УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ СКОРОСТНОГО РЕЖИМА АВТОТРАНСПОРТА

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. 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.
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.
Недостатком указанного устройства является невозможность получения достоверных данных о нарушениях скоростного режима автотранспортных средств на относительно коротких участках дороги (в несколько сот метров). Значительная погрешность в расчетах не позволяет использовать устройство в таких условиях. 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 при каждой видеокамере, что значительно повышает затраты. Кроме того, отсутствие временной синхронизации видеокамер может негативно повлиять на точность работы устройства и достоверность полученных данных.
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.
Указанное устройство для измерения скорости движения транспортных средств использует радиолокатор, испускающий радиосигналы, которые могут быть зафиксированы специальными средствами (радар-детекторами) участников дорожного движения. Это значительно снижает эффективность работы системы.
Техническим результатом заявленной полезной модели является создание устройства автоматизированного контроля скоростного режима автотранспорта, характеризующегося повышенной точностью и надежностью работы, низкими затратами на эксплуатацию и обслуживание.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство автоматизированного контроля скоростного режима автотранспорта включает по меньшей мере две видеокамеры, компьютер и приемник глобальной навигационной системы, при этом видеокамеры расположены на одном рубеже контроля внутри единого корпуса, первая видеокамера установлена с возможностью фото-видеофиксации транспортных средств на дальней границе контролируемого участка, а вторая видеокамера установлена с возможностью фото-видеофиксации транспортных средств на ближней границе контролируемого участка, компьютер включает блок синхронизации, модуль памяти и программно-аппаратные средства, обеспечивающие возможность идентификации ТС, пересекающих границы контролируемого участка путем распознавания их ГРЗ, вычисление расстояния от видеокамер до идентифицированных транспортных средств, вычисление средней скорости движения транспортных средств на контролируемом участке и фиксацию нарушений.
В некоторых вариантах осуществления заявленное устройство может быть дополнительно оборудовано обзорной видеокамерой, предназначенной для получения обзорных кадров. Эти кадры могут быть использованы в качестве дополнительной доказательной базы при фиксации нарушений.
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 1 и 2, установленные в едином корпусе с возможностью фото-видеофиксации транспортных средств в пределах контролируемого участка дороги,
- приемник глобальной навигационной системы.
На Фиг. 2 показана схема установки устройства вдоль дорожного полотна и зоны визуального контроля видеокамеры 1 и 2 в пределах контролируемого участка дороги.
Устройство, представляющее собой моноблок, содержит в едином корпусе две видеокамеры с объективом, компьютер и навигационный приемник. Внутри корпуса видеокамеры размещены относительно друг друга определенным образом - так, что при установке устройства на обочине прямолинейного участка дороги первая видеокамера фиксирует транспортные средства, пересекающие дальнюю границу контролируемого участка дороги (100-150 м от устройства), а вторая видеокамера фиксирует транспортные средства, пересекающие ближнюю границу контролируемого участка дороги (20-50 м от устройства). В этих целях предпочтительно используют длиннофокусную и короткофокусную видеокамеры, соответственно.
Для синхронизации внутреннего времени системы с глобальным временем устройство оборудовано приемником глобальной навигационной системы.
Компьютер 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 контролируемом участке дороги. Программно-аппаратные средства, в частности, обеспечивают вычисление расстояния от видеокамеры до ТС по видеокадру, в отношении которого выполняется распознавание ГРЗ. Данное расстояние определяют с учетом предварительно полученных параметров калибровки (фокусное расстояние видеокамеры, размер матрицы видеокамеры) по видеокадру (изображение ГРЗ в кадре, размер ГРЗ в пикселах на кадре, реальный размер пластины ГРЗ по ГОСТу) вычисляет дальность от устройства до ТС.
В компьютере находится модуль памяти, в котором собирается и хранится первичная информация от видеокамер и результаты ее обработки. Также в модуле памяти содержатся данные о предельно допустимой скорости движения транспортных средств на контролируемом участке и других параметрах, необходимых для выявления и фиксации нарушений скоростного режима автотранспортных средств.
Блок синхронизации, входящий в состав компьютера, представляет собой устройство на основе микроконтроллера, которое отвечает за 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 также оснащено заявленное устройство. В этом случае указанный блок также выполняет функцию синхронизации внутреннего времени системы с глобальным временем по спутнику.
В заявленном устройстве приемник сигналов глобальной навигационной системы представляет собой смарт-антенну, принимающую от спутников Глобальной Навигационной Спутниковой Системы сигналы для синхронизации времени, и выдающую значения точного времени, а также точный секундный импульс (PPS - pulse per second).
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 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.
Видеокамера 1 - длиннофокусная, предназначена для фото-видеофиксации ТС на расстоянии 100-150 м от точки установки устройства.
Видеокамера 2 - короткофокусная, производит фиксацию ТС на расстоянии 20-50 м от точки установки устройства.
Ниже приведено описание работы заявленного устройства.
Вначале осуществляют предварительную калибровку устройства на калибровочном стенде. В процессе калибровки определяются такие параметры видеокамер, как фокусное расстояние, физические размеры матриц (ширина, высота). Внутри устройства видеокамеры устанавливаются таким образом, чтобы при установке устройства на обочине дороги на высоте 1,0-1,5 м, на прямолинейном участке, в кадр видеокамеры 1 попадали ТС, проезжающие по дороге на расстоянии 100-150 м, а в кадр видеокамеры 2 попадали ТС, проезжающие по дороге на расстоянии 20-50 метров от устройства (см. Фиг. 2).
Перед началом работы устройство устанавливают на обочине вдоль прямолинейного участка дороги.
Производят установку точного времени. 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.
Каждое ТС, проезжающее по данному участку дороги, последовательно пересекает сначала дальнюю границу контролируемого участка - зону контроля видеокамеры 1 (за 100-150 м от устройства), затем по мере приближения пересекает ближнюю границу контролируемого участка - зону контроля видеокамеры 2 (за 20-50 м от устройства).
В каждой зоне контроля в процессе движения ТС каждая видеокамера формирует несколько кадров с изображением ТС (количество кадров различается в зависимости от скорости движения ТС - чем быстрее, тем меньше кадров). Для каждого кадра сохраняется время его формирования, а также при наличии в кадре изображения ГРЗ производится распознавание символов ГРЗ и вычисляется расстояние от точки установки устройства до ТС.
После выхода ТС из зоны контроля видеокамеры 2, система осуществляет анализ всех кадров, и производит расчет средней скорости движения ТС на контролируемом участке дороги, включающем зоны контроля обеих видеокамер, а также участок дороги между зонами контроля видеокамер.
В случае фиксации ТС с одинаковым ГРЗ двумя разными видеокамерами, программное обеспечение анализирует расстояние, пройденное ТС между двумя фото-видеофиксациями и вычисляет среднюю скорость ТС, как отношение пройденного им расстояния к затраченному на это времени.
Каждая видеокамера производит фото-видеофиксацию 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.