ITFI970059A1 - Sistema di monitoraggio ambientale automatico remoto - Google Patents

Description

Campo Tecnico

La presente invenzione riguarda un sistema di monitoraggio remoto che consente 1'acquisizione di fotogrammi od immagini e la trasmissione delle informazioni acquisite ad un centro di controllo remoto. Sistemi di questo tipo possono essere impiegati in tutte le situazioni in cui è necessario sorvegliare e controllare in modo automatico aree od ambienti situati a distanza rispetto alla postazione in cui si trova il personale di controllo. Stato della Tecnica

Attualmente, per risolvere i problemi di controllo e sorveglianza vengono previsti sistemi comprendenti una o più telecamere disposte nella zona da sorvegliare, che trasmettono le immagini rilevate ad una centrale disposta a distanza, dove si trova una pluralità di monitor in numero corrispondente al numero di telecamere del sistema. Questi sistemi presentano notevoli inconvenienti, tra cui la necessità di osservare continuativamente un numero elevato di monitor, in quanto non esiste un sistema di segnalazione automatica di condizioni di allarme. In altri termini, è l'operatore addetto alla sorveglianza che deve rilevare tempestivamente, tenendo in osservazione i vari monitor, l'eventuale situazione di pericolo insorgente in una delle aree in cui sono dislocate le varie telecamere. Quando il numero di telecamere (e quindi di monitor) è elevato ciò comporta un notevole sforzo ed una riduzione del livello di sicurezza.

In altri sistemi sono previste più telecamere ed un unico monitor che presenta in sequenza temporale immagini provenienti da telecamere diverse. Anche in questo caso è necessaria la presenza di un operatore che osserva con continuità il monitor.

Allo scopo di evitare la necessità della sorveglianza continua dei monitor da parte dell'operatore sono stati studiati sistemi software di elaborazione delle immagini che sono in grado di riconoscere un'immagine in movimento segnalandone la presenza all'operatore. Questi sistemi presentano costi estremamente elevati e richiedono potenzialità di calcolo molto spinte con conseguenti elevati costi per le apparecchiature.

Sommario dell'invenzione

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un sistema di controllo e di sorveglianza remota che superi gli inconvenienti dei sistemi attualmente conosciuti.

Più in particolare, uno scopo della presente invenzione è la .realizzazione di un sistema che consenta la sorveglianza di un numero anche elevato di siti in cui sono disposti rispettivi rilevatori di immagini, senza oneri particolarmente rilevanti per gli operatori addetti alla sorveglianza.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è la realizzazione di un sistema di sorveglianza e monitoraggio che consenta la segnalazione di situazioni di allarme e l'osservazione della scena ripresa da una telecamera od equivalente, che non richieda l'impiego di software di elaborazione di immagini e che possa, quindi, essere gestito da sistemi informatici anche di basso costo e di prestazioni limitate.

Questi ed ulteriori scopi e vantaggi, che appariranno chiari agli esperti del ramo dalla lettura del testo che segue, sono ottenuti in sostanza con un sistema comprendente in combinazione:

- un'unità centrale con un elaboratore elettronico;

- una o più unità remote, collegate all'unità centrale per la trasmissione e la ricezione di dati;

- in ciascuna unità remota, un sensore di movimento, un dispositivo di ripresa e mezzi di trasmissione e ricezione dati, il dispositivo di ripresa ed i mezzi di trasmissione e ricezione dati essendo attivati dal sensore di movimento quando quest'ultimo rileva un evento nella zona da esso controllata

- ed in cui detta unità centrale presenta mezzi per generare una condizione di allarme in funzione dei dati provenienti da almeno una delle dette unità remote.

Con questa disposizione, i mezzi di ripresa di ciascuna unità remota rimangono in condizioni di attesa fino a che il sensore di movimento (opportunamente tarato) non rileva il verificarsi di un evento, costituito ad esempio dal movimento di una persona o di un oggetto nell'area controllata. Solo a questo punto il sistema viene attivato, con l'avvio del dispositivo di ripresa e dei mezzi di trasmissione che inviano un segnale di allarme ed una serie di dati sotto forma di immagini all'unità centrale. L'operatore addetto all'unità centrale viene così allertato dal sistema tramite la generazione di un opportuno segnale di allarme quando si verifica un evento, e non deve tenere costantemente sotto controllo uno o più monitor come nei sistemi tradizionali. Non sono neppure necessari complessi sistemi informatici di elaborazione delle immagini, in quanto il rilevamento di una condizione di allarme viene effettuato tramite un semplice sensore di spostamento. L'unità centrale può in linea di principio comprendere anche più elaboratori e più monitor per osservare in parallelo la scena rilevata da più dispositivi di ripresa di unità remote diverse, ma ciò non è necessarlo, potendosi effettuare la trasmissione dei dati di immagine da più unità remote ad un unico elaboratore centrale con il sistema delle priorità di tempo.

Il "segnale di allarme può essere rappresentato da un segnale ottico od acustico emesso dallo stesso elaboratore elettronico dell'unità centrale, quando l'operatore è stabilmente presente nell'unità. Tuttavia, questa non è l'unica possibile soluzione. Allo scopo di evitare anche la necessità di disporre di un operatore addetto alla sorveglianza presso l'unità centrale, è anche possibile implementare il sistema in modo tale che esso invii un segnale di allarme ad esempio ad una pattuglia di sorveglianza che non deve necessariamente sostare presso l'unità centrale. Infatti, i mezzi per generare una condizione di allarme possono prevedere la trasmissione di un segnale di allarme da detto elaboratore elettronico dell'unità centrale verso un ricevitore mobile portato da un operatore addetto alla sorveglianza. A tale scopo è sufficiente disporre di un modem od altro apparato di trasmissione controllato dall'elaboratore elettronico, il quale provvede ad inviare al ricevitore mobile, ad esempio anche tramite un sistema di telefonia cellulare, un messaggio di allarme. Il messaggio dovrà contenere informazioni ad esempio sull'unità remota che ha provocato la generazione del segnale di allarme, in modo tale che la pattuglia di sorveglianza, in possesso del ricevitore mobile, possa recarsi sul luogo dell'evento e verificarne la natura.

Con"un sistema di trasmissione dati in grado di trasmettere immagini, l'elaboratore dell'unità centrale può inviare al ricevitore mobile un segnale di allarme che contiene dati atti a consentire la ricostruzione dell'immagine proveniente da detta unità remota a detta unità centrale su un monitor associato a detto ricevitore mobile. In questo modo la pattuglia che detiene il ricevitore mobile può avere informazioni sull'evento che ha provocato l'allarme ancora prima di recarsi sul posto, e può anche valutare l'opportunità di non intervenire qualora l'evento non lo richieda.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche e forme di attuazione dell'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni .

Breve descrizione dei disegni

Il trovato verrà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una pratica esemplificazione non limitativa del trovato stesso. Nel disegno: la

' Fig. 1 mostra uno schema a blocchi di un sistema costituito da un'unità<' >centrale e da una pluralità di unità remote di monitoraggio; la

Fig.2 mostra uno schema a blocchi di un'unità remota; e la

Fig.3 mostra una possibile disposizione delle telecamere é dei sensori in un'applicazione per la sorveglianza di un cavalcavia.

Descrizione della forma di attuazione preferita

In Fig.l è rappresentata, con uno schema a blocchi, la struttura di una possibile configurazione del sistema secondo l'invenzione. Il sistema comprende un'unità centrale 1 collegata ad una pluralità di unità remote 3A-3D. Il collegamento è ottenuto via radio, come verrà chiarito in seguito, ma non si escludono altri sistemi di collegamento, ad esempio via cavo o fibra ottica.

Ciascuna unità remota 3 (vedasi in particolare Fig.2) comprende un sensore di movimento, di cui con 5 è indicata la scheda di controllo e con 7 l'antenna che consente di direzionare il fascio del sensore in modo che esso controlli un'area determinata. Il sensore di movimento può essere un sensore di tipo conosciuto, selezionato in funzione delle condizioni operative in cui esso è chiamato a lavorare. Si possono utilizzare a tale scopo sensori a microonde, infrarossi, laser, misti od altro equivalente. Il sensore di movimento percepisce un eventuale cambiamento di stato nell'area controllata e verifica l'entità del cambiamento provocando una condizione di allarme nel caso in cui lo spostamento rilevato sia di entità superiore ad una soglia pre-impostata.

L'unità remota 3 comprende, inoltre, un dispositivo di riprésa 9 con un'ottica di focale appropriata in funzione dell'area da controllare, che può essere costituita da una telecamera nel visibile (a colori od in bianco e nero), una telecamera infrarossa, una telecamera con intensificatore di luce od altro, a seconda delle condizioni operative dell'unità remota. L'attivazione del dispositivo di ripresa 9 è controllata dal sensore di movimento 5, 7 oppure manualmente dall'operatore che si trova nell'unità centrale 1.

Quando il dispositivo di ripresa è una telecamera all'infrarosso, l'unità remota 3 può presentare anche un proiettore infrarosso 11 che illumina la scena controllata e ripresa dal dispositivo 9 in caso di scarsa luminosità. Il proiettore 11 è collimato all'ottica del dispositivo 9. L'attivazione del proiettore infrarosso 1 è controllata anch'essa dal sensore di movimento 5, 7. La sua emissione luminosa è filtrata da un filtro IR 13 di adeguate caratteristiche. La radiazione IR del proiettore 11 non è visibile e quindi la zona controllata dal sistema<1 >risulta priva di illuminazione artificiale.

L'immagine ripresa dal dispositivo 9 viene digitalizzata da un digitalizzatore di.immagine 15 che trasforma i fotogrammi da analogici a digitali e li memorizza per poi trasferirli agli apparati di trasmissione e verso l'unità centrale 1. Anche il digitalizzatore di immagine 15 viene attivato solo in caso di rilevamento di una situazione di allarme da parte del sensore 5, 7, mentre in condizioni normali il digitalizzatore è disattivo, come anche il dispositivo di ripresa 9 e l'eventuale proiettore IR 11. E' prevista, peraltro, l'attivazione manuale a distanza da parte dell'operatore dall'unità centrale 1.

La trasmissione dei dati digitalizzati nel digitalizzatore 15 viene effettuata tramite un modera 17, che interfaccia il digitalizzatore con un trasmettitore dati 19. Quest'ultimo trasmette all'unità centrale 1 le informazioni visive digitalizzate e memorizzate dal digitalizzatore 15. Nell'esempio illustrato la trasmissione avviene via radio tramite un'antenna 21, ma non si esclude la possibilità che tale trasmissione avvenga per altra via, ad esempio tramite doppino telefonico, cavo coassiale, fibra ottica od altro mezzo idoneo, anche in funzione della distanza a cui si trovano le varie unità remote 3 rispetto all'unità centrale l. Il trasmettitore 19 viene attivato dal sensore di movimento 5, l o manualmente dall'operatore dall'unità centrale 1.

Oltre al trasmettitore dati 19, l'unità remota 3 comprende un ricevitore dati 23 che ha il compito di ricevere gli impulsi di attivazione manuale dall'unità centrale 1 all'unità remota 3 per attivare le varie funzioni dell'unità remota su comando manuale dell'operatore. Attraverso il ricevitore possono essere ricevuti anche dati relativi alla programmazione della sensibilità del sensore 5, 7, della messa in riposo dell'unità remota 3, e di altre funzioni programmabili dell'unità stessa. Come per la trasmissione dati dall'unità remota 3 all'unità centrale 1, anche la trasmissione in senso inverso può avvenire via radio, via cavo, tramite fibra ottica od altro.

Le varie componenti dell'unità remota 3 sono controllate ed alimentate da una scheda di comando 25. L'alimentazione può essere ottenuta tramite sistemi fotovoltaici, tramite rete elettrica con'appositi alimentatori, od in altro modo idoneo.

I vari componenti dell'unità remota 3 sono alloggiati in una o più custodie che potranno essere climatizzate ed eventualmente protette contro atti vandalici.

L'unità centrale 1 (cfr. Fig.l) comprende un elaboratore elettronico 31 con una tastiera 33 ed una stampante 35, attraverso il quale l'operatore che presiede l'unità centrale può ricevere le informazioni dalle varie unità remote 3A-3D e dialogare con esse.

II collegamento tra l'elaboratore elettronico 31 e le unità remote 3A-3D è ottenuto tramite un modem 37, un ricevitore ..di dati 39 ed un trasmettitore di dati 41 che ricevono e trasmettono dati via radio attraverso un'antenna 43 od in altro modo equivalente, come sopra specificato.

In condizioni di assenza di allarme, le varie componenti delle unità remote 3A-3D, ad esclusione del sensore di movimento 5, 7, sono in stand-by cioè in condizioni di attesa, con ciò riducendo il consumo di energia elettrica. Quando uno dei sensori di movimento 5, 7 di una delle unità remote 3A-3D rileva nell'area controllata un movimento che supera la soglia di sensibilità pre-impostata, esso determina (tramite la scheda di comando 25) l'attivazione del dispositivo di ripresa 9, eventualmente del proiettore IR 11, del digitalizzatore 15, del modem 17 e del dispositivo di trasmissione 19, per trasmettere all'elaboratore centrale 31 le immagini rilevate, fornendo allo stesso tempo i dati relativi all'unità remota 3 da cui essi provengono, per un eventuale tempestivo intervento. L'operatore viene allertato da un segnale visivo e/o acustico e quindi, valutando le immagini ed i dati forniti tramite l'elaboratore 31, sarà in grado di stabilire l'importanza dell'evento ed eventualmente decidere per l'intervento. Quando più di una unità remota 3A-3D si trova in stato di allarme, l'elaboratore 31 è in grado di memorizzare tutte le informazioni delle unità, adottando il sistema delle priorità di tempo.

Inoltre, l'operatore ha la possibilità di richiamare manualmente le zone controllate dal sistema e stabilire lo stato delle zone protette. Attraverso la tastiera 33 è possibile modificare dall'unità centrale 1 i parametri di sensibilità del sensore di movimento 5, 7, il numero di fotogrammi trasmessi ed altri parametri. E' inoltre possibile attivare o disattivare le varie unità remote, richiamare un test degli apparati ivi localizzati e stampare foto di eventi con la stampante 35.

In Fig. 3 è mostrata una possibile applicazione del sistema secondo l'invenzione alla sorveglianza di un cavalcavia C che attraversa un'autostrada A. Lungo le due sponde del cavalcavia C sono disposte due unità remote 3. Con Si ed S2 sono indicati i fasci emessi dai rispettivi sensori di movimento, ad esempio due fasci di microonde. Come visibile nella rappresentazione schematica, i due fasci SI ed S2 sono molto stretti, in modo da interessare solo la zona adiacente alle sponde del cavalcavia C. In questo modo il traffico circolante sul cavalcavia non provocherà l'attivazione delle unità remote 3, poiché non intersecherà i fasci SI ed S2. Viceversa, eventuali movimenti lungo una delle sponde provocherà l'emissione di un segnale da parte del rispettivo sensore di movimento e quindi l'attivazione degli apparati dell'unità 3 con l'invio di un segnale di allarme e di una serie di immagini all'unità centrale 1 (non rappresentata in Fig.3). Nell'esempio illustrato i dispositivi di ripresa 9 sono disposti in una posizione diversa rispetto ai sensori di movimento, per consentire di osservare una zona più ampia. Non si esclude, peraltro, che i dispositivi di ripresa siano disposti nello stesso contenitore in cui sono posizionate le altre apparecchiature, come schematicamente indicato nello schema a blocchi di Fig.2.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo detto trovato variare nelle forme e disposizioni, senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1- Sistema di monitoraggio di aree protette, comprendente: - un'unità centrale (1) con un elaboratore elettronico (31); - una o più unità remote (3; 3A-3D), collegate all'unità centrale (3) per la trasmissione e la ricezione di dati; - in ciascuna unità remota (3; 3A-3D), un sensore di movimento (5, 7), un dispositivo di ripresa (9), un digitalizzatore di immagini e mezzi di trasmissione e ricezione dati (15, 17, 19, 21, 23), il dispositivo di ripresa ed i mezzi di trasmissione e ricezione dati essendo attivati dal sensore di movimento quando quest'ultimo rileva un evento nella zona da esso controllata, - ed in cui detta unità centrale presenta mezzi per generare una condizione di allarme in funzione dei dati provenienti da almeno una delle dette unità remote.
2. 2. Sistema come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per generare una condizione di allarme prevedono la presentazione di immagini provenienti da detta almeno una unità remota su un monitor di detto elaboratore elettronico e la generazione di un segnale acustico/visivo di allarme.
3. 3. Sistema come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per generare una condizione di allarme prevedono la trasmissione di un segnale di allarme da detto elaboratore elettronico dell'unità centrale verso un ricevitore mobile portato da un operatore addetto alla sorveglianza.
4. 4. Sistema come da rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto segnale di allarme contiene dati atti a consentire la ricostruzione dell'immagine proveniente da detta unità remota a detta unità centrale su un monitor associato a detto ricevitore mobile.
5. 5. Sistema come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno una di dette unità remote (3; 3A-3D) comprende una sorgente di radiazione infrarossa per l'illuminazione della scena osservata da detto dispositivo di ripresa (9), il quale opera nella gamma dell'infrarosso.
6. 6. Sistema come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di trasmissione e ricezione sono mezzi radio.
7. 7. Sistema come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette unità remote (3; 3A-3D) comprende una memoria per la memorizzazione delle immagini rilevate da detto dispositivo di ripresa (9) e digitalizzate da detto digitalizzatore (15). ...
8. 8. Sistema come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che una almeno di dette unità remote è alimentata da sistemi fotovoltaici.
9. 9. Sistema come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità centrale (1) comprende un elaboratore elettronico (31) associato a mezzi di trasmissione e ricezione dati (39, 41).