ITUB20159226A1

ITUB20159226A1 - SYSTEM OF DETECTION AND SIGNALING OF OBSTACLES ON A PATH

Info

Publication number: ITUB20159226A1
Application number: ITUB2015A009226A
Authority: IT
Inventors: Francesco Porzio
Original assignee: Francesco Porzio
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-17

Description

SISTEMA DI RILEVAZIONE E SEGNALAZIONE DI OSTACOLI SU UN OBSTACLE DETECTION AND SIGNALING SYSTEM ON A

PERCORSO PATH

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo tecnico dell’invenzione Technical field of the invention

La presente invenzione ha ad oggetto un sistema elettronico atto a rilevare automaticamente la fermata di veicoli o la presenza improvvisa di persone o corpi estranei in un tratto di pista o strada e segnalarne la presenza ai veicoli che seguono e a terzi al fine di evitare collisioni e/o intervenire in soccorso in condizioni di sicurezza. The present invention relates to an electronic system capable of automatically detecting the stop of vehicles or the sudden presence of people or foreign bodies in a stretch of track or road and signaling their presence to the following vehicles and to third parties in order to avoid collisions and / or intervene to rescue in safety conditions.

Background Background

Durante le competizioni sportive, particolarmente in caso di gare di motociclismo o automobilismo con percorsi tortuosi o presentanti dislivelli, capita frequentemente che la presenza di ostacoli sul percorso, ad esempio veicoli fermi, macchie di olio od altro, venga segnalata con ritardo o notata dai partecipanti soltanto quando arrivano a ridosso dell’ostacolo. During sports competitions, particularly in the case of motorcycling or motoring races with winding paths or with differences in height, it frequently happens that the presence of obstacles on the path, for example stationary vehicles, oil stains or other, is reported late or noticed by the participants only when they get close to the obstacle.

Attualmente, la funzione di segnalazione di eventuali ostacoli in pista è demandata ai commissari di pista, che hanno il ruolo di rilevare e segnalare in particolare la presenza di eventuali veicoli che a causa di collisioni, errori o guasti sono fermi lungo la pista. Currently, the function of signaling any obstacles on the track is entrusted to the track marshals, who have the role of detecting and reporting in particular the presence of any vehicles that, due to collisions, errors or failures, are stopped along the track.

Svantaggiosamente, durante le sessioni di allenamento, nonché in generale nei tratti di strada pubblica ove l’eventuale fermata di un veicolo creerebbe situazioni di pericolo, non è presente alcun operatore o sistema automatico dedicato alla segnalazione di eventuali ostacoli. Disadvantageously, there is no operator or automatic system dedicated to signaling any obstacles during training sessions, as well as in general on stretches of public roads where the possible stop of a vehicle would create dangerous situations.

Sommario Summary

Il problema tecnico posto e risolto dalla presente invenzione è pertanto quello di fornire un sistema di rilevazione e segnalazione di ostacoli su un percorso che consenta di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota. The technical problem posed and solved by the present invention is therefore that of providing a system for detecting and signaling obstacles along a path which allows to overcome the drawbacks mentioned above with reference to the known art.

Tale problema viene risolto da un sistema secondo la rivendicazione 1 . This problem is solved by a system according to claim 1.

Caratteristiche preferite della presente invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. Preferred features of the present invention are the subject of the dependent claims.

La presente invenzione fornisce un sistema elettronico automatico atto a monitorare un tratto di percorso per rilevare l’eventuale fermata di veicoli o la presenza improvvisa di persone o corpi estranei e segnalare tale circostanza ai veicoli in arrivo, al fine di evitare collisioni e di consentire a terzi di intervenire tempestivamente in soccorso. The present invention provides an automatic electronic system suitable for monitoring a section of the route to detect the possible stop of vehicles or the sudden presence of people or foreign bodies and to signal this circumstance to oncoming vehicles, in order to avoid collisions and to allow third parties to intervene promptly to the rescue.

L'invenzione è di grande utilità ogni volta che la fermata accidentale o intenzionale di un veicolo o la presenza di persone o corpi estranei determinano un rischio di collisione con i veicoli che seguono. Ciò accade, ad esempio, nei tratti di pista o di strada preceduti da una curva o un dosso e che pertanto non sono visibili a lunga distanza dai veicoli in arrivo (cosiddetti “punti ciechi”). The invention is of great use whenever the accidental or intentional stop of a vehicle or the presence of people or foreign bodies creates a risk of collision with the following vehicles. This happens, for example, in the stretches of track or road preceded by a curve or a bump and which are therefore not visible at a long distance from oncoming vehicles (so-called “blind spots”).

L’invenzione ha il pregio di essere impiegabile nelle piste durante allenamenti o competizioni di motociclismo, automobilismo, kart o altre specialità di corsa, in generale trova applicazione nel settore dei sistemi di sicurezza per la riduzione del rischio di incidenti. L'invenzione è idonea anche a monitorare tratti di piste ciclabili o di strade pubbliche. In tutte queste circostanze, la presente invenzione consente di incrementare in modo decisivo la sicurezza, a fronte di un costo di acquisto e gestione assai modesto rispetto all’eventuale personale che potrebbe assolvere alla medesima funzione. The invention has the advantage of being usable on the tracks during training or competitions in motorcycling, motor racing, karting or other racing specialties, in general it finds application in the sector of safety systems for reducing the risk of accidents. The invention is also suitable for monitoring sections of cycle paths or public roads. In all these circumstances, the present invention allows for a decisive increase in safety, against a very modest purchase and management cost compared to any personnel who could perform the same function.

Descrizione breve delle figure Brief description of the figures

Verrà fatto riferimento alle figure allegate, in cui: Reference will be made to the attached figures, in which:

la Figura 1 mostra un schema a blocchi esemplificativo di una forma di realizzazione preferita del sistema secondo la presente invenzione; e Figure 1 shows an exemplary block diagram of a preferred embodiment of the system according to the present invention; And

- la Figura 2 mostra schematicamente una vista prospettica di una implementazione del sistema di Figura 1 applicato nell’ambito di una competizione motociclistica. - Figure 2 schematically shows a perspective view of an implementation of the system of Figure 1 applied in the context of a motorcycle competition.

Le suddette figure sono da intendersi esclusivamente a titolo esemplificativo, non limitativo. The aforementioned figures are intended solely as a non-limiting example.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite Detailed description of preferred embodiments

Una forma di realizzazione preferita del sistema 1 secondo la presente invenzione è mostrata schematicamente dal diagramma a blocchi di Figura 1. Il sistema 1 comprende uno o più moduli di rilevazione 2, detti anche “sensori" nel seguito della trattazione, comprendenti mezzi di acquisizione di immagini 20 posizionati in corrispondenza di un primo tratto di percorso, ad esempio a bassa visibilità perché compreso tra i dossi 4, tali mezzi di acquisizione 20 essendo configurati per acquisire immagini in sequenza del primo tratto di percorso per monitorarlo. Tali mezzi di acquisizione di immagini 20 preferibilmente operano in continuo e possono comprendere almeno una videocamera. Ciascuna videocamera è collegata a mezzi di elaborazione 100, comprendenti ad esempio almeno un elaboratore elettronico o un microcomputer. I mezzi di elaborazione 100 sono configurati per elaborare le immagini acquisite dai mezzi di acquisizione 20. A preferred embodiment of the system 1 according to the present invention is schematically shown by the block diagram of Figure 1. The system 1 comprises one or more detection modules 2, also called "sensors" in the following description, comprising acquisition means of images 20 positioned in correspondence with a first stretch of the path, for example with low visibility because it is comprised between the bumps 4, said acquisition means 20 being configured to acquire sequential images of the first stretch of path for monitoring it. 20 preferably operate continuously and may comprise at least one video camera. Each video camera is connected to processing means 100, comprising for example at least one electronic processor or microcomputer. The processing means 100 are configured to process the images acquired by the acquisition means 20. .

I mezzi di elaborazione 100 sono in comunicazione con almeno un modulo di segnalazione 3, detto anche “segnalatore" nel seguito della trattazione, posizionabile lungo un secondo tratto di percorso. Il modulo di segnalazione 3 è configurato per segnalare agli utenti che transitano lungo il percorso l’eventuale presenza di un ostacolo nel tratto monitorato, affinché abbiano il tempo necessario per rallentare o fermarsi in sicurezza. The processing means 100 are in communication with at least one signaling module 3, also called "signaling" in the rest of the discussion, which can be positioned along a second section of the path. The signaling module 3 is configured to signal users passing along the path the presence of an obstacle in the monitored section, so that they have the time necessary to slow down or stop safely.

I moduli di segnalazione 3 sono generalmente configurati per una collocazione remota rispetto al modulo di rilevazione 2, e comprendono preferibilmente mezzi di segnalazione visiva e/o acustica. The signaling modules 3 are generally configured for a remote location with respect to the detection module 2, and preferably comprise visual and / or acoustic signaling means.

Tali moduli di segnalazione 3 sono realizzabili in particolare tramite una lampada a diodi led visibile anche di giorno e/o un avvisatore a bandiera a movimento meccanico e/o una sirena, preferibilmente piezoelettrica. These signaling modules 3 can be made in particular by means of a LED diode lamp visible also during the day and / or a flag warning device with mechanical movement and / or a siren, preferably piezoelectric.

La videocamera genera preferibilmente un flusso continuo di immagini del tratto di percorso monitorato, che vengono analizzate in tempo reale dal microcomputer al fine di rilevare una situazione di allarme, ossia la fermata di veicoli o la presenza improvvisa di persone o corpi estranei. Il microcomputer, quando rileva una situazione di allarme, genera un segnale di allarme. Il segnale di allarme è un segnale di attivazione dei moduli di segnalazione 3, affinché una segnalazione del pericolo sia percepita dai veicoli in procinto di sopraggiungere nel tratto monitorato. Il tratto di percorso monitorato si estende generalmente per un’area di circa 30 x 10 metri, e comunque dipende dalle caratteristiche dei mezzi di acquisizione di immagini 20 impiegati. The video camera preferably generates a continuous stream of images of the monitored section of the route, which are analyzed in real time by the microcomputer in order to detect an alarm situation, i.e. the stop of vehicles or the sudden presence of people or foreign bodies. When the microcomputer detects an alarm situation, it generates an alarm signal. The alarm signal is an activation signal of the signaling modules 3, so that a warning of the danger is perceived by the vehicles about to arrive in the monitored section. The monitored stretch of path generally extends over an area of about 30 x 10 meters, and in any case depends on the characteristics of the image acquisition means 20 used.

Verrà ora descritta una applicazione specifica del sistema secondo la presente invenzione al percorso di una competizione motociclistica, come mostrato schematicamente in Figura 2. A specific application of the system according to the present invention to the course of a motorcycle competition will now be described, as shown schematically in Figure 2.

Come anticipato, il sistema 1 comprende almeno un sensore o modulo 2 che esegue il monitoraggio di un tratto di percorso che si trova entro il suo campo visivo 5, successivo a un dosso 4 che impedisce la visibilità di tale tratto al veicolo 6 in avvicinamento, che si trova in prossimità dei moduli di segnalazione 3 collegati al microcomputer che elabora le immagini del sensore 2. Nella Figura 2 il verso di percorrenza dei veicoli è indicato dalla freccia 7. As anticipated, the system 1 comprises at least one sensor or module 2 which monitors a section of the route which is within its visual field 5, following a bump 4 which prevents the visibility of this section to the approaching vehicle 6, which is located near the signaling modules 3 connected to the microcomputer that processes the images of sensor 2. In Figure 2 the direction of travel of the vehicles is indicated by the arrow 7.

I segnalatori che sono posizionati in modo da essere percepiti dai veicoli in procinto di impegnare il tratto di percorso monitorato dal sensore 2 a cui sono associati tramite i mezzi di elaborazione 100 sono definiti “segnalatori locali". Essi hanno il compito di segnalare ai veicoli in avvicinamento la situazione di allarme, ossia la presenza di ostacoli, in tempo utile affinché possano fermarsi in condizioni di sicurezza. Almeno un altro segnalatore, detto “segnalatore condiviso" o segnalatore remoto, può essere associato simultaneamente ad uno o più sensori 2 ed ha lo scopo di segnalare a terzi che almeno uno dei sensori ha rilevato la fermata di veicoli o la presenza improvvisa di persone o corpi estranei. I segnalatori condivisi possono essere installati in punti opportuni del percorso per segnalare a terzi la presenza di una situazione di pericolo in uno di tratti del percorso oggetto di monitoraggio, ad esempio in prossimità di una postazione presidiata da personale addetto alla sicurezza, oppure all’ingresso della pista. The signaling devices which are positioned in such a way as to be perceived by the vehicles about to engage the stretch of route monitored by the sensor 2 to which they are associated by means of the processing means 100 are defined as "local signaling devices". They have the task of signaling to the vehicles in approaching the alarm situation, ie the presence of obstacles, in time for them to stop safely. At least one other signaling device, called "shared signaling device" or remote signaling, can be associated simultaneously with one or more sensors 2 and has the purpose of signaling to third parties that at least one of the sensors has detected the stop of vehicles or the sudden presence of people or foreign bodies. Shared signaling devices can be installed at appropriate points along the route to signal to third parties the presence of a dangerous situation in one of the sections of the route being monitored, for example near a station manned by security personnel, or at the entrance. of the runway.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione, i mezzi di elaborazione 100 possono essere compresi nel modulo di rilevazione 2, in altre parole il microcomputer può essere integrato nel modulo 2 anziché essere esterno ad esso. Quando è esterno al sensore 2, un singolo microcomputer può elaborare le immagini di più sensori ed è necessaria una rete di telecomunicazioni (su cavo o a radiofrequenza) per la trasmissione delle immagini dalle videocamere al microcomputer considerato. According to a further embodiment of the invention, the processing means 100 can be included in the detection module 2, in other words the microcomputer can be integrated into the module 2 rather than being external to it. When external to sensor 2, a single microcomputer can process the images of multiple sensors and a telecommunications network (cable or radio frequency) is required to transmit the images from the cameras to the microcomputer in question.

Preferibilmente, il sensore 2, i segnalatori e l’eventuale microcomputer (qualora non sia integrato nel sensore 2) sono provvisti di involucri antiurto e resistenti alla polvere ed agli agenti atmosferici e sono installati su appositi supporti dedicati o pali, comunque in posizioni tali da non recare intralcio o pericolo per i veicoli. Preferably, the sensor 2, the indicators and any microcomputer (if not integrated in the sensor 2) are provided with shockproof and resistant to dust and atmospheric agents casings and are installed on special dedicated supports or poles, in any case in positions such as to do not cause hindrance or danger to vehicles.

Come anticipato, durante il funzionamento del sistema 1 la videocamera osserva continuativamente il tratto di percorso oggetto di monitoraggio e il flusso delle immagini prodotte viene elaborato in tempo reale da un programma in esecuzione continuativamente sul microcomputer che ha il fine di rilevare la condizione di allarme, ossia la fermata di un veicolo o la presenza improvvisa di persone o corpi estranei, ed attivare i segnalatori. L’elaborazione di immagini da parte del microcomputer consiste sostanzialmente nel confrontare una immagine di sfondo del tratto di percorso monitorato con una sua immagine corrente, in modo tale da individuare la comparsa di un ostacolo in tale primo tratto di percorso, come verrà descritto più dettagliatamente nel seguito. As anticipated, during the operation of the system 1 the video camera continuously observes the stretch of path being monitored and the flow of the images produced is processed in real time by a program running continuously on the microcomputer which has the purpose of detecting the alarm condition, ie stopping a vehicle or the sudden presence of people or foreign bodies, and activating the signaling devices. The image processing by the microcomputer basically consists in comparing a background image of the monitored stretch of route with its current image, in such a way as to identify the appearance of an obstacle in this first stretch of the route, as will be described in more detail. in the sequel.

Il programma implementato sul microcomputer esegue un algoritmo che ottimizza sia l'efficacia sia l'efficienza computazionale, al fine di ridurre i costi, i consumi e l’ingombro del microcomputer. L’efficacia dell’algoritmo è raggiunta in particolare quando esso consente di realizzare le seguenti prestazioni: The program implemented on the microcomputer runs an algorithm that optimizes both the effectiveness and the computational efficiency, in order to reduce the costs, consumption and footprint of the microcomputer. The effectiveness of the algorithm is achieved in particular when it allows the following performances to be achieved:

• bassa probabilità di falso allarme, infatti un falso allarme indurrebbe i veicoli ad un rallentamento o fermata in condizioni di sicurezza non necessario, senza tuttavia esporli a pericolo; • low probability of false alarm, in fact a false alarm would induce an unnecessary slowdown or stop in safe conditions, without however exposing them to danger;

• bassa probabilità di perdere una condizione di allarme elaborando una nuova immagine; infatti, se pure in una immagine si verificasse la perdita di una condizione di allarme, la probabilità che ciò si verifichi nuovamente in più immagini consecutive sarebbe estremamente bassa e approssimabile a zero, pertanto una condizione di allarme sarebbe comunque individuata con un lievissimo ritardo. • low probability of missing an alarm condition by processing a new image; in fact, even if in an image the loss of an alarm condition occurs, the probability that this occurs again in several consecutive images would be extremely low and approximate to zero, therefore an alarm condition would still be identified with a very slight delay.

L’algoritmo può essere realizzato impiegando l’ampia letteratura in materia di strumenti di calcolo ed ambienti software per l’elaborazione di immagini. A titolo di esempio di realizzazione, un algoritmo con prestazioni adeguate può eseguire continuativamente le seguenti operazioni a partire dal flusso di immagini prodotte dalla videocamera (ad esempio circa 5 immagini al secondo nel formato 320x240 punti), sequenzialmente, in modo che i dati prodotti in esito ad ogni operazione siano i dati di ingresso per la successiva. The algorithm can be created using the extensive literature on calculation tools and software environments for image processing. As an example of embodiment, an algorithm with adequate performance can continuously perform the following operations starting from the stream of images produced by the video camera (for example about 5 images per second in the 320x240 point format), sequentially, so that the data produced in the outcome of each operation are the input data for the next one.

1. “Calcolo dello sfondo", ossia calcolo dell’immagine che rappresenta la componente statica e ripetitiva (detta “sfondo”) di numerose immagini consecutive raccolte in un tempo detto “tempo di acquisizione dello sfondo", generalmente pari ad alcuni minuti. 1. "Background calculation", ie calculation of the image that represents the static and repetitive component (called "background") of numerous consecutive images collected in a time called "background acquisition time", generally equal to a few minutes.

2. “Cancellazione dello sfondo", ossia calcolo della differenza tra l’ultima immagine e l’immagine che rappresenta lo sfondo, ottenendo come risultato un’immagine che rappresenta i corpi che sovrastano lo sfondo formata da: 2. "Background cancellation", ie calculation of the difference between the last image and the image that represents the background, resulting in an image that represents the bodies above the background formed by:

• punti bianchi in corrispondenza dei punti dell’ultima immagine che sono sostanzialmente differenti dallo sfondo; • white points at the points of the last image that are substantially different from the background;

• punti neri in corrispondenza dei punti sostanzialmente uguali allo sfondo. • black points corresponding to points substantially equal to the background.

3. Eventuale filtraggio che introduce una lieve sfocatura (cosiddetto filtro 'blu?) nell’immagine che rappresenta i corpi che sovrastano lo sfondo, al fine di renderla più omogenea ed agevolare le successive elaborazioni. 3. Any filtering that introduces a slight blur (so-called 'blue filter?) In the image that represents the bodies that dominate the background, in order to make it more homogeneous and facilitate subsequent processing.

4. Operazione di AND logico tra più immagini consecutive filtrate (generalmente 5), al fine di ottenere un’immagine formata da: 4. Logical AND operation between multiple consecutive filtered images (generally 5), in order to obtain an image consisting of:

• punti bianchi solo in corrispondenza dei punti che in tutte le ultime 5 immagini consecutive erano bianchi; • white points only in correspondence with the points that in all the last 5 consecutive images were white;

• punti neri, in tutti gli altri casi. • black points, in all other cases.

Complessivamente, l’elaborazione fornisce un’immagine che rappresenta in colore bianco su sfondo nero i soli corpi che improvvisamente si sono fermati per almeno un secondo o che da almeno un secondo hanno fatto comparsa nella scena osservata. Overall, the processing provides an image that represents in white on a black background only the bodies that have suddenly stopped for at least a second or that have appeared in the observed scene for at least a second.

5. Classificazione dei punti deH’immagine in base alle affinità nella posizione e nel colore al fine di individuare regioni formate da gruppi di punti simili (elaborazione nota in letteratura come ' blob detection’ o ' riconoscimento di regioni). 5. Classification of the points of the image based on affinities in position and color in order to identify regions formed by groups of similar points (processing known in the literature as' blob detection 'or' recognition of regions).

6. Attivazione del segnalatore solo in presenza di almeno una regione il cui perimetro ha forma non allungata oltre una certa soglia ed area superiore ad un’altra soglia; in tal modo, il segnalatore è attivato in caso di fermata o di presenza improvvisa di corpi per almeno un secondo, evitando che si attivi per corpi rappresentati da regioni aventi forma stretta e lunga - che potrebbero rappresentare segni lasciati da veicoli in transito - e per quelli di dimensione cosi piccola da rappresentare corpi che non provocano alcun pericolo. 6. Activation of the indicator only in the presence of at least one region whose perimeter has a shape that is not elongated beyond a certain threshold and an area greater than another threshold; in this way, the signaling device is activated in the event of a stop or sudden presence of bodies for at least one second, preventing it from being activated for bodies represented by regions having a narrow and long shape - which could represent signs left by passing vehicles - and for those of such small size as to represent bodies that do not cause any danger.

Il microcomputer attiva i segnalatori per tutto il tempo in cui permane la condizione di allarme, e comunque per un tempo minimo prefissato, variabile da una frazione di secondo a più secondi per rendere continua l’attivazione del segnalatore a fronte della perdita della condizione di allarme su una o più immagini consecutive. Un tempo minimo breve, ad esempio dell’ordine di 0,25 s, rende impercettibile l’effetto della perdita di un allarme e, di contro, mantiene trascurabile l’effetto di un falso allarme. Un tempo più lungo a piacere consente di ottenere una segnalazione continua in caso di perdita di più condizioni di allarme consecutive, ma rende maggiormente percepibile l’effetto di un falso allarme. The microcomputer activates the alarms for as long as the alarm condition persists, and in any case for a minimum pre-established time, which varies from a fraction of a second to several seconds to make the activation of the alarm continue in the event of the loss of the alarm condition on one or more consecutive images. A short minimum time, for example of the order of 0.25 s, makes the effect of the loss of an alarm imperceptible and, on the other hand, keeps the effect of a false alarm negligible. A longer time at will allows you to obtain a continuous signal in the event of the loss of multiple consecutive alarm conditions, but makes the effect of a false alarm more perceptible.

L’algoritmo sopra descritto consente di rilevare la condizione di allarme, ossia la presenza di ostacoli quali veicoli, persone o corpi estranei che sono fermi per un tempo non superiore al tempo di acquisizione dello sfondo -infatti, un corpo fermo per un tempo superiore al tempo di acquisizione dello sfondo sarebbe riconosciuto al passo 1 dell’algoritmo come appartenente allo sfondo e sarebbe cancellato dall’operazione di cui al passo 2 - ma preferibilmente non superiore ad un secondo. The algorithm described above allows to detect the alarm condition, i.e. the presence of obstacles such as vehicles, people or foreign bodies that are stationary for a time not exceeding the background acquisition time - in fact, a body stationary for a time greater than background acquisition time would be recognized in step 1 of the algorithm as belonging to the background and would be canceled by the operation referred to in step 2 - but preferably not exceeding one second.

Il sensore 2 è collocato in modo che non rientrino nel suo campo visivo aree esterne al percorso da monitorare. Tuttavia, al fine di evitare falsi allarmi provocati da soggetti esterni al percorso che potrebbero trovarsi entro il campo visivo del sensore 2, il programma implementato nel microcomputer può prevedere, in particolare prima del passo 4 dell’algoritmo, due ulteriori passi rispettivamente di “mascheratura" e/o di “ritaglio e ingrandimento", che consentono di eliminare da immagine, rispettivamente ponendoli in colore nero oppure eliminandoli tramite ritaglio e ingrandimento deii immagine, i punti ove non potranno mai essere presenti veicoli che attraversano il percorso. Detti punti possono essere impostati in fase di installazione del sensore 2, oppure possono essere acquisiti per apprendimento come i punti deirimmagine che non vengono mai interessati dai veicoli in movimento durante un determinato periodo di tempo di funzionamento del sensore 2. Il segnalatore locale può indicare anche lo stato di regolare funzionamento del sensore associato (emettendo periodicamente un brevissimo lampeggio oppure accendendo un solo diodo led anziché tutti quelli che compongono il segnalatore, oppure visualizzando altri simboli) o una condizione di anomalia (emettendo periodicamente un doppio brevissimo lampeggio oppure lampeggiando un solo diodo led, oppure visualizzando altri simboli). Sensor 2 is positioned so that areas outside the path to be monitored do not fall within its field of vision. However, in order to avoid false alarms caused by subjects external to the path that could be within the visual field of sensor 2, the program implemented in the microcomputer can foresee, in particular before step 4 of the algorithm, two further steps respectively of "masking "and / or" crop and enlargement ", which allow you to remove from the image, respectively by placing them in black or eliminating them by cropping and enlarging the image, the points where there will never be vehicles crossing the path. These points can be set during the installation phase of sensor 2, or they can be acquired by learning as the points of the image that are never affected by moving vehicles during a certain period of functioning time of sensor 2. The local signal can also indicate the regular functioning status of the associated sensor (periodically emitting a very short flash or turning on a single LED diode instead of all those that make up the signaling device, or displaying other symbols) or an anomaly condition (periodically emitting a very short double flash or flashing only one diode led, or by displaying other symbols).

Il segnalatore condiviso può anche indicare quale sensore tra quelli ad esso collegati ha rilevato la condizione di allarme o di anomalia (visualizzando un numero corrispondente al numero associato al sensore o altri simboli definiti allo scopo, con opportune sequenze di lampeggio). The shared alarm can also indicate which sensor among those connected to it has detected the alarm or anomaly condition (displaying a number corresponding to the number associated with the sensor or other symbols defined for the purpose, with appropriate flashing sequences).

L’attivazione dei segnalatori può avvenire tramite una tensione applicata ad una coppia di fili che collegano microcomputer e segnalatori, oppure tramite una rete telematica realizzata mediante cavo metallico o collegamento a radiofrequenza. The activation of the signalers can take place through a voltage applied to a pair of wires that connect microcomputers and signalers, or through a telematic network created by means of a metal cable or radio frequency connection.

La scelta di includere in ogni sensore 2 un microcomputer che elabora localmente le immagini o dati visivi provenienti dalla rispettiva videocamera, anziché impiegare un microcomputer che elabora le immagini prodotte da più sensori 2 dotati di sola videocamera, può consentire un’ottimizzazione dei costi complessivi di realizzazione, installazione e manutenzione del sistema 1 . La soluzione ove ogni sensore 2 include un microcomputer può privilegiare la riduzione dei costi di installazione e manutenzione, mentre la soluzione con un microcomputer condiviso tra più sensori può privilegiare la riduzione dei costi di realizzazione del sistema 1. La forma di realizzazione del sistema 1 ove ogni sensore 2 integra un microcomputer non richiede una rete di telecomunicazioni ad elevata velocità tra i vari sensori 2, perché le immagini non necessitano di essere trasmesse da ogni sensore 2 ad un unico microcomputer. The choice of including in each sensor 2 a microcomputer that locally processes the images or visual data coming from the respective video camera, rather than employing a microcomputer that processes the images produced by several sensors 2 equipped with only one video camera, can allow an optimization of the overall costs of construction, installation and maintenance of the system 1. The solution where each sensor 2 includes a microcomputer can favor the reduction of installation and maintenance costs, while the solution with a microcomputer shared among several sensors can favor the reduction of the costs of realization of the system 1. The embodiment of the system 1 where each sensor 2 integrates a microcomputer does not require a high-speed telecommunications network between the various sensors 2, because the images do not need to be transmitted from each sensor 2 to a single microcomputer.

L’alimentazione è fornita generalmente tramite: Power is generally provided through:

• un alimentatore generale a 12V che alimenta ogni elemento del sistema 1 e la cui assenza interrompe il funzionamento del sistema 1; • un riduttore di tensione con batteria tampone che fornisce una linea a 5V internamente a microcomputer e videocamera. • a 12V general power supply which powers each element of system 1 and whose absence interrupts the operation of system 1; • a voltage reducer with buffer battery that supplies a 5V line internally to the microcomputer and video camera.

Al fine di evitare che una improvvisa mancanza di alimentazione al microcomputer (accidentale o provocata con l'intenzione di spegnere il sistema 1) possa creare danni, il microcomputer può essere alimentato tramite un circuito provvisto di batteria tampone, che: In order to avoid that a sudden power failure to the microcomputer (accidental or caused with the intention of switching off the system 1) from causing damage, the microcomputer can be powered by a circuit equipped with a buffer battery, which:

• in caso di mancanza di alimentazione, fornisce su una porta di ingresso del microcomputer un segnale che attiva nel software in esecuzione la corretta sequenza di operazioni di spegnimento del microcomputer; • in the event of a power failure, it provides a signal on an input port of the microcomputer that activates the correct sequence of operations to switch off the microcomputer in the running software;

• quando l’alimentazione elettrica ritorna disponibile, fornisce al microcomputer la sequenza opportuna di alimentazione ed eventuali segnali su porte di ingresso che ne consentono la corretta accensione. La scelta della tensione di alimentazione non è critica, ma i valori descritti a titolo esemplificativo sono ottimizzati per i componenti che il mercato attuale comunemente offre. • when the power supply becomes available, it provides the microcomputer with the appropriate power supply sequence and any signals on the input ports that allow it to be switched on correctly. The choice of the supply voltage is not critical, but the values described by way of example are optimized for the components that the current market commonly offers.

I componenti che si possono impiegare per la realizzazione di un prototipo atto a verificare l’efficacia sul campo del sistema 1, e che possono essere variati senza fuoriuscire daN’ambito della presente invenzione, sono: The components that can be used for the construction of a prototype designed to verify the effectiveness of system 1 in the field, and which can be varied without departing from the scope of the present invention, are:

• videocamera “Raspberry Pi Camera"; • “Raspberry Pi Camera”;

• microcomputer “Raspberry Pi 2 model B" con sistema operativo “Raspbian"; • “Raspberry Pi 2 model B” microcomputer with “Raspbian” operating system;

• involucro a tenuta stagna in alluminio per videocamera e microcomputer; • watertight aluminum casing for video camera and microcomputer;

• ambiente di sviluppo per l’elaborazione delle immagini OpenCV; • development environment for processing OpenCV images;

• lampada direttiva a diodi led ad alta luminosità di colore giallo a 12V idonea per l’uso in cantieri stradali; • 12V high brightness yellow LED diode directive lamp suitable for use on road construction sites;

• sirena piezoelettrica 12V; e • 12V piezoelectric siren; And

• alimentatore 12V con batteria tampone alimentato da pannelli fotovoltaici. • 12V power supply with buffer battery powered by photovoltaic panels.

Inoltre, il microcomputer può prevedere una porta di rete (Ethernet, WiFi, seriale o altro) al fine di collegarvi un terminale durante le operazioni di installazione e manutenzione. Furthermore, the microcomputer can provide a network port (Ethernet, WiFi, serial or other) in order to connect a terminal to it during installation and maintenance operations.

L'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti nella modalità realizzativa e nell’algoritmo di analisi deN’immagine descritto - che può prevedere passi differenti -, tutte rientranti nell’ambito dell’invenzione descritta. The invention is susceptible of numerous modifications and variations in the manufacturing method and in the image analysis algorithm described - which may include different steps -, all falling within the scope of the invention described.

In conclusione, un sistema 1 secondo la presente invenzione comprende: uno o più sensori o moduli di rilevazione 2 contenenti una videocamera, collocati in modo da osservare un tratto di pista o strada; In conclusion, a system 1 according to the present invention comprises: one or more sensors or detection modules 2 containing a video camera, positioned so as to observe a stretch of track or road;

mezzi di elaborazione 100 comprendenti uno o più microcomputer (interni o esterni ai sensori 2) collegati alle videocamere; e processing means 100 comprising one or more microcomputers (internal or external to the sensors 2) connected to the video cameras; And

uno o più moduli di segnalazione 3 collegati ai microcomputer, finalizzati a notificare la condizione di allarme. one or more signaling modules 3 connected to the microcomputers, aimed at notifying the alarm condition.

Il sistema 1 si basa sul fatto che il software in esecuzione sul microcomputer elabora le immagini in tempo reale al fine di individuare la presenza di un ostacolo ed attivare di conseguenza uno o più segnalatori. Per chiarezza, si ribadisce che per ostacolo si intende la presenza di un elemento non presente neH’immagine di sfondo. The system 1 is based on the fact that the software running on the microcomputer processes the images in real time in order to identify the presence of an obstacle and consequently activate one or more indicators. For clarity, it is reiterated that an obstacle means the presence of an element not present in the background image.

Si ribadisce che i segnalatori comprendono mezzi di segnalazione visiva e/o acustica, preferibilmente realizzati mediante un segnalatore o indicatore luminoso ed un segnalatore acustico. In particolare, l'indicatore luminoso può essere realizzato tramite un pannello luminoso in grado di accendersi completamente, oppure di visualizzare differenti simboli per indicare sia la condizione di allarme sia vari stati di funzionamento del sistema. Inoltre, il collegamento tra i mezzi di elaborazione 100 e i moduli di segnalazione 3, cioè il collegamento tra microcomputer e segnalatori, può essere effettuato tramite coppie di fili (collegamento cablato) oppure tramite una rete telematica realizzata mediante cavo metallico o collegamento a radiofrequenza. It is reiterated that the indicators comprise means for visual and / or acoustic signaling, preferably realized by means of a signaling device or luminous indicator and an acoustic signaling device. In particular, the luminous indicator can be realized by means of a luminous panel able to turn on completely, or to display different symbols to indicate both the alarm condition and various operating states of the system. Furthermore, the connection between the processing means 100 and the signaling modules 3, ie the connection between the microcomputer and the signaling devices, can be carried out by means of pairs of wires (wired connection) or by means of a telematic network realized by means of a metal cable or radio frequency connection.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, come definito daH’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate. The present invention has been described up to now with reference to preferred embodiments. It is to be understood that there may be other embodiments that refer to the same inventive core, as defined by the scope of protection of the claims set out below.

Claims

CLAIMS 1. System (1) for detecting and signaling obstacles on a route, which system (1) comprises: at least one detection module (2), comprising image acquisition means (20) which can be positioned in correspondence with a first section of the path and configured to acquire images in sequence of the first section of the path; processing means (100), configured to process the images acquired by said acquisition means (20), said processing means (100) being configured to compare a background image of the first section of the path with a current image of said first section in such a way as to identify the appearance of an obstacle in this first section of the route; And at least one signaling module (3), which can be positioned along a second stretch of the path, which signaling module (3) is in communication with said processing means (100) and configured to signal the possible presence of an obstacle.

System (1) according to claim 1, in which said image acquisition means (20) operate continuously.

System (1) according to one of the preceding claims, wherein said image acquisition means (20) comprise at least one video camera.

System (1) according to one of the preceding claims, wherein said processing means (100) are included in said detection module (2).

System (1) according to one of the preceding claims, wherein said processing means (100) comprise at least one electronic processor.

System (1) according to one of the preceding claims, comprising a plurality of signaling modules (3), each configured for a remote location with respect to said detection module (2).

System (1) according to one of the preceding claims, wherein said or each signaling module (3) comprises visual and / or acoustic signaling means, in particular a siren and / or a light panel configured to reproduce visual signals, for example symbolic example and / or a mechanical movement flag warning device.

System (1) according to one of the preceding claims, wherein said processing means (100) and said or each signaling module (3) are connected via a wired connection or a telematic network.

System (1) according to one of the preceding claims, in which said processing means (100) process the images by eliminating from them the areas outside the path in order to avoid false alarms.