнения указанных функций устройства (предельно допустимая скорость движения транспортных средств на контролируемых участках и др.).
Блок синхронизации, входящий в состав компьютера, представляет собой устройство на основе микроконтроллера, которое отвечает за временную синхронизацию работы видеокамер с компьютером. При получении команды на «старт синхронизации», блок синхронизации подает синхроимпульс видеокамерам для синхронного запуска, и одновременно отправляет в компьютер отметку точного времени старта. Таким образом, осуществляется привязка первого кадра каждой видеокамеры к временной шкале.
Кроме того, блок синхронизации обеспечивает возможность получения на вход сигналов приемника глобальной навигационной системы, которым может быть оснащено заявленное устройство. В этом случае указанный блок также будет выполнять функцию синхронизации внутреннего времени системы с глобальным временем по спутнику.
В заявленном устройстве могут быть использованы как аналоговые (с внешней синхронизацией), так и цифровые (типа GigE, со встроенным счетчиком кадров) видеокамеры. Вход внешней синхронизации позволяет синхронизировать несколько однотипных видеокамер при помощи одного синхросигнала (одним синхроустройством, т.е. блоком синхронизации). Таким образом, аналоговые видеокамеры по внешнему сигналу синхронизации начинают единовременно формировать видеокадры. А поскольку межкадровый интервал имеет стабильную частоту, то компьютер просто считает входящие кадры с каждой камеры, и благодаря точному межкадровому интервалу обеспечивает точную привязку каждого кадра к единой временной шкале.
У цифровых камер типа GigE встроенный счетчик независимо записывает номер кадра в метаданные каждого кадра. В этом случае также требуется синхронизировать видеокамеры извне (сделать запуск формирования кадров внешним сигналом) с помощью блока синхронизации.
Ниже приведено описание работы заявленного устройства.
На границах контролируемого участка с известными ограничениями скоростного режима для автотранспортных средств устанавливают одну или более видеокамер таким образом, чтобы через их зону контроля проезжали ТС с видимым ГРЗ (передним или задним). Каждую видеокамеру соединяют каналом передачи данных с компьютером.
Осуществляют настройку и калибровку видеокамер, чтобы вычислить длину участка дороги в зоне контроля каждой видеокамеры на каждом рубеже, а программное обеспечение устройства позволило рассчитать расстояние в зоне контроля от ГРЗ ТС в произвольном месте до въезда и до выезда из зоны контроля.
В модуль памяти предварительно заносят места установки рубежей (расстояния между видеокамерами), а также значения максимально допустимой скорости на каждом контролируемом участке дороги. Видеокамер может быть 8 и более. Также предварительно производится настройка видеокамер на рубежах (градуировка - для точного определения положения ГРЗ ТС в зоне контроля отдельной видеокамеры).
Производят установку точного времени устройства. Предпочтительно для этих целей используют приемник глобальной навигационной системы, который получает сигналы от спутника и формирует значение точного времени. Эти данные передаются в компьютер и блок синхронизации. При запуске программного обеспечения на компьютере, в блок синхронизации подается команда на запуск синхронизации видеокамер. При получении команды на старт, блок синхронизации подает синхроимпульс видеокамерам для синхронного запуска, и одновременно отправляет в компьютер отметку точного времени старта.
С помощью видеокамер производят фиксацию ТС (на кадре фиксируется положение ГРЗ в зоне контроля, вычисляется расстояние от ГРЗ до начала/конца зоны контроля), фиксацию времени, и распознавание ГРЗ ТС. Каждая видеокамера фиксирует ТС в зоне контроля несколько раз, в зависимости от его скорости движения, но для расчетов и доказательной базы программа выбирает 1 кадр, на котором хорошо виден ГРЗ и само ТС. Именно для этого кадра фиксируется время и положение ТС для последующего расчета средней скорости.
В случае фиксации ТС с одним и тем же ГРЗ двумя разными видеокамерами, программное обеспечение анализирует взаимное расположение видеокамер и вычисляет среднюю скорость проезда ТС, как отношение пройденного им пути к затраченному на это времени. При этом пройденный путь вычисляется как расстояние между видеокамерами плюс пройденное расстояние в каждой зоне контроля, рассчитанное индивидуально для каждого ТС. Время вычисляется как разница времени въезда (на видеокадре на рубеже въезда) и времени выезда (на видеокадре на рубеже выезда).
Расстояние от начала зоны контроля до конца зоны контроля измеряют с помощью измерителя пройденного пути, например дорожным колесом (курвиметром) или лазерным измерителем расстояний. Полученное значение не меняется в процессе работы комплекса и используется для расчетов средней скорости движения транспортных средств на контролируемом отрезке дороги (с учетом вышеуказанных поправок для каждого ТС). Данное измеренное значение полностью учитывает конфигурацию и профиль дороги, что обеспечивает высокую точность измерения пройденного пути, а следовательно, и средней скорости.
На каждом рубеже контроля производится фиксация всех проезжающих ТС. Для каждого ТС в модуле памяти компьютера сохраняется следующая информация:
- фото ТС,
- идентификатор рубежа контроля (видеокамеры),
- распознанный ГРЗ,
- дата и время фиксации.
Данная информация сохраняется в модуле памяти и подвергается дальнейшей обработке на компьютере. С помощью специальных программно-аппаратных средств выявляют и фиксируют нарушения скоростного режима автотранспортных средств на контролируемом участке.
В случаях выявления превышения допустимой скорости движения ТС компьютер формирует пакет доказательных материалов:
- две фотографии ТС, зафиксированного на смежных рубежах (границах контролируемого участка),
- распознанный ГРЗ ТС,
- дата и время фиксации на каждом рубеже,
- информация о расположении рубежей и о расстоянии между рубежами, а также об ограничении средней скорости на данном участке дороги,
- измеренная (фактическая) средняя скорость на данном участке дороги.