Система обеспечения безопасности пешеходного перехода и способ реализации системы
SYSTEM FOR ENSURING SAFETY OF A PEDESTRIAN CROSSING AND METHOD FOR IMPLEMENTION OF THE SYSTEM

Область техники
[0001]
Настоящие изобретение относится к системам дорожных сигнальных установок, в частности к системам обеспечения безопасности пешеходного перехода и способу реализации системы.
[0002]
На данный момент в Российской Федерации сохраняет актуальность вопрос безопасности человека как на регулируемом, так и на нерегулируемом пешеходном переходе. Ключевым фактором указанных нарушений со стороны водителей является невнимательность и безнаказанность при совершении нарушений правил дорожного движения на пешеходных переходах.
Уровень техники
[0003]
Из уровня техники, в части аналогов для способа и устройства предупреждения нарушений, известно техническое решение, раскрытое в патенте на изобретение №2506368 (опубликован: 10.11.2013 г., МПК: E01F 9/00). Данное изобретение описывает способ оповещения водителей о наличии пешеходов на пешеходном переходе, включающий освещение пешеходного перехода, отличающийся тем, что освещение пешеходного перехода осуществляют видимым, независимо от времени суток, светом при помощи светодиодного прожектора, при этом изменение освещения осуществляют по сигналу, по меньшей мере, одного средства обнаружения пешехода на пешеходном переходе, при этом в обоих случаях световой поток прожектора пропускают через рамку-трафарет, имитирующую при прохождении через нее светового потока на поверхности пешеходного перехода разметку «Зебра», при этом осуществляют дополнительное оповещение водителей при помощи, по меньшей мере, одного окна, имитирующего сигнал светофора, обращенного в сторону приближающегося транспорта, причем цвет света освещения пешеходного перехода и окна светофора при появлении пешехода на пешеходном переходе меняют с разрешающего на запрещающий.
[0004]
Недостатком данного технического решения является постоянно работающий источник света (разрешающий или запрещающий сигнал). Также в данном решении используется датчик движения, который имеет ограниченный функционал. Более того, не раскрыт механизм отделения объекта пешеход и транспортное средство, что повлечет нарушению работы указанного устройства в силу его включения при активации датчика движения любым объектом. Данный аналог также имеет недостатки, заключающиеся в необходимости приобретения, монтажа и обслуживания дополнительного оборудования, поздние и ложные срабатывания системы в связи с отсутствием возможности гибкой настройки зон пешеходного перехода и правил фиксации нарушений.
[0005]
Из уровня техники известна полезная модель, раскрытая в патенте №146165 (опубликован: 10.10.2014 г., МПК: G08G 1/00, G08G 1/01). Аналог представляет собой систему определения нарушений правил дорожного движения при проезде перекрестка, содержащую, по меньшей мере, одну светофорную камеру, по меньшей мере, одну обзорную камеру и средство передачи данных, соединенные с электронно-вычислительным устройством, которое содержит память с управляющей программой, отличающуюся тем, что обзорная камера выполнена с возможностью формирования изображения зоны стоп-линии, включающей в себя полосы движения проезжей части встречного направления и расположенной между стоп-линией и ближайшей к ней воображаемой линией перекрестка, соединяющей противоположные начала закруглений проезжих частей, а также изображения зоны, расположенной за воображаемой линией перекрестка, соединяющей противоположные начала закруглений проезжих частей; светофорная камера выполнена с возможностью формирования изображения сигналов светофора, регулирующего движение транспортных средств, и одновременно изображения зоны стоп-линий и зоны, расположенной за воображаемой линией перекрестка; электронно-вычислительное устройство с помощью управляющей программы выполнено с возможностью получения и записи в память изображения с обзорной и светофорной камер, с возможностью распознавания на изображении со светофорной камеры индикации сигналов светофора, при этом определения времени начала и времени окончания индикации красного сигнала светофора одной фазы и времени наличия зеленого сигнала в дополнительной секции светофора, с возможностью распознавания государственного регистрационного знака транспортного средства (ГРЗ ТС) и государственного регистрационного номера транспортного средства на изображении с обзорной камеры и определения момента времени распознавания ГРЗ ТС, с возможностью определения нарушения транспортным средством правила дорожного движения "об остановке перед стоп-линией при запрещающем сигнале светофора", при распознавании ГРЗ ТС в зоне стоп-линии на изображении с обзорной камеры в момент времени между временем начала и временем окончания индикации красного сигнала светофора одной фазы, при одновременном отсутствии зеленого сигнала в дополнительной секции светофора для полосы движения, в которой находится транспортное средство; а также с возможностью определения нарушения транспортным средством правила дорожного движения "проезд на запрещающий сигнал светофора", при определении перемещения ГРЗ ТС в зоне стоп-линии на изображении с обзорной камеры во время индикации красного сигнала светофора, при одновременном отсутствии зеленого сигнала в дополнительной секции светофора для полосы движения, в которой находится транспортное средство, и последующего исчезновения ГРЗ ТС за воображаемой линией перекрестка, соединяющей противоположные начала закруглений проезжих частей, во время индикации красного сигнала светофора одной фазы, при одновременном отсутствии зеленого сигнала в дополнительной секции светофора для полосы движения, в которой находится транспортное средство; а также с возможностью формирования для транспортного средства нарушителя информации о факте нарушения правил дорожного движения "об остановке перед стоп-линией при запрещающем сигнале светофора" и "проезд на запрещающий сигнал светофора", при этом средство передачи данных выполнено с возможностью передачи информации о факте нарушения правил дорожного движения в удаленный центр обработки информации.
[0006]
Недостатком данной полезной модели является наличие двух камер (обзорной и светофорной камеры), что увеличивает издержки на их эксплуатацию, система неспособна работать при поломке или невозможности работы одной из камер. Более того, в отличие от заявляемого изобретения, отсутствуют устройства предупреждения и подсветки, а также возможность осуществления гибкой настройки зон пешеходного перехода и правил фиксации нарушений.
[0007]
Из уровня техники известна полезная модель, раскрытая в патенте №136214 (опубликован: 27.12.2013 г., МПК: G08G 1/00), которая описывает устройство видеофиксации и измерения скорости движения транспортного средства, содержащее размещенные на общем основании средство определения наличия транспортного средства, видеоблок, в состав которого входит видеокамера, и соединенный с ними процессорный блок, выполненный с возможностью определения скорости транспортного средства, а также средство электрического питания, подключенное к указанному средству определения наличия транспортного средства, видеоблоку и процессорному блоку, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, одно дополнительное средство определения наличия транспортного средства, разнесенное на фиксированное расстояние от указанного первого средства определения наличия транспортного средства и соединенное с процессорным блоком и средством электрического питания, средства определения ориентированы поперечно направлению движения транспортного средства, а видеокамера ориентирована в направлении движения транспортного средства.
[0008]
Однако, данная полезная модель направлена исключительно на определение скорости движения транспортного средства, не имеет систему подсветки, удаленного управления, также направлена на фиксацию правонарушений, связанных с превышением установленного скоростного режима, что делает ее неприменимой для правонарушений, связанных с безопасностью пешеходов. Также не представляется возможным гибкая настройка зон пешеходного перехода и правил фиксации нарушений.
[0009]
Из уровня техники, в части аналогов для способа и устройства предупреждения нарушений, известен патент №161004 на полезную модель (опубликован: 10.04.2016 г., МПК: G08G 1/01). Данный патент раскрывает техническое решение, состоящее из по меньшей мере одного портативного индивидуального устройства фотофиксации, оборудованного навигационным модулем, блоком управления и визуализации, блоком хранения данных, автономным источником электропитания и модулем беспроводной связи, и выполненного с возможностью беспроводной передачи данных на удаленный сервер, отличающееся тем, что портативное индивидуальное устройство содержит по меньшей мере одну фотокамеру, при этом в состав системы входит блок обработки информации, который включает модуль, выполненный с возможностью распознавания зафиксированного на месте нарушения государственного регистрационного знака и идентификации транспортного средства нарушителя, модуль, выполненный с возможностью определения типа дорожно-транспортного нарушения на основании информации об ограничениях в данной зоне, и модуль, выполненный с возможностью определения адреса места зафиксированного нарушения по навигационным данным и данным, полученным в ходе анализа обзорных кадров. Данное техническое решение имеет следующие недостатки: во-первых, направлено только на выявление правонарушений, совершаемых транспортными средствами без участия человека. Во-вторых, в опубликованном тексте патента не раскрывается механизм, алгоритм или способ выявления правонарушений с учетом анализа получаемой информации. В-третьих, данная полезная модель не обладает элементами, которые могли бы обеспечить освещение и предупреждение водителей транспортных средств о наличии пешехода на пешеходном переходе. Также указанный аналог не имеет возможности гибкой ситуативной настройки правил дорожного движения.
[0010]
Из уровня техники известен патент №164432 на полезную модель (опубликован: 10.04.2016 г., МПК: G08G 1/01). Данным патентом охраняется устройство автоматической фотовидеофиксации нарушений не предоставления преимущества пешеходу на нерегулируемом пешеходном переходе, содержащее выполненные с возможностью установки на неподвижной опоре вблизи пешеходного перехода две камеры - распознающую и обзорную, ИК-прожектор и блок обработки информации, распознающая камера выполнена с возможностью выявления и фиксации государственного регистрационного знака транспортного средства, а обзорная камера выполнена с возможностью выявления пешеходов, камеры связаны с блоком обработки информации, который содержит модуль идентификации транспортного средства по ГРЗ по видеокадрам, полученным от распознающей камеры, модуль определения скорости движения транспортных средств, блок памяти, модуль выявления пешеходов в зоне пешеходного перехода путем анализа изображения, полученного от обзорной камеры, навигационный модуль для определения времени события и координат места, а также модуль совмещения изображений, полученных от обеих камер, и формирования фото и/или видеоматериала с доказательством нарушения. Однако, недостатком данной полезной модели по сравнению с заявляемым техническим решением является наличие двух камер, что увеличивает затраты на изготовление, монтаж и последующее поддержание устройства. Также данное устройство не имеет источников света для предупреждения водителей и освещения пешеходного перехода. Еще одним недостатком данного устройство является то, что все компоненты устройства связаны между собой и находятся в конструктивном единстве и могут быть выполнены в едином корпусе. То есть отсутствует возможность размещения блока управления и сервера в разных местах. Также сам процесс определения наличия/отсутствия правонарушений основывается на совпадения двух событий - скорость пешехода снизилась вплоть до остановки при нахождении его на проезжей части в области перехода, а транспортное средство пересекло траекторию движения пешехода перед пешеходом (т.е. в том месте траектории пешехода, где он еще не был). Однако, возможны случаи, когда пешеход по невнимательности не сбавил скорость движения, а транспортное средство осуществило переезд пешеходного перехода без наезда на пешехода. В таком случае система правонарушение не зафиксирует. Как следствие, представленный аналог не выполняет полноценно функцию по фотовидеофиксации нарушений не предоставления преимущества пешеходу на нерегулируемом пешеходном переходе. Также отсутствует возможность осуществления гибкой настройки зон пешеходного перехода и правил фиксации нарушений.
[0011]
Из уровня техники известно изобретение, раскрытое в патенте №2480841 (опубликован: 24.07.2013 г., МПК: G08G 1/01). Указанный аналог раскрывает способ регистрации нарушений правил дорожного движения, в котором производят средствами видеофиксации захват изображения заданного участка дороги с движущимися транспортными средствами, передают данные в электронно-вычислительное устройство по имеющимся каналам связи, производят обработку данных о движении транспортных средств и дорожной обстановке автоматическими программными средствами, сравнивают полученные данные о движении транспортных средств с допустимыми по правилам дорожного движения на данном участке дороги, производят автоматическую квалификацию и фиксацию нарушений правил дорожного движения и нештатных ситуаций с идентификацией конкретных нарушителей правил дорожного движения, отличающийся тем, что в качестве средства видеофиксации используют две или более видеокамеры, которые располагают на заданном расстоянии относительно друг друга таким образом, чтобы они снимали один и тот же участок дороги с транспортными средствами, при этом обработку данных о движении транспортных средств производят с применением трехмерной реконструкции заданного участка дороги с транспортными средствами по изображениям указанных видеокамер и определением трехмерного положения транспортного средства относительно дороги, по которой перемещается указанное транспортное средство, причем для определения трехмерной реконструкции заданного участка дороги с транспортными средствами в абсолютном масштабе расстояний используются набор двух или более контрольных точек заданного участка дороги или транспортного средства, абсолютные расстояния между которыми заранее известны. Однако явным недостатком по сравнению с заявляемым изобретением является наличие по крайней мере двух камер для фиксации нарушений, что подразумевает собой дополнительные затраты на их эксплуатацию и ремонт. Также данный патент не описывает механизм и алгоритм определения нарушений правил дорожного движения, не имеет устройств и систем предупреждения. Также данное изобретение не предусматривает детектирование человека, только транспортное средство при определенных обстоятельствах.
[0012]
Ближайшим аналогом заявитель считает патент на №2587662 (опубликован: 20.06.2016 г., МПК: G08G 1/054, G08G 1/017). Данный аналог, являющийся изобретением «Автоматизированная система выявления нарушений правил дорожного движения при проезде перекрестка, железнодорожного переезда или пешеходного перехода», представляет собой автоматизированную систему контроля дорожно-транспортной обстановки и выявления нарушений правил дорожного движения при проезде перекрестка, железнодорожного переезда или пешеходного перехода, содержащую по меньшей мере одну распознающую телекамеру, выполненную с возможностью формирования видеоизображения, включающего в себя вид транспортного средства спереди и перекресток с примыкающими к нему территориями, подлежащими контролю, по меньшей мере одну обзорную телекамеру, выполненную с возможностью формирования видеоизображения, включающего в себя вид транспортного средства сзади, сигнал светофора и перекресток с примыкающими к нему территориями, подлежащими контролю, по меньшей мере один процессорный блок, выполненный с возможностью получения записи, хранения и передачи данных о произошедших нарушениях правил дорожного движения «об остановке перед стоп-линией при запрещающем сигнале светофора» и «проезд на запрещающий сигнал светофора» на удаленный сервер обработки информации по беспроводному или проводному каналу передачи данных, а также распознавания государственных регистрационных знаков транспортных средств, и по меньшей мере один модуль связи, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по меньшей мере один радиолокационный модуль, выполненный с возможностью измерения скорости, дальности и азимутального угла положения транспортного средства и связанный по меньшей мере с одной распознающей телекамерой и по меньшей мере одним процессорным блоком, при этом процессорный блок выполнен с возможностью вычисления траекторий движения транспортных средств в зоне контроля, выполняемого на основе данных, полученных с телекамер, и раздельно на основе данных, полученных с радиолокационного модуля с последующим наложением результатов вычислений и их совместной обработки.
[0013]
Однако, данная система имеет следующие недостатки: наличие двух камер для осуществления фиксации нарушений, что, как было указано выше, требует дополнительных расходов; расположение камер на обочине рядом с проезжей частью, что увеличивает риск перекрытия обзора камеры крупногабаритными транспортными средствами; в данной системе отсутствует устройство предупреждения правонарушений, и сам этап предупреждения правонарушений не предусмотрен алгоритмом работы системы, несмотря на то, что данная система фиксирует правонарушения, исходя из опубликованного описания, следует, что ключевым фактором фиксации нарушений на пешеходном переходе является запрещающий транспортным средствам движение сигнал светофора. То есть использование данного изобретения на нерегулируемом перекрёстке не представляется возможным. Также не расписан и не предусмотрен этап фиксации пешехода как объекта системой. В связи с чем, данная система имеет значительные недостатки и способна работать только в определенных, очень узких, условиях. Более того не представляется возможным настройка зон пешеходного перехода и правил фиксации нарушений.
Термины и сокращения
[0014]
Источник освещения – устройство, содержащее одну или несколько ламп, светодиодов, лазерных источников света и светотехническую арматуру, перераспределяющую их свет и (или) преобразующую его структуру и предназначенное для освещения или сигнализации, например, светильник, светофор, фонарь, прожектор, проектор, источник отраженного света, светодиодное обрамление дорожного знака, информационное табло с изображением на ней надписью или рисунком, знаком, символом, силуэтом, светодиодной ленты, лазерного источника света.
[0015]
Транспортное средство (ТС) – устройство, предназначенное для перевозки по дорогам людей, грузов или оборудования, установленного на нем. Например, легковые автомобили, грузовые автомобили, автобусы, микроавтобусы.
[0016]
Движущийся объект – физическое тело, осуществляющее перемещение в пространстве, при этом, в рамках заявки, являющееся человеком или ТС.
[0017]
Пешеход - лицо, находящееся вне транспортного средства на дороге, либо в ее непосредственной близости, в зоне контроля.
[0018]
ПДД – правила дорожного движения.
[0019]
ПО – программное обеспечение;
[0020]
ИИИ – источник инфракрасного излучения;
[0021]
Зона контроля – ограниченный участок дороги, на котором осуществляется получение изображения видеокамерой и на котором происходит определение программным обеспечением соответствия ситуации по крайней мере одному из заложенных сценариев для определения возможного нарушения ПДД. Длина зоны контроля (вдоль полосы движения ТС) не менее 2 метров. Зона контроля определяется условиями размещения и техническими возможностями видеокамеры.
[0022]
Зона пешеходного перехода – ограниченный участок дороги, задаваемый оператором, который может включать в себя весь или ограниченный участок пешеходного перехода, прилежащую к пешеходному переходу часть (обочина, тротуар), и на котором также может происходить определение программным обеспечением соответствия ситуации по крайней мере одному из заложенных сценариев для определения возможного нарушения ПДД.
[0023]
Облачное хранилище данных – удаленный сервер для хранения данных.
[0024]
Оператор – человек, который задает зону пешеходного перехода и осуществляет настройку параметров системы.
Сущность изобретения
[0025]
Задачей настоящего изобретения является повышение безопасности пешеходных переходов, снижение количества нарушений правил дорожного движения на пешеходных переходах, снижение рисков создания указанных ситуаций.
[0026]
Данная задача решается заявляемым изобретением за счет достижения таких технических результатов, как повышение эффективности предупреждения водителей о наличии пешехода на пешеходном переходе или приближения к нему путем подачи светового сигнала, в том числе благодаря уменьшению количества ложных срабатываний системы, повышению точности определения нарушения правил предоставления преимуществ пешеходу и иных правил дорожного движения относительно поведения водителей транспортных средств на пешеходном переходе.
[0027]
Заявленные технические результаты достигаются за счет того, что заявленное изобретение, являющееся системой обеспечения безопасности пешеходного перехода, включает, по крайней мере, один источник освещения, по крайней мере, один источник энергии, по крайней мере, один блок управления, функционально соединенный с сервером с программным обеспечением, выполненный с возможностью подачи сигнала на изменение режима работы источника освещения, по крайней мере, одну видеокамеру, выполненную с возможностью передачи изображения на блок управления, при этом сервер выполнен с возможностью: на основании полученного от блока управления изображения детектирования объектов «пешеход» и «транспортное средство» в зоне контроля, определения траектории движения объектов «пешеход» и «транспортное средство» в зоне контроля, определения местоположения объектов «пешеход» и «транспортное средство» в зоне контроля, определения скорости объектов «пешеход» и «транспортное средство» в зоне контроля, задавания зоны пешеходного перехода для определения в ней нарушений правил проезда пешеходного перехода на основании данных о траектории движения объектов «пешеход» и «транспортное средство».
[0028]
При этом возможно применение алгоритмов машинного обучения.
[0029]
При этом видеокамера может располагаться на расстоянии не менее 2 метров после пешеходного перехода по ходу движения транспортных средств, при этом направлена навстречу потоку движения транспортных средств.
[0030]
При этом сервер выполнен с возможностью детектирования государственных регистрационных знаков транспортных средств, распознавания государственных регистрационных знаков транспортных средств.
[0031]
Взаимодействие элементов системы осуществляется программным обеспечением, находящимся на сервере, и реализуется по следующим этапам: видеокамера осуществляет передачу изображения в зоне контроля через блок управления на сервер с программным обеспечением, на основании полученного изображения сервер осуществляет следующие действия: детектирует движущийся объект как «пешеход» в зоне контроля, определяет траекторию движения объекта «пешеход» в зоне контроля, определяет местоположение объекта «пешеход» в зоне контроля, при определении попадания объекта «пешеход» в предварительно заданную с помощью сервера зону пешеходного перехода, сервер подает сигнал на блок управления, блок управления подает сигнал на источник освещения, происходит изменение режима работы источника освещения, при этом в заданной зоне пешеходного перехода определяют нарушение правил проезда пешеходного перехода на основании данных о траектории движения объектов «пешеход» и «транспортное средство».
[0032]
При этом функционал системы позволяет отличать человека, являющегося пешеходом, от человека, находящегося в транспортном средстве, что исключает ошибки при одновременном нахождении объектов «пешеход» и «транспортное средство» в зоне пешеходного перехода.
[0033]
Дополнительно, в случае появления в зоне контроля транспортного средства, дополнительно детектирует движущийся объект как «транспортное средство» в зоне контроля, дополнительно определяет траекторию движения объекта «транспортное средство» в зоне контроля, определяет местоположение объекта «транспортное средство» в зоне контроля, определяет скорость объекта «транспортное средство» и «пешеход» в зоне контроля, детектирует государственный регистрационный знак объекта «транспортное средство» в зоне контроля, распознает государственный регистрационный знак объекта «транспортное средство» в зоне контроля, определяет соответствие ситуации по крайней мере одному из заложенных сценариев для определения возможного нарушения ПДД на основании данных о траектории движения объектов «пешеход» и «транспортное средство, производят сохранение информации, выбранной программой в соответствии с ее настройками, на сервере для ее последующей передачи для принятия решения о нарушении ПДД.
[0034]
Возможно при функционировании сервера с программном обеспечении применение алгоритмов машинного обучения.
[0035]
Возможно определение местоположения объектов на каждом кадре в зоне контроля.
[0036]
Возможна дополнительно передача выбранной информации на один и более сервер.
[0037]
Сервер может быть выполнен с возможностью изменения настройки правил для определения нарушений правил проезда пешеходного перехода.
[0038]
Заявленное изобретение может иметь источник инфракрасного излучения, в том числе инфракрасный прожектор, который осуществляет подсветку государственных регистрационных знаков транспортного средства в темное время суток, либо в иных условиях, требующих достаточной подсветки для систем видеокамеры в целях последующего распознавания и фиксации.
[0039]
Возможно выполнение заявляемой системы, в которой источник инфракрасного излучения располагается над уровнем проезжей части и выполнен с возможность работы в активно-импульсном режиме. При этом он может быть расположен на одном кронштейне с видеокамерой. При этом может быть расположен в одном корпусе с видеокамерой.
[0040]
Возможно выполнение заявляемой системы, в которой сервер для распознавания, обработки и хранения данных может быть соединен с блоком управления беспроводной связью. Также возможно и проводное соединение, которое является приоритетным возможным вариантом реализации заявляемого технического решения. Также блок управления и сервер для распознавания обработки и хранения данных может располагаться в одном корпусе (шкафу) с блоком управления.
Описание чертежей
[0041]
На фиг. 1 представлены общая схема расположения элементов заявляемого изобретения с использованием одной видеокамеры.
[0042]
На фиг. 2 представлены общая схема расположения элементов заявляемого изобретения с использованием двух видеокамер.
[0043]
На фиг. 3 представлена схема расположения камеры на перекладине.
[0044]
На фиг. 4 представлен алгоритм работы системы с изменением режима работы источника освещения.
[0045]
На фиг. 5 представлен алгоритм работы системы с применением дополнительно модулей определения местоположения объектов, определения скорости объектов, определения нарушений правил проезда пешеходного перехода и сохранением информации для последующей передачи.
[0046]
Данные фигуры поясняются следующими позициями: 1 – перекладина, 2 – видеокамера, 3 – источник освещения, 4 – зона контроля, 5 – блок управления, 6 - зона пешеходного перехода, позиции 7 - 21 представлены далее по тексту.
Подробное описания изобретения
[0047]
В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.
[0048]
Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.
[0049]
Заявленная на регистрацию система обеспечения безопасности пешеходного перехода состоит из по крайней мере одного источника освещения (3), по крайней мере одного источника энергии, по крайней мере одной видеокамеры (2), блока управления (5), сервера, а взаимодействие элементов системы осуществляется с помощью блока управления (5) при помощи программного обеспечения, находящегося на сервере, и содержащего модуль детектирования объектов, модуль трекинга объектов, модуль определения местоположения объектов, при этом программное обеспечение обладает возможностью настройки правил функционирования системы. Дополнительно программное обеспечение может содержать модуль детектирования государственных регистрационных знаков транспортных средств, модуль распознавания государственных регистрационных знаков транспортных средств, модуль определения скорости объектов и модуль определения нарушений правил проезда пешеходного перехода.
[0050]
Источники освещения (3) могут быть выполнены в виде светильника, светофора, фонаря, прожектора, проектора, источника отраженного света, светодиодного обрамления дорожного знака, информационного табло с изображенной на нем надписью или рисунком, знаком, символом, силуэтом, светодиодной ленты, лазерного источника света которые осуществляют оповещение водителя и/или освещение пешеходного перехода. По общему правилу, источники освещения (3) осуществляют именно превентивную функцию оповещения водителя и/или освещения пешеходного перехода. Источник освещения (3) имеет достаточную мощность светового излучения, позволяющую подсвечивать и/или предупреждать водителя о наличии пешехода, начинает освещать пешеходный переход или подавать сигнал водителю, при попадании объекта «пешеход» в зону пешеходного перехода или приближения к ней. Также возможна работа источника освещения в фоновом режиме, однако, при наличии пешехода, он включается на большую мощность светового излучения, тем самым привлекая внимание водителя и/или освещая пешеходный переход.
[0051]
При реализации заявляемого изобретения могут быть использованы представленные источники освещения (3) как совместно, так и по отдельности. Основная их функция - создать условия для привлечения внимания водителей о приближении к пешеходному переходу, на котором находится человек или приближается к нему, за счет изменения режима работы источника освещения, в том числе его включении, увеличения мощности светового излучения или изменение характера работы.
[0052]
Источники освещения фиксируются к опоре или перекладине (1) любым известным для данных целей крепежным устройством. К источникам освещения в настоящей заявке относятся как источник освещения пешеходного перехода, так и источник освещения, выполняющий функцию предупреждения водителя. Возможно применение технического решения как с одним из указанных источников, так и с их сочетанием. Отсутствие конкретизации функции источника освещения означает, что описание относится к любому из источников освещения.
[0053]
Источник освещения (3), выполняющий функцию освещения пешеходного перехода, закреплен над пешеходным переходом или в его близи таким образом, чтобы обеспечить достаточное и полное освещение участка дороги повышенной опасности и переходящего её человека или приближающегося к пешеходному переходу. Такой источник освещения также может быть расположен на расстоянии не более 5 метров от границы проезжей части. Расстояние обусловлено используемыми источниками и мощностью светового излучения используемых источников освещения в данных устройствах для достижения технического результата. Более того, источник освещения может находиться непосредственно над пешеходным переходом.
[0054]
Источник освещения (3), выполняющий роль оповещения водителя, обращен навстречу движению потока транспортных средств. Он может быть закреплен на перекладине над проезжей частью дороги. Он может быть расположен на опоре на расстоянии не более 5 метров от границы проезжей части. Он может быть вынесен вперед по ходу движения автомобилей относительно пешеходного перехода вдоль проезжей части дороги для заблаговременного предупреждения водителей. Он также может быть вынесен назад по ходу движения автомобилей, относительно пешеходного перехода, вдоль проезжей части дороги, для предупреждения водителей находящихся в непосредственной близости к пешеходному переходу.
[0055]
Любой из источников освещения (3), либо один из них может быть вмонтирован в проезжую часть, тротуар, обочину или опора с источником освещения может быть вмонтирована в тротуар, обочину.
[0056]
Количество источников освещения (3) определяется исходя из ширины проезжей части, длины пешеходного перехода и его геометрии, качества искусственного освещения на данном участке дороги, а также с учетом иных факторов, которые могут повлиять на характер вождения водителей транспортных средств. Например, для проезжей части, состоящей из одной полосы движения, может быть использован 1 источник освещения. Для двухполосной проезжей части со встречным движением автомобилей необходимо использование, по крайней мере, 2 источника освещения, например, предупреждающий водителя и освещающий пешеходный переход.
[0057]
Источник освещения (3) обеспечивает должный эффект на водителя, так как находится в поле зрения водителя.
[0058]
Источники освещения (3) могут взаимодействовать с блоком управления как проводной, так и беспроводной связью, например, по радиоканалу, а источник энергии соединен с ними кабелем.
[0059]
В качестве источника энергии для работы видеокамеры (2), блока управления (5) и источника освещения (3) могут быть использованы солнечные батареи, которые фиксируются на опоре, соединены с указанными элементами через аккумулирующее устройство проводной связью. Установка такого вида энергоисточника обеспечивает снижения затрат на эксплуатацию изобретения.
[0060]
Тождественным образом в качестве энергоисточника может быть использована ветряная установка, обеспечивающая аккумулирование и передачу энергии указанным выше способом.
[0061]
Также в качестве источника энергии для функционирования системы может применяться сеть напряжением 220 Вольт или уличная сеть освещения и аккумуляторов.
[0062]
Источник энергии обеспечивает функционирование источников освещения, видеокамеры, блока управления, источника инфракрасного излучения и остальных элементов системы, требующих для своего функционирования электрическую энергию.
[0063]
Источник энергии может быть расположен на опоре, в непосредственной близости к устройствам потребления энергии.
[0064]
Взаимосвязь работы источников освещения (3) и сервера осуществляется блоком управления (5), располагающимся во всепогодном вандалостойком корпусе. В свою очередь данный корпус может быть расположен и зафиксирован на опоре, любыми известными и пригодными для целей фиксации данной конструкции креплениями. Блок управления (5) может находиться с сервером для распознавания, обработки и хранения данных в едином всепогодном вандалостойком корпусе, который обеспечивает защиту внутренних компонентов от нагревания, солнечных лучей, осадков, а также ограничивает физический доступ и исключает механические повреждения. Корпус может быть выполнен из стали толщиной от 0,5 мм. Может быть оборудован замком, утопленным в корпус блока: это, обеспечивает защиту механизма замка от воздействия внешних факторов. Снабжен креплениями, обеспечивающими простой монтаж – демонтаж. Имеет монтажную площадку для крепления к столбам и прочим внешним конструкциям.
[0065]
В то же время, связь, то есть передача информации о наличии пешехода или транспортного средства в зоне контроля, видеокамеры (2), сервера и блока управления может быть беспроводной, например, по радиоканалу, что предоставляет возможность расположения блока управления (5) в любом месте, имеющем источник электроэнергии.
[0066]
Сервером для распознавания, обработки и хранения данных является компьютер, состоящий из процессора, материнской платы, жесткого диска, видеокарты, корпуса с блоком питания и имеющий оперативную память. Сервер также может находиться удаленно в помещении, которое пригодно для его эксплуатации.
[0067]
Сервер должен иметь доступ к любому источнику питания электрической сети, а также в быстрой и беспрепятственной доступности для человека в целях осуществления ремонтных или корректирующих работ. Находясь в таком помещении, отсутствует необходимость в дополнительной антивандальной защите сервера, например, помещение его в единый корпус с блоком управления или в отдельный антивандальный короб. Указанный сервер может осуществлять сбор информации от видеокамер, обработки и передачи данных по протоколу TCP/IP. Также возможно использование и иных протоколов для передачи данных между устройствами заявляемой системы.
[0068]
Также сервер может находиться в облачном хранилище данных. В таком случае, ему не требуется подключение к источнику питания электрической сети, только функционирование облачного хранилища данных.
[0069]
Сервер содержит программное обеспечение, которое в свою очередь может содержать модуль детектирования объектов, модуль трекинга объектов, модуль детектирования государственных регистрационных знаков ТС, модуль распознавания государственных регистрационных знаков ТС, модуль определения местоположения объектов, модуль определения скорости объектов и модуль определения нарушений правил проезда пешеходного перехода. В оболочку программного обеспечения дописаны скрипты, запускаемые указанными модулями. При этом возможна настройка оператором условий проезда участка в зависимости от характеристик и особенностей проезжей части и прилегающих территорий. Например, оператор может добавить условие, при котором источники освещения включаются при наличии двух объектов в зоне пешеходного перехода: пешехода и ТС. Также возможно дополнительное определение в программном обеспечении зоны месторасположения пешеходного перехода для уменьшения количества ложных срабатываний системы. Для осуществления настройки работы системы, для определения зон пешеходного перехода и настройки правил обнаружения нарушений, оператор использует пользовательский интерфейс системы, не изменяя исходного кода системы. Параметры работы и определение зоны пешеходного перехода задаются оператором перед началом функционирования системы. В процессе работы могут вноситься необходимые корректировки параметров. Более того, для определения зоны пешеходного перехода, которая может включать в себя как пешеходный переход, так и прилегающие к проезжей части тротуары, обочины и т.д., и оценки скорости, траектории, местоположения, не требуется дополнительных устройств. Необходимый анализ и получение указанных параметров осуществляется на основе полученного от видеокамеры изображения с применением описанных модулей программного обеспечения.
[0070]
Модуль детектирования объектов и модуль распознавания государственных регистрационных знаков ТС могут содержать алгоритмы машинного обучения, в основе которой лежат сверточные нейронные сети. В настоящем изобретении в качестве реализации алгоритмов машинного обучения представлены алгоритмы, основанные на сверточной нейронной сети. Однако, это является частным случаем реализации и предполагается возможность реализации машинного обучения через иные методы: активное обучение, обучение с подкреплением и т.д. В настоящем изобретении используется оптимальная архитектура нейронной сети для решения указанных задач и достижения технического результата. В случае выявления ошибок в работе модулей может быть проведено дообучение нейронной сети. Данная особенность модулей позволяет проводить улучшение системы при функционировании в различных условиях размещения и эксплуатации, уменьшая количество ошибок, что способствует уменьшению количества ложных срабатываний системы.
[0071]
Модуль детектирования объектов автоматически определяет и классифицирует объекты в кадре изображения, передаваемого видеокамерой. Данный модуль способен детектировать объекты «пешеход» и «транспортное средство», относящиеся к классам человек, велосипед, мотоцикл, легковой автомобиль, автобус, грузовой автомобиль. Количество классов является расширяемым.
[0072]
Модуль трекинга объектов работает автоматически с использованием алгоритмов трекинга объектов на видео, передаваемого видеокамерой, и не зависит от класса объектов.
[0073]
Модуль распознавания и модуль детектирования государственных регистрационных знаков ТС автоматически определяет расположение и символы автомобильных государственных регистрационных знаков ТС на изображении, передаваемом видеокамерой.
[0074]
Модуль определения местоположения объектов определяет координаты объектов на каждом последующем кадре, переводя координаты на изображении (пиксели) в координаты на плоскости дороги, то есть преобразование перспективы происходит с учетом калибровки и угла обзора камеры.
[0075]
Модуль определения скорости объектов производит вычисление скорости на основе времени и координат объектов (местоположение), усредняется информация за несколько секунд движения.
[0076]
Модуль определения нарушений правил проезда пешеходного перехода осуществляет работу согласно правилам, заданным оператором, с учетом заданных зон пешеходного перехода. При этом данным модулем могут учитываться сведения о скорости объектов, что дает возможность гибкой настройки правила фиксации нарушения с учетом возможного пересечения траекторий объектов «пешеход» и «транспортное средство» и исключить ошибки при толковании дорожной ситуации системой.
[0077]
Перечисленные выше модули также могут содержать алгоритмы машинного обучения.
[0078]
Блок управления (5) может быть подсоединен к коммутатору. Коммутатор состоит из базовой платы и опционально устанавливаемых на нее оптических модулей, модемов SHDSL.bis и шлюзов. В качестве локального оборудования могут выступать отдельные ПК, сегменты сети Ethernet, IP видеокамеры, технологическое оборудование с портами Ethernet, другие коммутаторы или сетевое оборудование. Также возможно подключение к блоку управления при помощи коммуникатора.
[0079]
Установка блока управления (5) заключается в выборе места и способе монтажа. Блок управления (5) можно монтировать как на стену или иную плоскую поверхность, так и при помощи специального кронштейна на вертикальную опору круглого или граненого сечения при помощи хомутов или крепёжных лент. Класс защиты данного оборудования позволяет эксплуатировать его на улице без применения дополнительных мер защиты от воздействия факторов окружающей среды.
[0080]
Также над уровнем проезжей части располагается, по крайней мере одна видеокамера (2), которая может быть связана с блоком управления (5) как кабелем, так и по радиоканалу, и связана с источником энергии. В заявленном изобретении в качестве видеокамеры (2) может использоваться любая модель фотовидеофиксирующего устройства. Например, возможно использование видеокамеры высокого разрешения (от 2MPx) с возможностью режима записи с короткой выдержкой, а также с возможность стабилизации изображения (RollingShutter). Видеокамера (2) фиксируется на перекладине (1) и обращена на встречный поток движения транспортных средств таким образом, что в зону ее контроля (4) попадает пешеходный переход и зона подхода к пешеходному переходу, например, 1 метр от границы проезжей части, позволяя передавать изображение на сервер через блок управления для обработки изображения соответствующим программным обеспечением. Возможна установка двух и более видеокамер (2), исходя из ширины проезжей части, длины пешеходного перехода и его геометрии, качества –искусственного освещения на данном участке дороге, а также с учетом иных факторов, которые могут повлиять на характер вождения водителей транспортных средств.
[0081]
Например, установление минимум двух видеокамер (2) необходимо при двухстороннем движении потока транспортных средств. А одна видеокамера (2) может использоваться, например, при одностороннем движении по одной полосе движения. Также одна видеокамера (2) может использоваться для нескольких полос движения в одном направлении благодаря программному обеспечению с установленными модулями.
[0082]
Расстояние между опорой и перекладиной (1), на которой установлена видеокамера (2), и пешеходным переходом не должно составлять менее 2 метров. Данное расстояние обусловлено техническими характеристиками видеокамеры. Расстояние менее 2 метров, с учетом необходимого расположения видеокамеры на высоте от 4 до 10 метров на кронштейне, и её угла обзора, приведет к тому, что в зону контроля видеокамеры не будет попадать пешеходный переход, зоны подхода к пешеходному переходу и проезжей части дороги. В таком случае будет невозможно выполнение заявленным изобретение своего технического результата.
[0083]
Возможно включение видеокамеры, а также регулирование режима ее работы, удаленно, благодаря программному обеспечению и за счет возможности осуществления настройки работы системы оператором, не изменяя исходного кода системы.
[0084]
Видеокамера (2) может находиться в термокожухе, в котором также располагаются устройства грозозащиты, подогрева и блок питания видеокамеры.
[0085]
Источник инфракрасного излучения, например инфракрасный прожектор (ИИИ) предназначен для подсветки государственных регистрационных знаков ТС в темное время суток или в условиях недостаточной освещенности. Включение/выключение ИИИ контролируется встроенным датчиком освещенности, который включает ИИИ, при недостатке естественного освещения. Кроме того, в ИИИ обеспечивается активно-импульсный режим работы. Кратковременный импульс включения ИИИ осуществляется по каждому синхроимпульсу видеосигнала видеокамеры, что позволяет улучшить вероятность распознавания регистрационных знаков ТС, увеличить срок службы ИИИ, рационально расходовать энергопотребление, добиться стабильного, качественного изображения в ночное время.
[0086]
Конструктивно ИИИ может быть выполнен в герметичном корпусе со степенью защиты от воды и пыли, например, IР 65, и состоит из инфракрасных светодиодов, платы управления, разъемов питания, управления и синхронизации. ИИИ, как правило, устанавливается на одной перекладине с видеокамерой, что позволяет сбалансировать углы обзора видеокамеры и параметры установки источника инфракрасного излучения. Возможна установка ИИИ и видеокамеры на разных перекладинах. Однако, это может затруднить балансировку углов обзора, но в определенных случаях, например, в условиях туманной местности, ИИИ может быть расположено ближе к пешеходному переходу, чтобы обеспечить подсветку государственных регистрационных знаков транспортного средства в условиях невысокой видимости. Также возможно расположение видеокамеры и источника инфракрасного излучения в едином корпусе в целях минимизации рисков ошибок в работе системы, связанных с балансировкой углов видеокамеры и ИИИ на перекладинах. В заявленном решении возможно применение любого источника инфракрасного излучения, обеспечивающего подсветку транспортного средства в инфракрасном спектре излучения, например инфракрасного светильника, инфракрасного фонаря и т.д.
[0087]
Уровень светового излучения источника инфракрасного излучения, как в видимой, так и в невидимой областях спектра, является безопасным для человеческих глаз.
[0088]
Особенностью установки данного оборудования является, то, что видеокамера и источник инфракрасного излучения могут быть смонтированы на одном кронштейне.
[0089]
Кронштейн крепится на опорах освещения или иных конструкциях над полосой или полосами, по которым движется регистрируемый транспортный поток. Причём, видеокамера должна быть размещена таким образом, чтобы могла передавать изображение, в определённых для неё полосах движения заданных зон, приближающихся пешеходов к пешеходному переходу и переходящими по нему, проезжающее автотранспортные средства и их государственные регистрационные знаки, а источник инфракрасного излучения обеспечивать подсветку государственного регистрационного знака транспортного средства, в том числе в момент его фотовидеофиксации. Кронштейн должен располагаться на высоте не менее 4 и не более 10 метров от полотна проезжей части. При установке необходимо обеспечить высокую надёжность крепления кронштейна к несущей опоре, для минимизации колебаний видеокамеры под воздействием внешних факторов (ветер, вибрация и т.д.).
[0090]
В качестве питающего кабеля видеокамеры и источника инфракрасного излучения возможно использование медного провода.
Подробное описание способа
[0091]
Функционирование данного изобретения осуществляется следующим образом. Видеокамера (2) фиксируется на конструкции в виде опоры и перекладины (1) и связана с блоком управления (5), который в свою очередь связан с сервером для распознавания, обработки и хранения данных. Связь видеокамеры, сервера и блока управления (5) может быть беспроводной, что предоставляет возможность расположения блока управления (5) в любом месте, с учетом расстояния, при котором возможна передача информации от видеокамеры (2) блоку управления (5), от блока управления (5) серверу, и от блока управления (5) источнику освещения (3) по радиоканалу. Возможна и проводная связь указанных устройств.
[0092]
При появлении пешехода в зоне контроля, на основании полученного от видеокамеры изображения (7), программное обеспечение с применением модуля детектирования объектов, детектирует движущийся объект как «пешеход» в зоне контроля (8), модуль трекинга объектов определяет траекторию движения объекта «пешеход» в зоне контроля (9), модуль определения местоположения объектов определяет местоположение объекта «пешеход» в зоне контроля (10).
[0093]
При попадании объекта «пешеход» в зону пешеходного перехода (6), заданную оператором, при этом зона пешеходного перехода может быть искусственно увеличена оператором с целью заблаговременного оповещения системой о наличии пешехода, программное обеспечение подает сигнал на блок управления, откуда поступает сигнал на источник освещения (11), происходит изменение режима работы источника освещения (12).
[0094]
При выходе объекта «пешеход» из зоны пешеходного перехода источник освещения также может менять режим работы, выключаясь или включаясь на меньшую мощность светового излучения, меняя режим. Возможно изменение режима работы источников освещения (выключение или включение на меньшую мощность светового излучения) по истечению определенного времени, установленного предварительно оператором.
[0095]
В случае появления транспортного средства в зоне контроля, на основании полученного от видеокамеры изображения (7), программное обеспечение с применением модуля детектирования объектов, детектирует движущийся объект как «транспортное средство» в зоне контроля (13), модуль трекинга объектов определяет траекторию движения объекта «транспортное средство» в зоне контроля (14), модуль определения местоположения объектов определяет местоположение объекта «транспортное средство» в зоне контроля (15), модуль определения скорости объектов определяет скорость движения объекта «транспортное средство» и «пешеход» (16) в зоне контроля, модуль детектирования государственных регистрационных знаков ТС детектирует государственный регистрационный знак объекта «транспортное средство» в зоне контроля (17), модуль распознавания государственных регистрационных знаков ТС распознает государственный регистрационный знак объекта «транспортное средство» в зоне контроля (18).
[0096]
При наличии объектов «пешеход» и «транспортное средство» в зоне контроля, модуль определения нарушений правил проезда пешеходного перехода определяет соответствие ситуации по крайней мере одному из заложенных сценариев для определения возможного нарушения ПДД (19). Например, в случае, если объекты «ТС» и «пешеход» оказываются одновременно в зоне пешеходного перехода, при этом объект «ТС» находится по ходу движения пешехода, система интерпретирует ситуацию как «не пропуск пешехода». Также, возможно, в случае, если предсказанные системой траектории движения объектов «ТС» и «пешехода» пересекутся через заданное оператором время (например, 1 секунда или больше), система интерпретирует ситуацию как «создание помехи пешеходу», при этом объект «ТС» может находиться вне зоны пешеходного перехода, но в зоне контроля. Возможно закладывание и иных сценариев оператором. При этом возможно определение соответствия ситуации возможному нарушению ПДД на основании результата функционирования различных алгоритмов, задаваемых оператором.
[0097]
Если модуль определения нарушений правил проезда пешеходного перехода определяет соответствие ситуации заложенному сценарию, происходит сохранение информации, выбранной программой в соответствии с ее настройками на сервере для ее последующей передачи для принятия решения о нарушении ПДД (20). В частности, может быть сохранена информация о государственных регистрационных знаках, скорости, местоположения и траектории движения данного транспортного средства, информации о дорожной ситуации, включая дату, время, карты разметки сцены, изображение зоны контроля. Также возможно сохранение и иной информации, установленной предварительно оператором, которая в дальнейшем может быть использована для составления протокола об административном правонарушении. Если ситуация не соответствует установленному сценарию, сохранение информации не осуществляется (21).
[0098]
При этом возможна передача данной информации на более чем один сервер, в том числе посредством интеграции с внешними сервисами. Например, возможна передача указанных данных на сервер ГИБДД, которые могут быть использованы при составлении протокола об административном правонарушении, в частности, нарушении ПДД на пешеходном переходе. Передача может быть осуществлена как беспроводным способом, так и с использованием материальных носителей информации, например, флэш-карты.
[0099]
Механизмы и принципы работы указанных в тексте настоящей заявки источников энергии, в частности, аккумулирование и передача электроэнергии в материалах данной заявки не раскрываются в полной мере, так как специалисту из данной области техники ясны принципы работы вышеперечисленных устройств, а сами энергоисточники и принципы их работы не являются предметом патентования настоящей заявки.
[00100]
В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.