RU196605U1 - Устройство автоматического мониторинга позиционирования видеомодуля - Google Patents

Abstract

Заявляемое устройство автоматического мониторинга позиционирования видеомодуля (АМПВ) относится к области видеонаблюдения, в частности к системам фото- и видеофиксации, например, для автоматизированного контроля за соблюдением правил дорожного движения транспортными средствами. Технический результат заключается в повышении точности позиционирования видеокамеры, достигаемый тем, что устройство автоматического мониторинга позиционирования видеомодуля содержит: позиционируемую дистанционно управляемую видеокамеру; блок обработки данных (микроконтроллер); блок преобразования сигнала; трехосевой магнитометр. Видеомодуль реализован в виде цветной или черно-белой видеокамеры. Устройство АМПВ закреплено на видеомодуле или внутри термокожуха видеомодуля. Устройство АМПВ содержит встроенный блок питания элементов устройства. Блок связи дистанционно связан с центром обработки данных через стандартный протокол передачи данных. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область применения

Заявляемое устройство относится к области видеонаблюдения, в частности к системам фото- и видеофиксации, например, для автоматизированного контроля за соблюдением правил дорожного движения транспортными средствами.

Уровень техники

В настоящее время существует большое количество систем контроля за соблюдением правил дорожного движения с помощью фотовидеофиксации, в т.ч. автоматической, и выявления административных правонарушений, совершенных участниками дорожного движения - транспортными средствами, путем определения географических координат местоположения транспортного средства с привязкой к установленным в соответствующей местности режимам ограничений для эксплуатации транспортных средств и шкале времени по сигналам систем навигации с последующей отправкой сведений на удаленный сервер (центр обработки данных ЦОД) и передачей данных в уполномоченный орган государственной власти или иную внешнюю систему. В качестве примера можно привести комплекс для выявления нарушений правил парковки «ПАРКОН» см. http://www.simicon.ru/rus/product/gun/parkon.html (опубликовано 01.02.2011 г.).

Известные системы включают в себя не менее одной фотовидеокамеры.

При использовании фотовидеокамеры для видеонаблюдения важной характеристикой ее функционирования является ошибка позиционирования камеры, которая зависит от разных причин: от степени износа механизма, его начальной точности, калибровки камеры, а также от природных факторов (сильный ветер) или человеческого фактора (вандализм). Ошибка позиционирования камеры влияет на точность определения времени фиксации и координат местоположения транспортного средства.

Однако, в указанных известных системах контроля не решается проблема уменьшения ошибки позиционирования камеры, поэтому недостатками рассмотренных выше систем является высокая вероятность ошибки при установлении фактов нарушения правил дорожного движения.

Известен портативный комплекс фотовидеофиксации правонарушений, совершенных участниками дорожного движения, по патенту на полезную модель №179452 (заявка: 2017118062, МПК G08G 1/01. Опубликовано: 15.05.2018) [1], который состоит из защищенного планшетного устройства с жидкокристаллическим дисплеем, емкостным сенсорным экраном повышенной чувствительности и прочности, телекоммуникационным устройством беспроводной, в т.ч. мобильной связи, блоком памяти и хранения данных, вычислительным и навигационным блоками для оперативной удаленной передачи данных в центр обработки и передачи информации (удаленный сервер) по беспроводной сети передачи данных, в т.ч. времени и координат нахождения фиксируемого транспортного средства, встроенной антенной, динамиком и микрофоном, двумя фотовидеокамерами с фотовспышкой, автофокусом и интегрированным дополнительным источником света, разъемами внешних соединений для присоединения дополнительных функциональных модулей. Содержит ударопрочный корпус, снабжен магнитометром, гироскопом, акселерометром, обеспечивающими адаптацию работы устройства к внешним факторам, автоматическую регулировку качества и ориентации изображения, а также повышение точности управления устройством и работы навигационного модуля, снабжен NFS-модулем бесконтактного считывания смарт-карт, датчиком освещенности и приближения.

Навигационный блок представлен модулями приема сигналов навигационных аппаратов космических навигационных систем, работающими в системах GPS / ГЛОНАСС / BEIDOU. Встроенные в корпус полезной модели магнитометр, гироскоп и акселерометр, обеспечивают адаптацию работы устройства к внешним факторам, автоматическую регулировку качества и ориентации изображения, а также повышение точности управления устройством и улучшение качества и скорости ориентации в пространстве, что позволяет избежать ошибок, связанных с определением времени фиксации и координат местоположения транспортного средства.

Однако, известный комплекс фотовидеофиксации правонарушений выполнен портативным и не предназначен для стационарного размещения на дорожных трассах и магистралях. Кроме того, не указано, за счет каких параметров происходит повышение точности управления устройством, а наличие трех элементов: магнитометра, гироскопа и акселерометра усложняют устройство.

Известно устройство для автоматизированного контроля за соблюдением правил дорожного движения транспортными средствами по патенту на полезную модель №127504 (МПК G08G 1/01, заявка №2012143997, дата подачи заявки: 16.10.2012. Опубликовано: 27.04.2013. Патентообладатель ООО "Технологии Распознавания" (RU) [2], включающее первую видеокамеру, выполненную с возможностью фото- и/или видеофиксации государственного регистрационного знака контролируемого транспортного средства, вторую видеокамеру, которая является обзорной, приемник сигналов ГЛОНАСС/GPS, блок управления и визуализации, выполненный в виде монитора с возможностью сенсорного управления функциями устройства, блок обработки информации и блок хранения данных. Устройство дополнительно содержит электронный компас, установленный неподвижно относительно первой видеокамеры, и передающий в блок обработки информации численное значение отклонения этой видеокамеры от направления Севера в текущий момент времени. Блок обработки информации дополнительно содержит модуль, отвечающий за определение координат и скорости движения фиксируемого транспортного средства и получающий информацию с первой видеокамеры, электронного компаса и приемника сигналов ГЛОНАСС/GPS. В целях повышения точности идентификации координат устройства оно может содержать более одного приемника сигналов ГЛОНАСС/GP.

В известном устройстве учитывается текущее значение отклонения видеокамеры только от одного направления-направления Севера, что является недостаточным для определения ошибки позиционирования видеокамеры.

Наиболее точным является учет смещения видеокамеры по трем осям магнитного поля Земли.

Технический результат - повышение точности позиционирования видеокамеры.

Раскрытие полезной модели

Технический результат достигается тем, что устройство автоматического мониторинга позиционирования видеомодуля включает:

- позиционируемую дистанционно управляемую видеокамеру;

- блок обработки данных(микроконтроллер);

- блок преобразования сигнала;

- трехосевой магнитометр.

Причем видеомодуль реализован в виде цветной или черно-белой видеокамеры.

Причем устройство АМПВ закреплено на видеомодуле.

Причем устройство закреплено внутри термокожуха видеомодуля.

Полезная модель иллюстрируется следующими фигурами

Фиг. 1 - структурная схема устройства.

Фиг. 2 - алгоритм работы устройства.

Осуществление полезной модели

Видеомодуль представляет собой моноблочный прибор, который устанавливается на опоре на контролируемом участке дороги или на передней панели патрульного автомобиля с помощью специального кронштейна и подключается к сети автомобиля.

Видеомодуль может быть реализован в виде цветной или черно-белой видеокамеры, предназначенной для формирования фото- и видеокадров дорожно-транспортной обстановки. Видеокамера может быть заключена в защитный термокожух.

Схема устройства АМПВ приведена на фиг. 1.

Устройство автоматического мониторинга позиционирования видеомодуля (АМПВ) содержит блок 2 обработки данных - микроконтроллер; блок 3 связи; трехосный магнитометр 4, - передающий в блок 2 обработки данных значение механического отклонения от исходного состояния видеокамеры по любой из трех осей магнитного поля Земли в текущий момент времени.

Трехосный магнитометр 4 связан через шину данных 6 с микроконтроллером 2, который в свою очередь соединен через шину данных 7 с блоком 3 связи.

Устройство АМПВ жесткой связью 9 закреплено на видеокамере 1 или внутри ее термокожуха. Жесткая связь 9 может быть осуществлена с помощью клея или механического крепления скобой, болтовым соединением и т.п.

Трехосный магнитометр 4 является устройством позиционирования географического местоположения видеокамеры путем измерения величины напряженности магнитного поля по трем осям (х, y, z), т.е. в каждом аксиальном направлении в месте расположения камеры; он имеет высокую точность измерения магнитного поля по всем осям. Благодаря повышенной точности магнитометр определяет направление в местах, где магнитное поле земли ниже среднего, как например, в металлических зданиях или в странах, находящихся в высоких географических широтах (Россия, Канада, Норвегия, и т.д.). Вдобавок, магнитная часть имеет встроенную систему компенсации внутреннего смещения, что минимизирует необходимость калибровки датчика и предоставляет точную информацию, даже когда сигналы GPS или ГЛОНАС не доступны. Трехосный магнитометр 4 может быть реализован на микросхеме LSM303DLHC (https://kra.terraelectronica.ru/news/1232.Опубликовано 20.07.2011).

Блок 2 обработки данных представляет собой микроконтроллер, который содержит программное обеспечение. Блок 2 отвечает за фиксацию координат, он получает информацию от трехосного магнитометра 4 и передает обработанные данные в блок 3 связи с ЦОД . Блок 2 обработки данных может быть реализован, например, на микросхеме PIC12F675 (см. http://www.microchip.ru/d-sheets/41190.htm:PIC12F675:1x1. Опубликовано 04.08.2007).

В качестве шины 6 данных может быть использована шина I2C. В качестве шины 7 данных может быть использован интерфейс RC 232.

Блок 3 связи предназначен для передачи данных на удаленный компьютер ЦОД, и может быть реализован на микросхеме CP12102. Блок 3 связи может быть соединен с ЦОД (10) с помощью одной из стандартных систем передачи данных, например, Ethernet.

Устройство содержит также встроенный блок 5 питания, который может быть реализован на микросхеме LM7803 (производитель Ten Power, см. http://www.datasheetcafe.com/lm7803-datasheet-regulator/ Опубликовано 12.03.2016).

Работа

Алгоритм работы заявляемого устройства приведен на фиг. 2.

При помощи магнитометра 4 устройство АМПВ фиксирует отклонение видеокамеры 1 относительно любой из осей (XY,Z) магнитного поля Земли. При первом включении программное обеспечение, размещенное в блоке 2 обработки данных, фиксирует первичное отклонение видеокамеры 1, в дальнейшем устройство АМПВ продолжает фиксировать положение видеокамеры через заданные промежутки времени (Δt). При смещении видеокамеры по любой из осей (XY,Z) магнитного поля Земли происходит изменение позиции устройства АМПВ относительно магнитного поля. Магнитометр 4 по шине 6 передает информацию в блок 2 обработки данных. Программным обеспечением фиксируется разница данного отклонения от первоначального. Если эта разница превышает установленную, блок 2 по шине 7 выдается соответствующее сообщение блоку 3 с последующей передачей в ЦОД для принятия дальнейшего решения.

Таким образом устройство АМПВ автоматизирует мониторинг позиционирования видеокамеры, с учетом смещения видеокамеры по трем осям магнитного поля Земли, чем достигается заявленный технический результат - повышение точности позиционирования видеокамеры.

Примеры конкретного выполнения

Ниже приведены неисчерпывающие примеры конкретного выполнения заявляемого устройства.

Пример 1.Устройство автоматического мониторинга позиционирования видеомодуля (АМПВ) содержит блок 2 обработки данных - микроконтроллер; блок 3 связи; трехосный магнитометр 4, - передающий в блок 2 обработки данных значение механического отклонения от исходного состояния видеокамеры по любой из трех осей магнитного поля Земли в текущий момент времени. Трехосный магнитометр 4 связан через шину данных 6 с микроконтроллером 2, который в свою очередь соединен через шину данных 7 с блоком 3 связи.

Видеомодуль выполнен в виде цветной видеокамеры.

Устройство АМПВ жесткой связью 9 закреплено на видеокамере 1. Жесткая связь 9 осуществлена с помощью клея.

Трехосный магнитометр 4 реализован на микросхеме LSM303DLHC (https://kra.terraelectronica.ru/news/1232.Опубликовано 20.07.2011).

Блок 2 обработки данных представляет собой микроконтроллер, который содержит программное обеспечение. Блок 2 отвечает за фиксацию координат, он получает информацию от трехосного магнитометра 4 и передает обработанные данные в блок 3 связи с ЦОД . Блок 2 обработки данных реализован на микросхеме PIC12F675 (см. http://www.microchip.ru/d-sheets/41190.htm:PIC12F675:1x1. Опубликовано 04.08.2007).

В качестве шины 6 данных использована шина I2C. В качестве шины 7 данных использован интерфейс RC 232.

Блок 3 связи предназначен для передачи данных на удаленный компьютер центра обработки данных (ЦОД), и реализован на микросхеме CP12102. Блок 3 связи соединен с ЦОД (10) с помощью стандартной систем передачи данных Ethernet.

Устройство содержит встроенный блок 5 питания, который реализован на микросхеме LM7803 (производитель Ten Power, см. http://www.datasheetcafe.com/lm7803-datasheet-regulator/ Опубликовано 12.03.2016).

Пример 2.

Пример 2 выполнен аналогично примеру 1, однако видеомодуль выполнен в виде черно-белой видеокамеры, снабжен защитным термокожухом, а устройство АМПВ закреплено внутри термокожуха с помощью механического крепления скобой.

Промышленная применимость

Заявляемое устройство АМПВ найдет применение в системах фото- и видеофиксации, например, для автоматизированного контроля за соблюдением правил дорожного движения транспортными средствами.

Источники информации

1. Патент на полезную модель РФ №130334 Система мониторинга и контроля открытых платных парковок (заявка: 2017118062, МПК G08G 1/01. Опубликовано: 15.05.2018 ).

2. Патент на полезную модель РФ №135828 Система автоматизированного мониторинга транспортного потока с функцией определения средней скорости транспортных средств. (МПК G08G 1/01, заявка №2012143997, дата подачи заявки: 16.10.2012. Опубликовано: 27.04.2013).

3. Патент на изобретение №2584816 Способ и система для уменьшения ошибки позиционирования PTZ камеры (Заявка: 2015120455, опубликовано 29.05.2015).

4. Патент на полезную модель РФ №161620 Устройство уменьшения ошибки позиционирования PTZ-камеры Заявка: 2015120454, опубликовано 27.04.2016.

5. Патент на полезную модель РФ №162545 Устройство уменьшения ошибки позиционирования для PTZ камеры. Заявка: 2015129265, опубликовано 17.07.2015

6. Патент на полезную модель РФ №179452.Портативный комплекс фотовидеофиксации правонарушений, совершенных участниками дорожного движения, Заявка: 2017118062, МПК G08G 1/01. Опубликовано: 15.05.2018.

Claims (6)

1. Устройство автоматического мониторинга позиционирования видеомодуля, характеризующееся тем, что устройство жестко соединено с позиционируемой дистанционно управляемой видеокамерой и содержит трехосный магнитометр, передающий в блок обработки данных значение механического отклонения от исходного состояния видеокамеры по любой из трех осей магнитного поля Земли в текущий момент времени; устройство также содержит блок обработки данных; блок связи, при этом трехосный магнитометр связан через первую шину данных с блоком обработки данных, который в свою очередь соединен через вторую шину данных с блоком связи.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что видеомодуль реализован в виде цветной или черно-белой видеокамеры.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство закреплено на видеомодуле.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство закреплено внутри термокожуха видеомодуля.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство содержит встроенный блок питания элементов устройства.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок связи дистанционно связан с центром обработки данных через стандартный протокол передачи данных.

Images