RU124514U1

RU124514U1 - VIDEO SURVEILLANCE SYSTEM FROM VEHICLE IN MOTION

Info

Publication number: RU124514U1
Application number: RU2012134288/08U
Authority: RU
Inventors: Сергей Юрьевич Полубояринов; Виктор Михайлович Лобанов; Юрий Васильевич Савченко; Артем Алексеевич Аракчеев; Артем Робертович Коломейцев; Павел Владимирович Квашнин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НОВЫЙ РАКУРС"
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2013-01-27

Abstract

Система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащая несколько транспортных средств, число которых определяется сложностью и площадью охраняемой территории, каждое из которых содержит видеокамеру высокого разрешения с возможностью изменения ее фокусного расстояния, и (или) изменения диафрагмы, и (или) настройки на фокус для обеспечения наведения на цель, подключенную через плату видеоввода к компьютеру, к которому подключено приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по радиоканалу через приемно-передающее устройство командного пункта с компьютером командного пункта, к которому подключен монитор наблюдения, на транспортном средстве установлены датчик измерения направления его перемещения, датчик пройденного пути и устройство тревожной сигнализации, соединенные с компьютером транспортного средства, к которому подключены первые приводы горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры высокого разрешения, выходы которых соединены с соответствующими входами первой пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру транспортного средства, а транспортное средство дополнительно содержит несколько видеокамер, подключенных к компьютеру через мультиплексор, часть из которых с перекрывающимися секторами обзора образует систему кругового видеонаблюдения, а одна из дополнительных видеокамер оборудована вторыми приводами горизонтального и вертикального перемещения, управляющие входы которых соединены с компьютером, а вторые выходы подключены к соответствующим входам втA video surveillance system from a vehicle in motion, containing several vehicles, the number of which is determined by the complexity and area of the protected area, each of which contains a high-resolution video camera with the ability to change its focal length, and (or) change the aperture, and (or) settings focus to provide guidance to a target connected via a video capture card to a computer to which a vehicle’s transceiver is connected, providing communication on the radio channel through the command and receiving unit of the command post with the command post computer to which the monitoring monitor is connected, a vehicle has a sensor for measuring the direction of its movement, a distance sensor and an alarm device connected to the vehicle computer, to which the first horizontal drives are connected and vertical movement of a high-resolution video camera, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first pair of horizon sensors angles of rotation and vertical angles connected to the vehicle’s computer by its outputs, and the vehicle additionally contains several video cameras connected to the computer via a multiplexer, some of which with overlapping viewing sectors form a video surveillance system, and one of the additional video cameras is equipped with second horizontal and vertical movement, the control inputs of which are connected to the computer, and the second outputs are connected to the corresponding inputs of T

Description

Настоящее техническое решение относится к области автоматизированного видеонаблюдения за охраняемыми объектами и распознавания образов и ситуаций.This technical solution relates to the field of automated video surveillance of protected objects and recognition of patterns and situations.

Известна система [1] автоматизированного видеонаблюдения и распознавания объектов и ситуаций, содержащая, по меньшей мере, одну видеокамеру, терминал наблюдения и, по меньшей мере, одно вычислительное устройство с памятью, реализованное на компьютере, выполняющем программно функции устройства распознавания цели соединенном с видеокамерой, а также, по меньшей мере, одну подвижную видеокамеру, выполненную с возможностью наведения на цель путем поворота в вертикальной и горизонтальной плоскости и изменения фокусного расстояния, в зависимости от получаемого от устройства распознавания цели управляющего сигнала.A known system [1] of automated video surveillance and recognition of objects and situations, containing at least one video camera, a monitoring terminal and at least one computing device with memory, implemented on a computer that performs software functions of the target recognition device connected to the video camera, as well as at least one movable video camera configured to aim at the target by turning in the vertical and horizontal plane and changing the focal length, depending STI obtained from the control signal of the target recognition apparatus.

Недостатком данной системы видеонаблюдения является ее сложность при контроле больших по площади охраняемых территорий и наличии на них большого числа многоэтажных зданий и сооружений, что требует размещения большого количества стационарных и подвижных видеокамер, средств управления и организации сложной локальной вычислительной сети.The disadvantage of this video surveillance system is its complexity in monitoring large protected areas and the presence of a large number of multi-storey buildings and structures, which requires the placement of a large number of stationary and mobile cameras, control tools and the organization of a complex local computer network.

Известна также система [2] видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащая установленную на транспортном средстве видеокамеру, подключенную через плату видеоввода к компьютеру, к которому подключено приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по радиоканалу через приемно-передающее устройство командного пункта с компьютером командного пункта, к которому подключен монитор наблюдения, на транспортном средстве установлен датчик измерения направления его перемещения, соединенный с компьютером транспортного средства, к которому подключен привод горизонтального и вертикального перемещения, соединенный с управляющим входом видеокамеры, при этом транспортное средство содержит дополнительно несколько видеокамер, подключенных к компьютеру через мультиплексор.Also known is a video surveillance system [2] from a vehicle in motion, comprising a video camera mounted on a vehicle, connected via a video capture card to a computer, to which a vehicle’s transmitting and receiving device is connected, which provides radio channel communication through the command and receive transmitting device with the computer of the command post to which the monitoring monitor is connected, a sensor for measuring the direction of its movement is installed on the vehicle, connected to the vehicle computer, to which the horizontal and vertical movement drive is connected, connected to the control input of the video camera, while the vehicle additionally contains several video cameras connected to the computer via a multiplexer.

Недостатками этой системы видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении являются: недостаточная точность определения координат транспортного средства и выделенных объектов и связанная с этим низкая надежность контроля, так как их координаты определяются с помощью глобальной навигационной системы и отсутствие сигнала спутниковой навигации (например, в радио-тени деревьев, крытых навесов и т.п.) приведет к неопределенности обозначения места положения транспортного средства; отсутствие четко выраженной траектории движения транспортного средства; ограниченность площади контролируемой (охраняемой) территории одним транспортным средством и невозможность организации контроля на сложной территории, содержащей множество стационарных объектов, включающих здания и всевозможные сооружения.The disadvantages of this video surveillance system from a vehicle in motion are: insufficient accuracy in determining the coordinates of the vehicle and selected objects and the associated low reliability of control, since their coordinates are determined using the global navigation system and the absence of a satellite navigation signal (for example, in radio - shadows of trees, covered canopies, etc.) will lead to uncertainty in the designation of the position of the vehicle; lack of a clearly defined vehicle trajectory; the limited area of the controlled (protected) territory by one vehicle and the impossibility of organizing control in a complex territory containing many stationary objects, including buildings and all kinds of structures.

Наиболее близкой к предлагаемой системе видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении является система [3] видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащая несколько транспортных средств, число которых определяется сложностью и площадью охраняемой территории, каждое из которых содержит видеокамеру (высокого разрешения) с возможностью изменения ее фокусного расстояния, и (или) изменения диафрагмы, и (или) настройки на фокус для обеспечения наведения на цель, подключенную через плату видеоввода к компьютеру, к которому подключено приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по радиоканалу через приемно-передающее устройство командного пункта с компьютером командного пункта, к которому подключен монитор наблюдения, на транспортном средстве установлены датчик измерения направления его перемещения, датчик пройденного пути и устройство тревожной сигнализации соединенные с компьютером транспортного средства, к которому подключены первые приводы горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры (высокого разрешения), выходы которых соединены с соответствующими входами первой пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота своими выходами подключенные к компьютеру транспортного средства, а транспортное средство дополнительно содержит несколько видеокамер, подключенных к компьютеру через мультиплексор, часть из которых, с перекрывающимися секторами обзора, образует систему кругового видеонаблюдения, а одна из дополнительных видеокамер оборудована вторыми приводами горизонтального и вертикального перемещения, управляющие входы которых соединены с компьютером, а вторые выходы подключены к соответствующим входам второй пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру.Closest to the proposed video surveillance system from a vehicle in motion is a video surveillance system [3] from a vehicle in motion, containing several vehicles, the number of which is determined by the complexity and area of the protected area, each of which contains a video camera (high resolution) with the ability to change its focal length, and (or) change the aperture, and (or) adjust the focus to provide guidance on a target connected via the board input to the computer to which the vehicle’s transmitting and receiving device is connected, providing radio communication through the command and receiving unit with the command station computer to which the surveillance monitor is connected, a vehicle has a sensor for measuring its direction of movement, a sensor for the distance traveled and alarm device connected to the vehicle computer, to which the first horizontal and vertical movement drives are connected I have video cameras (high resolution) whose outputs are connected to the corresponding inputs of the first pair of horizontal and vertical angle sensors with their outputs connected to the vehicle computer, and the vehicle additionally contains several cameras connected to the computer through a multiplexer, some of which with overlapping sectors overview, forms a system of all-round video surveillance, and one of the additional video cameras is equipped with second horizontal and vertical drives a displacement control inputs of which are connected with the computer, and the second outputs are connected to respective inputs of a second pair of horizontal and vertical rotation angles sensors their outputs are connected to the computer.

Недостатком этой системы видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении является отсутствие возможности определения непреодолимых препятствий на пути следования транспортного средства, например, в густой траве или под снегом на достаточно большом расстоянии (более одного метра), что при рабочей скорости движения транспортного средства не позволяет ему своевременно объехать обнаруженное препятствие, ограничивает его маневренность, приводит к наезду на препятствия и опрокидыванию.The disadvantage of this video surveillance system from a vehicle in motion is the inability to determine insurmountable obstacles along the vehicle, for example, in dense grass or under snow at a sufficiently large distance (more than one meter), which does not allow the vehicle to operate he timely drive around the detected obstacle, limits his maneuverability, leads to collision with obstacles and overturning.

Целью полезной модели является повышение надежности системы видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении путем своевременного обнаружения непреодолимых препятствий на пути следования транспортных средств.The purpose of the utility model is to increase the reliability of the video surveillance system from a vehicle in motion by the timely detection of insurmountable obstacles along the route of vehicles.

Для достижения поставленной цели в систему видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении, содержащей несколько транспортных средств, число которых определяется сложностью и площадью охраняемой территории, каждое из которых содержит видеокамеру (высокого разрешения) с возможностью изменения ее фокусного расстояния, и (или) изменения диафрагмы, и (или) настройки на фокус для обеспечения наведения на цель, подключенную через плату видеоввода к компьютеру, к которому подключено приемно-передающее устройство транспортного средства, обеспечивающее связь по радиоканалу через приемно-передающее устройство командного пункта с компьютером командного пункта, к которому подключен монитор наблюдения, на транспортном средстве установлены датчик измерения направления его перемещения, датчик пройденного пути и устройство тревожной сигнализации, соединенные с компьютером транспортного средства, к которому подключены первые приводы горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры (высокого разрешения), выходы которых соединены с соответствующими входами первой пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота своими выходами подключенные к компьютеру транспортного средства, а транспортное средство дополнительно содержит несколько видеокамер, подключенных к компьютеру через мультиплексор, часть из которых, с перекрывающимися секторами обзора, образует систему кругового видеонаблюдения, а одна из дополнительных видеокамер оборудована вторыми приводами горизонтального и вертикального перемещения, управляющие входы которых соединены с компьютером, а вторые выходы подключены к соответствующим входам второй пары датчиков горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру, введены, установленные на транспортном средстве, две мультиспектральные телекамеры, соединенные с компьютером транспортного средства, расположенные под определенным углом друг относительно друга и образующие систему стереонаблюдения.To achieve this goal, a video surveillance system from a vehicle in motion containing several vehicles, the number of which is determined by the complexity and area of the protected area, each of which contains a video camera (high resolution) with the ability to change its focal length, and (or) change apertures and / or focus settings to provide guidance to a target connected via a video capture card to a computer to which a transceiver is connected means of providing communication via a radio channel through the command and receiving unit of the command post with the computer of the command post to which the monitoring monitor is connected, a vehicle has a sensor for measuring its direction of movement, a sensor for the distance traveled and an alarm device connected to the vehicle computer to to which the first drives of horizontal and vertical movement of the camera (high resolution) are connected, the outputs of which are connected to the corresponding inputs The odes of the first pair of sensors of horizontal and vertical rotation angles are connected to the vehicle’s computer by their outputs, and the vehicle additionally contains several video cameras connected to the computer via a multiplexer, some of which, with overlapping viewing sectors, form a video surveillance system, and one of the additional video cameras equipped with second drives of horizontal and vertical movement, the control inputs of which are connected to the computer, and the second outputs Two multispectral cameras connected to the vehicle computer, located at a certain angle relative to each other and forming a stereo monitoring system, are connected to the corresponding inputs of the second pair of sensors of horizontal and vertical rotation angles, connected to a computer with their outputs, and installed on the vehicle;

Сущность полезной модели поясняется на чертежах (фиг.1 и фиг.2), где на фиг.1 приведена структурная схема системы на примере одного транспортного средства, а на фиг.2 принцип ее работы с использованием нескольких транспортных средств.The essence of the utility model is illustrated in the drawings (Fig. 1 and Fig. 2), where Fig. 1 shows a structural diagram of a system using an example of one vehicle, and Fig. 2 illustrates the principle of its operation using several vehicles.

На каждом транспортном средстве 1 (фиг.1), число которых выбирается с учетом сложности и протяженности охраняемой территории, установлена видеокамера 2 высокого разрешения, с возможностью изменения ее фокусного расстояния, и (или) изменения диафрагмы, и (или) настройки на фокус для обеспечения наведения на цель, подключенная через плату видеоввода 3 к компьютеру 4, к которому подключено приемно-передающее устройство 5 с антенной 6. К компьютеру 4 также подключены датчик 7 измерения направления перемещения (компас или гироскоп), датчик 8 пройденного пути (одометр), мультиспектральные телекамеры 9 и 10, устройство 11 тревожной сигнализации (сирена и проблесковый фонарь). Видеокамера 2 высокого разрешения также оборудована первыми приводами 12 горизонтального и вертикального перемещения, ко вторым выходам которых подключена первая пара датчиков 13 горизонтального и вертикального углов поворота видеокамеры 2 высокого разрешения. Выходы датчиков 13 горизонтального и вертикального углов поворота и управляющие входы приводов 12 горизонтального и вертикального перемещения видеокамеры 2 высокого разрешения подключены к компьютеру 4, к которому также подключены дополнительные видеокамеры 14 через мультиплексор 15.On each vehicle 1 (Fig. 1), the number of which is selected taking into account the complexity and length of the protected area, a high-resolution video camera 2 is installed, with the ability to change its focal length, and (or) change the aperture, and (or) adjust the focus for providing guidance to a target connected via a video capture card 3 to a computer 4, to which a transmitting and receiving device 5 with an antenna 6 is connected. A sensor 7 for measuring the direction of movement (compass or gyroscope) is also connected to the computer 4, sensor 8 is passed Ways (odometer), multispectral cameras 9 and 10, alarm device 11 (siren and flashing light). The high-definition video camera 2 is also equipped with the first drives 12 of horizontal and vertical movement, to the second outputs of which a first pair of sensors 13 of the horizontal and vertical rotation angles 13 of the high-resolution video camera 2 is connected. The outputs of the sensors 13 horizontal and vertical rotation angles and the control inputs of the drives 12 horizontal and vertical movement of the high-definition video camera 2 are connected to a computer 4, to which additional video cameras 14 are also connected via a multiplexer 15.

Из числа дополнительных видеокамер 14, например, четыре (14.1-14.4), образуют устройство кругового видеообзора с фиксацией движущихся объектов и их координат, и одна управляемая видеокамера 14.5 кругового обзора, обеспечивающая «обучение» транспортного средства и его последующее движение по заданному маршруту. Причем управление видеокамерой 14.5 осуществляется от компьютера 4 через вторые приводы 16 горизонтального и вертикального перемещения, ко вторым выходам которых подключена вторая пара датчиков 17 горизонтального и вертикального углов поворота, своими выходами подключенные к компьютеру 4.Out of the number of additional video cameras 14, for example, four (14.1-14.4) form a circular video review device with fixation of moving objects and their coordinates, and one controllable video surveillance camera 14.5 providing "training" of the vehicle and its subsequent movement along a given route. Moreover, the control of the video camera 14.5 is carried out from the computer 4 through the second drives 16 of horizontal and vertical movement, to the second outputs of which are connected a second pair of sensors 17 of horizontal and vertical angles of rotation, their outputs connected to the computer 4.

На командном пункте 18 находится компьютер 19 командного пункта, к которому подключен монитор 20 наблюдения и приемно-передающее устройство 21 командного пункта с антенной 22. Связь между антенной 6 транспортного средства и антенной 22 командного пункта осуществляется по радиоканалу связи 23.At command post 18, there is a command post computer 19 to which a monitoring monitor 20 and a command and receive device 21 of the command post with an antenna 22 are connected. Communication between the vehicle antenna 6 and the command post antenna 22 is carried out via a radio communication channel 23.

Перед практическим применением системы видеонаблюдения проводят подготовку охраняемой территории (см. фиг.2) и «обучение» каждого транспортного средства для его автономного движения по заданному маршруту. С этой целью на карте-схеме охраняемой территории прокладывают траектории движения от точки А до точки В каждого транспортного средства системы видеонаблюдения и выбирают их количество (на фиг.2, в качестве примера, представлены шесть транспортных средств) с таким расчетом, чтобы обеспечить контроль за каждым участком возможного проникновения злоумышленников на охраняемую территорию. Далее оператор со своим компьютером поочередно подключается к компьютеру 4 каждого транспортного средства и уже на местности (управляя транспортным средством со своего компьютера) проводит транспортное средство по заданному маршруту (траектории) периодически (через определенные расстояния) останавливаясь и фиксируя с помощью управляемой видеокамеры 14.5 опорные объекты (здания, деревья, фонари и т.п.).Before the practical use of the video surveillance system, they prepare the protected area (see figure 2) and “train” each vehicle for its autonomous movement along a given route. To this end, on the map-diagram of the protected area, trajectories are laid from point A to point B of each vehicle of the video surveillance system and their number is selected (in figure 2, six vehicles are presented as an example) in such a way as to provide control over each site of the possible penetration of attackers into the protected area. Next, the operator with his computer alternately connects to the computer 4 of each vehicle and already on the ground (driving the vehicle from his computer) guides the vehicle along a given route (trajectory) periodically (over certain distances), stopping and fixing reference objects using a controlled video camera 14.5 (buildings, trees, lights, etc.).

Видеоизображения опорных объектов, фиксируемые компьютером 4 «обучаемого» транспортного средства через заданные расстояния и соответствующие им углы поворота φ дают возможность вычислить и запомнить в памяти компьютера 4 траекторию движения, по которой «обученное» транспортное средство в дальнейшем будет осуществлять самостоятельное движение.Video images of the reference objects recorded by the computer 4 of the “trained” vehicle through the given distances and the corresponding rotation angles φ make it possible to calculate and remember the trajectory of movement along the computer 4 along which the “trained” vehicle will continue to independently move.

В процессе движения транспортного средства по заданной траектории камеры 14.1-14.4 кругового обзора (каждая в своем секторе) фиксируют наличие на охраняемом участке движущихся объектов и, при их обнаружении, компьютер 4, с помощью приводов 12 горизонтального и вертикального поворота наводит видеокамеру 2 высокого разрешения на обнаруженный движущийся объект.During the vehicle’s movement along a predetermined path of the camera 14.1-14.4 of a circular view (each in its own sector), the presence of moving objects in the protected area is recorded and, when they are detected, computer 4, using horizontal and vertical rotation drives 12, induces a high-resolution video camera 2 to detected moving object.

При идентификации с помощью видеокамеры 2 высокого разрешения в движущемся объекте человека компьютер 4 транспортного средства дает команду на устройство 11 тревожной сигнализации для включения сирены и проблескового фонаря. Одновременно, по горизонтальному углу β и расстоянию до человека, вычисляемого компьютером 4 исходя из заданного среднего роста человека и вертикального угла поворота видеокамеры 2 высокого разрешения (на фиг.2 не показан), определяются координаты нарушителя, которые посредством приемно-передающих устройств 5 и 21 передаются на командный пункт 18 для отображения на мониторе 20 возникшей ситуации и принятия решения.When identifying with a high-definition video camera 2 in a moving object of a person, the vehicle computer 4 gives a command to the alarm device 11 to turn on the siren and flashing light. At the same time, according to the horizontal angle β and the distance to the person calculated by the computer 4 based on the given average person height and the vertical angle of rotation of the high-resolution video camera 2 (not shown in FIG. 2), the coordinates of the intruder are determined, which are transmitted via transmitting and receiving devices 5 and 21 transmitted to the command post 18 to display on the monitor 20 the situation and making a decision.

В случае появления на пути следования транспортного средства посторонних непреодолимых предметов, незаметных в видимом спектре частот (в высокой траве, глубоком снегу и т.п.), они своевременно обнаруживаются (за счет стереоэффекта и по разности температур окружающей среды и посторонних предметов) мультиспектральными телекамерами 9 и 10 в инфракрасном диапазоне волн. Транспортное средство обходит эти предметы и, ориентируясь по ранее отмеченным опорным объектам, вновь выходит на заданную траекторию движения.In the case of the appearance on the route of the vehicle of foreign insurmountable objects that are invisible in the visible frequency spectrum (in tall grass, deep snow, etc.), they are detected in a timely manner (due to the stereo effect and the difference in ambient temperature and foreign objects) with multispectral cameras 9 and 10 in the infrared wavelength range. The vehicle bypasses these objects and, guided by the previously marked supporting objects, again goes to a given trajectory.

ЛитератураLiterature

1 Патент RU 2268497 С2 (аналог). Система и способ автоматизированного видеонаблюдения и распознавания объектов и ситуаций. Опубликовано в БИ№02 от 20.01.2006 г.1 Patent RU 2268497 C2 (analogue). System and method for automated video surveillance and recognition of objects and situations. Published in BI02 as of January 20, 2006

2 Патент RU 2326445 С2 (аналог). Способ и система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении. Опубликовано в БИ№16 от 10.06.2008 г.2 Patent RU 2326445 C2 (analogue). The method and system of video surveillance from a vehicle in motion. Published in BI№16 from 06/10/2008

3 Патент RU 106785 U1 на полезную модель (прототип). Система видеонаблюдения с транспортного средства, находящегося в движении. Опубликовано 20.07.2011 г.3 Patent RU 106785 U1 for utility model (prototype). Video surveillance system from a vehicle in motion. Published July 20, 2011

Claims

A video surveillance system from a vehicle in motion, containing several vehicles, the number of which is determined by the complexity and area of the protected area, each of which contains a high-resolution video camera with the ability to change its focal length, and (or) change the aperture, and (or) settings focus to provide guidance to a target connected via a video capture card to a computer to which a vehicle’s transceiver is connected, providing communication on the radio channel through the command and receiving unit of the command post with the command post computer to which the monitoring monitor is connected, a vehicle has a sensor for measuring the direction of its movement, a distance sensor and an alarm device connected to the vehicle computer, to which the first horizontal drives are connected and vertical movement of a high-resolution video camera, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first pair of horizon sensors angles of rotation and vertical angles connected to the vehicle’s computer by its outputs, and the vehicle additionally contains several video cameras connected to the computer via a multiplexer, some of which with overlapping viewing sectors form a video surveillance system, and one of the additional video cameras is equipped with second horizontal and vertical movement, the control inputs of which are connected to the computer, and the second outputs are connected to the corresponding inputs of T A pair of sensors of horizontal and vertical rotation angles connected to a computer with their outputs, characterized in that two multispectral cameras mounted on the vehicle are connected to the vehicle computer and located at a certain angle relative to each other and forming a stereo surveillance system.