RU2580332C1 - Method for determination of geographic coordinates of vehicles - Google Patents
Method for determination of geographic coordinates of vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580332C1 RU2580332C1 RU2014141954/28A RU2014141954A RU2580332C1 RU 2580332 C1 RU2580332 C1 RU 2580332C1 RU 2014141954/28 A RU2014141954/28 A RU 2014141954/28A RU 2014141954 A RU2014141954 A RU 2014141954A RU 2580332 C1 RU2580332 C1 RU 2580332C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- video camera
- vehicle
- camera
- coordinates
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/123—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/017—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles
- G08G1/0175—Detecting movement of traffic to be counted or controlled identifying vehicles by photographing vehicles, e.g. when violating traffic rules
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способу определения абсолютных географических координат транспортных средств. Изобретение может быть использовано в системах управления и контроля за подвижными наземными объектами, в частности автотранспортными средствами, а также для выявления и фиксации случаев нарушения правил дорожного движения и других ограничений для транспортных средств.The invention relates to instrumentation, in particular to a method for determining the absolute geographical coordinates of vehicles. The invention can be used in control systems and monitoring of moving ground objects, in particular vehicles, as well as to identify and record cases of violation of traffic rules and other restrictions for vehicles.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время известно несколько способов определения координат транспортных средств. Наиболее широко используются способы, позволяющие отслеживать отдельные транспортные средства с помощью системы спутниковой навигации.Currently, there are several methods for determining the coordinates of vehicles. The most widely used methods to track individual vehicles using a satellite navigation system.
Общим недостатком таких систем является необходимость установки на каждом идентифицируемом транспортном средстве специального навигационного приемника и средств обработки спутниковых сигналов. Кроме того, подобные системы не дают точную информацию о местоположении транспортного средства. Результаты, полученные таким способом, имеют значительные погрешности, что не позволяет использовать их, например, в системах и способах автоматизированного учета нарушений правил дорожного движения, где требуется определение точных географических координат транспортного средства.A common drawback of such systems is the need to install on each identified vehicle a special navigation receiver and satellite signal processing facilities. In addition, such systems do not provide accurate vehicle location information. The results obtained in this way have significant errors, which does not allow their use, for example, in systems and methods for automatically recording violations of traffic rules, where it is necessary to determine the exact geographical coordinates of the vehicle.
Известна система обнаружения и идентификации транспортных средств (патент РФ №2514025, МПК G08G 1/017, 1/042, B60R 13/10, опубл. 27.04.2014 г.), содержащая установленные на транспортных средствах электронные средства идентификации с электронной памятью и считыватель для чтения и/или записи информации с электронных средств идентификации частотного диапазона HF, при этом электронные средства идентификации транспортного средства выполнены в виде встроенного в регистрационный номерной знак транспортного средства резонатора, содержащего многовитковую рамку и соединенный с ней микрочип, запитываемый электрическим током, индуцируемым внешним переменным магнитным полем, с энергонезависимой памятью, обеспечивающей хранение идентификационных данных транспортного средства, включающих, по меньшей мере, данные о регистрационном номере транспортного средства.A known system for detecting and identifying vehicles (RF patent No. 2514025, IPC G08G 1/017, 1/042, B60R 13/10, publ. 04/27/2014), containing electronic means of identification with electronic memory installed on vehicles and a reader for reading and / or writing information from electronic means of identifying the frequency range HF, while the electronic means of identifying the vehicle are made in the form of a resonator integrated in the registration number plate of the vehicle containing a multi-turn frame and a microchip connected to it, powered by an electric current induced by an external alternating magnetic field, with non-volatile memory, providing storage of vehicle identification data, including at least the registration number of the vehicle.
Для обнаружения транспортных средств, в том числе находящихся в угоне, используют также радиопоисковые системы (см., например, патент РФ №2244642, МПК B60R 25/00, опубл. 20.01.2005 г.). Для этих целей на охраняемом транспортном средстве устанавливают специальные абонентские комплексы, которые взаимодействуют с радиопоисковыми комплексами быстрого реагирования и способны передавать информацию о местоположении транспортного средства и даже блокировать его передвижение в ответ на соответствующие радиосигналы.To detect vehicles, including those being stolen, radio search systems are also used (see, for example, RF patent No. 224642, IPC B60R 25/00, published on January 20, 2005). For these purposes, special subscriber complexes are installed on the guarded vehicle, which interact with fast-response radio-search complexes and are capable of transmitting vehicle location information and even blocking its movement in response to corresponding radio signals.
Вышеописанные системы требуют оснащения каждого идентифицируемого транспортного средства дополнительным оборудованием, которое будет передавать сигналы на стационарные приемники только при нахождении транспортного средства в непосредственной близости от них. Полученная таким образом информация о местонахождении транспортного средства не является достаточно полной и достоверной.The above systems require equipping each identified vehicle with additional equipment that will transmit signals to stationary receivers only when the vehicle is in close proximity to them. The information obtained on the location of the vehicle thus obtained is not sufficiently complete and reliable.
Известен способ определения скорости движения и координат транспортных средств с последующей их идентификацией и автоматической регистрацией нарушений правил дорожного движения (патент РФ №2382416, МПК G08G 1/052, 1/017, G07C 5/08, опубл. 20.02.2010 г.), в котором импульсы радиолокатора излучают синхронно с видеосъемкой того же участка дорожного полотна видеокамерой панорамного обзора, вычисляют координаты и скорости транспортных средств, находящихся в кадре, после чего сравнивают получаемые независимо друг от друга посредством радиолокатора и видеокамеры панорамного обзора потоки данных, содержащие значения скоростей и координат всех ТС, находящихся в текущий момент на выбранном участке дорожного полотна, причем для получения метрологически достоверных данных о скоростях и координатах ТС используют данные радиолокатора, а за достоверные данные о координатах тех же ТС принимают данные, полученные от видеокамеры панорамного обзора.A known method of determining the speed and coordinates of vehicles with their subsequent identification and automatic registration of violations of the rules of the road (RF patent No. 2382416, IPC G08G 1/052, 1/017, G07C 5/08, published on 02.20.2010), in which the radar pulses are emitted synchronously with the video recording of the same section of the roadway with a panoramic camera, the coordinates and speeds of the vehicles in the frame are calculated, and then obtained independently from each other by means of the radar and the video camera Panorama view streams data streams containing the values of the speeds and coordinates of all vehicles currently located on a selected section of the roadway, and radar data is used to obtain metrologically reliable data on the speeds and coordinates of the vehicles, and data is taken for reliable data on the coordinates of the same vehicles received from a panoramic camera.
Указанный способ позволяет установить лишь координаты движущегося транспортного средства в момент прохождении им вблизи стационарной зоны контроля, он требует использования более сложного оборудования и неэффективен в условиях города. Подобные пункты контроля размещают в основном на дорогах с большой пропускной способностью для контроля скоростного режима.This method allows you to set only the coordinates of a moving vehicle at the time it passes near the stationary control zone, it requires the use of more sophisticated equipment and is inefficient in a city. Such control points are located mainly on roads with high traffic capacity for speed control.
В современных условиях особенно актуальной стала задача определения точных координат транспортных средств, например, находящихся в неподвижном состоянии в пределах городской дорожной сети. Это связано с переходом на автоматизированные системы контроля дорожного движения и фиксации нарушений, а также с тем, что для выявления и фиксации большого количества нарушений правил дорожного движения (ПДД) требуется определение точного местоположения автомобиля в месте его остановки или стоянки.In modern conditions, the task of determining the exact coordinates of vehicles, for example, in a stationary state within the city road network, has become especially urgent. This is due to the transition to automated systems for monitoring traffic and fixing violations, as well as the fact that in order to identify and record a large number of violations of traffic rules (SDA), it is necessary to determine the exact location of the car at the place it stopped or parked.
В патенте KR 101307234 В1 (МПК G01S 5/16; G08G 1/017; G08G 1/04; G08G 1/14, опубл. 11.09.2013 г.) раскрывается система управления парковкой, где с помощью нескольких видеокамер идентифицируют транспортное средство и определяют его местоположение на территории данной парковки. Несмотря на использование сразу нескольких видеокамер, данная система не позволяет определить абсолютные географические координаты транспортного средства.The patent KR 101307234 B1 (IPC G01S 5/16; G08G 1/017; G08G 1/04; G08G 1/14, published September 11, 2013) discloses a parking control system where a vehicle is identified using several video cameras and determined its location in the territory of this parking lot. Despite the use of several cameras at once, this system does not allow to determine the absolute geographical coordinates of the vehicle.
Известен способ определения местоположения наземных подвижных объектов, в частности автотранспортных средств (патент РФ №2445576, МПК G01C 21/12, опубл. 20.03.2012 г.), в котором осуществляют отсчет от последних известных координат, полученных при помощи обработки сигналов спутниковой навигационной системы, измеряют параметры движения объектов и производят расчет географических координат, при этом измеряют дирекционный угол с помощью измерителя угла поворота, угол места с помощью акселерометра и радиальную скорость с помощью доплеровского радиолокационного измерителя скорости, осуществляют расчет координат объекта в прямоугольной системе и путем пересчета определяют местоположение наземного подвижного объекта в географической системе координат.A known method for determining the location of ground moving objects, in particular vehicles (RF patent No. 2445576, IPC G01C 21/12, publ. March 20, 2012), in which they count from the last known coordinates obtained by processing signals from a satellite navigation system , measure the parameters of the movement of objects and calculate the geographical coordinates, while measuring the directional angle using a rotation angle meter, elevation angle using an accelerometer and radial speed using Doppler radio munication speed meter, an object coordinate calculation is performed in the rectangular system, and determine the location by converting terrestrial mobile unit in a geographical coordinate system.
Недостатком способа является то, что в качестве начальной точки отсчета в нем используют координаты транспортного средства, полученные с помощью спутниковой навигационной системы, а система расчетов требует проведения нескольких измерений, что значительно увеличивает вероятность ошибки.The disadvantage of this method is that as the starting point of reference, it uses the coordinates of the vehicle obtained using the satellite navigation system, and the calculation system requires several measurements, which significantly increases the likelihood of error.
Настоящее изобретение направлено на устранение недостатков, присущих аналогам.The present invention is directed to eliminating the disadvantages inherent in analogues.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом заявленного изобретения является создание недорогого, точного и простого в использовании способа бесконтактного определения абсолютных географических координат движущихся и неподвижных транспортных средств, не требующего установки дополнительного оборудования на идентифицируемые транспортные средства.The technical result of the claimed invention is the creation of an inexpensive, accurate and easy to use method for non-contact determination of the absolute geographical coordinates of moving and stationary vehicles, which does not require the installation of additional equipment on identifiable vehicles.
Согласно изобретению для осуществления идентификации транспортного средства и определения его абсолютных географических координат используется всего одно устройство - видеокамера, что значительно удешевляет способ и не требует специального технического обслуживания оборудования или подготовки идентифицируемых транспортных средств.According to the invention, for the identification of a vehicle and determination of its absolute geographical coordinates, only one device is used - a video camera, which significantly reduces the cost of the method and does not require special maintenance of equipment or the preparation of identifiable vehicles.
Способ может быть использован для определения географических координат как находящихся в движении, так и неподвижных транспортных средств. Информация о географических координатах, а также времени фиксации транспортных средств может быть использована для определения, находится ли транспортное средство в движении или нет, а также получения другой информации о транспортном средстве, например время стоянки, время начала и конца стоянки, направление движения и даже скорость передвижения. Такая информация может быть получена в ходе специальной обработки данных о географических координатах ТС и времени их первой и последующих фиксаций.The method can be used to determine the geographical coordinates of both moving and stationary vehicles. Information about the geographical coordinates, as well as the time of vehicle fixation, can be used to determine whether the vehicle is in motion or not, as well as to obtain other information about the vehicle, for example, parking time, parking start and end time, driving direction and even speed movement. Such information can be obtained during special processing of data on the geographical coordinates of the vehicle and the time of their first and subsequent fixations.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения технический результат достигается тем, что в способе определения географических координат транспортных средств при помощи видеокамеры осуществляют сканирование зоны контроля, на полученных видеокадрах выявляют и распознают государственные регистрационные знаки (ГРЗ) транспортных средств (ТС), определяют точное время и географические координаты фиксации каждого транспортного средства, при этом для определения географических координат транспортных средств предварительно осуществляют калибровку видеокамеры для определения точных размеров ее матрицы путем размещения калиброванной пластины ГРЗ на заданном расстоянии от видеокамеры, определяют фокусное расстояние объектива видеокамеры с учетом ширины ее матрицы, размеров калиброванной пластины ГРЗ и заданного расстояния от калиброванной пластины ГРЗ до видеокамеры, на полученном в результате сканирования видеокадре производят распознавание символов ГРЗ ТС, по которым определяют тип пластины ГРЗ, измеряют координаты точек вершин углов изображения пластины ГРЗ в системе координат видеокадра, определяют геометрические размеры изображения пластины ГРЗ на видеокадре в пикселях, определяют соотношение ширины и высоты изображения пластины ГРЗ на видеокадре, сравнивают это значение с эталонным для данного типа распознанной пластины ГРЗ и по результатам сравнений вычисляют коэффициент сужения пластины ГРЗ, с учетом которого корректируют измеренную ширину изображения пластины ГРЗ на видеокадре, затем по величине фокусного расстояния объектива видеокамеры, ширины матрицы видеокамеры и скорректированной ширины изображения пластины ГРЗ определяют расстояние от видеокамеры до центра пластины ГРЗ ТС, затем рассчитывают расстояние от точки проекции видеокамеры на дорогу до точки проекции центра пластины ГРЗ на дорогу по предварительно измеренному значению высоты подвеса видеокамеры над дорогой и известному расстоянию от видеокамеры до центра пластины ГРЗ, при этом из значения высоты подвеса видеокамеры вычитают высоту подвеса пластины ГРЗ на транспортном средстве, после этого рассчитывают географические координаты ТС с учетом известных географических координат видеокамеры, предварительно измеренного угла отклонения видеокамеры от направления севера и известного расстояния от точки проекции видеокамеры на дорогу до точки проекции центра пластины ГРЗ ТС на дорогу.In accordance with one embodiment of the invention, the technical result is achieved by the fact that in the method for determining the geographical coordinates of vehicles using a video camera, the control zone is scanned, state registration marks (GRS) of vehicles (TS) are detected and recognized on the received video frames, the exact time is determined and the geographical coordinates of the fixation of each vehicle, while to determine the geographical coordinates of the vehicles previously about there is a calibration of the video camera to determine the exact dimensions of its matrix by placing a calibrated ID plate at a predetermined distance from the camera, determine the focal length of the lens of the camera taking into account the width of its matrix, dimensions of the calibrated ID plate and a specified distance from the calibrated ID plate to the camera, obtained by scanning the video frame recognizes the symbols of the GRS TS, which determine the type of the plate of the GRZ, measure the coordinates of the points of the vertices of the angles of the image of the square grins in the coordinate system of the video frame, determine the geometric dimensions of the image of the grz plate on the video frame in pixels, determine the ratio of the width and height of the image of the grz plate on the video frame, compare this value with the reference for a given type of recognized grz plate, and from the results of comparisons calculate the narrowing coefficient of the grz plate, taking into account which the measured width of the image of the plate of the filter plate on the video frame is corrected, then by the magnitude of the focal length of the lens of the video camera, the width of the matrix of the video camera and the corrected width of the image of the GRZ plate determines the distance from the video camera to the center of the plate of the GRZ TS, then the distance from the projection point of the camcorder onto the road to the projection point of the center of the GRZ plate onto the road is calculated from the previously measured value of the camera’s suspension height above the road and the known distance from the camera to the center of the GRZ plate , while the height of the suspension plate GRZ on the vehicle is subtracted from the value of the suspension height of the camera, after which the geographical coordinates of the vehicle are calculated camcorders based on the known geographic coordinates, previously measured deviation angle video camera of the direction of North and known distance from the projection point on the way to the camcorder projection point GRZ TC plates at the center of the road.
В данном способе принимается, что высота подвеса пластины ГРЗ на транспортном средстве может составлять от 20 до 100 см. В большинстве случаев высоту подвеса пластины ГРЗ на транспортном средстве принимают равной 40 см.In this method, it is assumed that the height of the suspension plate GRZ on the vehicle can be from 20 to 100 cm. In most cases, the height of the suspension plate GRZ on the vehicle is taken equal to 40 cm.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения технический результат достигается тем, что в способе определения географических координат транспортных средств при помощи видеокамеры осуществляют сканирование зоны контроля, на полученных видеокадрах выявляют и распознают государственные регистрационные знаки (ГРЗ) транспортных средств (ТС), определяют точное время и географические координаты фиксации каждого транспортного средства, при этом для определения географических координат транспортных средств предварительно осуществляют калибровку видеокамеры для определения фактических размеров ее матрицы путем размещения калиброванной пластины ГРЗ на заданном расстоянии от видеокамеры, определяют фактические размеры матрицы видеокамеры с учетом фокусного расстояния ее объектива, размеров калиброванной пластины ГРЗ и заданного расстояния от калиброванной пластины ГРЗ до видеокамеры, на полученном в результате сканирования зоны контроля видеокадре производят распознавание символов ГРЗ ТС, по которым определяют тип пластины ГРЗ, измеряют координаты точек вершин углов изображения пластины ГРЗ в системе координат видеокадра, определяют геометрические размеры изображения пластины ГРЗ на видеокадре в пикселях, определяют соотношение ширины и высоты изображения пластины ГРЗ на видеокадре, а также значения углов, сравнивают эти значения с эталонными для данного типа распознанной пластины ГРЗ и по результатам сравнений вычисляют коэффициент сужения пластины ГРЗ, с учетом которого корректируют измеренную ширину изображения пластины ГРЗ на видеокадре, затем по величине фокусного расстояния объектива видеокамеры, ширины матрицы видеокамеры и скорректированной ширины изображения пластины ГРЗ определяют расстояние от видеокамеры до центра пластины ГРЗ ТС, рассчитывают расстояние от точки проекции видеокамеры на дорогу до точки проекции центра пластины ГРЗ на дорогу по известному расстоянию от видеокамеры до центра пластины ГРЗ и углу отклонения видеокамеры от вертикальной оси, после этого рассчитывают географические координаты ТС с учетом известных географических координат видеокамеры, предварительно измеренного угла отклонения видеокамеры от начального направления и известного расстояния от точки проекции видеокамеры на дорогу до точки проекции центра пластины ГРЗ ТС на дорогу.In accordance with another embodiment of the invention, the technical result is achieved in that in the method for determining the geographical coordinates of vehicles using a video camera, a control zone is scanned, state registration marks (GRS) of vehicles (TS) are detected and recognized on the received video frames, the exact time is determined and the geographical coordinates of the fixation of each vehicle, while to determine the geographical coordinates of vehicles previously calibrate the camcorder to determine the actual dimensions of its matrix by placing a calibrated GRD plate at a predetermined distance from the camcorder, determine the actual dimensions of the matrix of the camcorder taking into account the focal length of its lens, the dimensions of the calibrated GRD plate and the specified distance from the calibrated GRD plate to the camera, resulting scanning of the control zone of the video frame, recognition of the symbols of the GRZ TS is performed, by which the type of the plate of the GRZ is determined, the coordinates are measured points of the vertices of the angles of the image of the ID plate in the coordinate system of the video frame, determine the geometric dimensions of the image of the ID plate on the video frame in pixels, determine the ratio of the width and height of the image of the ID plate on the video frame, as well as the angle values, compare these values with the reference values for this type of recognized ID plate and according to the results of comparisons, the coefficient of narrowing of the plate of the slurry plate is calculated, taking into account which the measured image width of the plate of the slurry plate on the video frame is corrected, then by the magnitude of the focal length The camera lens, the matrix width of the camera, and the adjusted image width of the plate of the distributor plate determine the distance from the camera to the center of the plate of the distributor plate, the distance from the projection point of the center of the plate of the plate to the road is calculated from the known distance from the camera to the center of the plate of the distributor plate and the angle deviations of the video camera from the vertical axis, after which the geographical coordinates of the vehicle are calculated taking into account the known geographical coordinates of the video camera, previously measured SFA camcorder deviation from the initial direction and the known distance from the projection point on the way to the camcorder projection point GRZ TC plates at the center of the road.
Сканирование зоны контроля осуществляют при помощи поворотной видеокамеры, которую заранее настраивают и калибруют по заданным точкам в пространстве. Географические координаты ТС определяют для каждого видеокадра, на котором зафиксировано ГРЗ данного ТС. Сканирование зоны контроля может также осуществляться одновременно двумя или более видеокамерами.Scanning of the control zone is carried out using a rotary camera, which is pre-configured and calibrated at specified points in space. The geographic coordinates of the vehicle are determined for each video frame on which the GRZ of the vehicle is recorded. Scanning of the control zone can also be carried out simultaneously by two or more cameras.
Поворотную видеокамеру закрепляют неподвижно сверху над зоной контроля. Зона контроля может охватывать дорожное полотно, зоны парковки и стоянки автотранспорта, а также другие интересующие участки.The PTZ camera is fixed motionless from above above the control zone. The control zone may cover the roadway, parking and parking areas, as well as other areas of interest.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Предлагаемый способ поясняется фигурами 1-6.The proposed method is illustrated by figures 1-6.
На Фиг. 1 изображен видеокадр, сформированный видеокамерой и отображающий транспортное средство с ГРЗ 7, зафиксированное в зоне контроля видеокамеры.In FIG. 1 shows a video frame formed by a video camera and displaying a vehicle with a
На Фиг. 2 изображена пластина ГРЗ 7 с обозначениями элементов ГРЗ, характерных для данного типа ГРЗ.In FIG. 2 shows the
На Фиг. 3 изображена пластина ГРЗ с ГОСТированными размерами элементов.In FIG. Figure 3 shows a plate with a state standard specification dimensions of the elements.
На Фиг. 4 изображена система координат видеокадра с указанными точками вершин пластины ГРЗ 7.In FIG. 4 shows the coordinate system of the video frame with the indicated points of the vertices of the
На Фиг. 5 изображены геометрические параметры изображения пластины ГРЗ 7, которые определяются в системе координат видеокадра и используются для определения искажений изображения пластины 7 и коррекции этих искажений.In FIG. 5 shows the geometric parameters of the
На Фиг. 6 изображена схема, поясняющая закон оптики о соотношении размеров и расстояний объекта и его изображения, полученного с помощью оптической линзы.In FIG. 6 is a diagram explaining the law of optics on the ratio of the sizes and distances of an object and its image obtained using an optical lens.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Способ позволяет определять и фиксировать географические координаты движущихся и неподвижных транспортных средств. Особенно эффективно способ может быть реализован в городских условиях. Данные о транспортных средствах могут быть оперативно обработаны с помощью специализированных программ для дальнейшего использования специальными службами или могут подвергаться статистической обработке.The method allows to determine and fix the geographical coordinates of moving and stationary vehicles. Particularly effective method can be implemented in urban environments. Vehicle data can be quickly processed using specialized programs for further use by special services or can be subjected to statistical processing.
Способ определения географических координат транспортных средств реализуется следующим образом.A method for determining the geographical coordinates of vehicles is implemented as follows.
Для получения точных географических координат местонахождения зафиксированного видеокамерой транспортного средства предварительно проводят измерения и устанавливают точные географические координаты закрепленной на неподвижной опоре поворотной видеокамеры. В таком случае начальной точкой отсчета координат транспортного средства являются абсолютные географические координаты видеокамеры, которые являются величиной постоянной и не допускают какой-либо погрешности на данном этапе. Также производят калибровку угла отклонения оптической оси видеокамеры относительно вертикальной оси, а также угла поворота видеокамеры в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси (направление оптической оси). В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения предварительно измеряют также высоту подвеса видеокамеры над землей (дорогой).To obtain the exact geographical coordinates of the location of the vehicle fixed by the video camera, measurements are preliminarily made and the exact geographical coordinates of the PTZ camera fixed to the fixed support are set. In this case, the starting point of reference for the vehicle’s coordinates is the absolute geographical coordinates of the video camera, which are a constant value and do not allow any error at this stage. The angle of deviation of the optical axis of the video camera relative to the vertical axis is also calibrated, as well as the angle of rotation of the video camera in the horizontal plane relative to the vertical axis (direction of the optical axis). In accordance with one embodiment of the invention, the height of the suspension of the video camera above the ground (road) is also pre-measured.
Использование поворотной видеокамеры позволяет контролировать зону в 360° на расстоянии от 5 до 100 и более метров от видеокамеры. Видеокамера может монтироваться на стационарных опорах круглого, прямоугольного и др. сечения или на плоских вертикальных поверхностях.Using a PTZ camera allows you to control a 360 ° zone at a distance of 5 to 100 meters or more from the camera. The camcorder can be mounted on stationary supports of circular, rectangular and other sections or on flat vertical surfaces.
В состав видеокамеры входит специальный датчик угла поворота, отвечающий за определение точного угла поворота оптической оси видеокамеры относительно начального направления (в диапазоне от 0° до 359°), а также за определение угла отклонения видеокамеры от вертикальной оси.The video camera includes a special rotation angle sensor, which is responsible for determining the exact rotation angle of the optical axis of the video camera relative to the initial direction (in the range from 0 ° to 359 °), as well as for determining the angle of deviation of the video camera from the vertical axis.
Поворотная видеокамера используется для фиксации видеоизображения (серии кадров) транспортных средств на контролируемом участке. В качестве видеокамеры используют цифровую мегапиксельную высокочувствительную камеру, оснащенную средством инфракрасного освещения для улучшения качества изображения в ночное время суток. В условиях недостаточной освещенности видеокамера автоматически переключается из цветного режима работы в черно-белый. Автоматическое переключение режимов «день/ночь» позволяет использовать видеокамеру круглосуточно. Объектив видеокамеры - оптический трансфокатор с автофокусировкой.A PTZ camera is used to capture the video image (series of frames) of vehicles in a controlled area. A digital megapixel highly sensitive camera equipped with infrared lighting is used as a video camera to improve image quality at night. In low light conditions, the camcorder automatically switches from color to black and white. Automatic day / night switching allows you to use the camcorder around the clock. The camcorder lens is an optical zoom with autofocus.
Моторизированное поворотное устройство позволяет позиционировать видеокамеру с высокой точностью на 360° вокруг вертикальной оси и на 90° вверх/вниз, что позволяет обозревать пространство вокруг видеокамеры в радиусе до 100 м. Защитный кожух видеокамеры позволяет эксплуатировать видеокамеру на открытом воздухе круглосуточно в любое время года.The motorized rotary device allows you to position the camcorder with high accuracy 360 ° around the vertical axis and 90 ° up / down, which allows you to view the space around the camcorder in a radius of up to 100 m.The protective cover of the camcorder allows you to operate the camcorder in the open air around the clock at any time of the year.
При помощи поворотной видеокамеры сканируют зону контроля путем последовательной дискретной фокусировки на различные участки, при наведении на каждый участок видеокамера формирует обзорное и детальное статичное изображение. Количество таких участков (точек), их параметры и последовательность наведения на них видеокамеры настраивается в индивидуальном порядке оператором, в зависимости от особенностей конкретной зоны контроля, чтобы максимально охватить области наибольшего интереса. На этом этапе, в результате анализа статичного изображения в каждом положении возможно выявление движущихся ТС и стоящих неподвижно.Using a rotary video camera, the control zone is scanned by sequential discrete focusing on various sections; when pointing at each section, the video camera generates an overview and detailed static image. The number of such sections (points), their parameters and the sequence of pointing the cameras on them are individually configured by the operator, depending on the characteristics of a particular control zone, in order to maximally cover areas of greatest interest. At this stage, as a result of the analysis of a static image in each position, it is possible to identify moving vehicles and standing motionless.
На полученных видеокадрах при помощи специализированного программного обеспечения выявляют и распознают государственные регистрационные знаки (ГРЗ) транспортных средств (ТС) (см. Фиг. 2). Для каждого идентифицированного ГРЗ автоматически записывают точное время фиксации, а также параметры, необходимые для вычисления географических координат транспортного средства. К таким параметрам, в частности, относятся угол отклонения оптической оси видеокамеры относительно вертикальной оси, а также относительно начального направления в горизонтальной плоскости. За начальное направление обычно принимают направление севера. Для определения географических координат транспортного средства достаточно одного видеокадра с изображением пластины ГРЗ (см. Фиг. 1).On the received video frames, using state-of-the-art software, state registration marks (GRS) of vehicles (TS) are detected and recognized (see Fig. 2). The exact fixation time, as well as the parameters necessary for calculating the geographical coordinates of the vehicle, are automatically recorded for each identified GRZ. Such parameters, in particular, include the angle of deviation of the optical axis of the camera relative to the vertical axis, as well as relative to the initial direction in the horizontal plane. The initial direction is usually taken as the north direction. To determine the geographical coordinates of the vehicle, one video frame with the image of the plate of the filter plate is sufficient (see Fig. 1).
Определяют расстояние до идентифицированного ТС, т.е. до пластины ГРЗ. Для этого необходимо знать реальные размеры пластины ГРЗ. Размеры всех пластин ГРЗ ГОСТированы. При распознавании символов и определении типа ГРЗ можно узнать стандартные размеры пластины для идентифицированного типа ГРЗ из справочных данных (см. Фиг. 3).The distance to the identified vehicle, i.e. to the plate GRZ. To do this, you need to know the actual dimensions of the plate GRZ. Dimensions of all GRZ plates are GOST-compliant. When recognizing the characters and determining the type of distributor, you can find out the standard plate sizes for the identified type of distributor from the reference data (see Fig. 3).
Измеряют координаты точек вершин пластины ГРЗ в системе координат видеокадра, а затем геометрические размеры изображения ГРЗ на видеокадре в пикселях. Видеокадр, отображающий зону контроля видеокамеры, имеет размеры Vx по ширине и Vy по высоте в пикселях (см. Фиг. 4). Значения Vx и Vy известны заранее как параметры матрицы видеокамеры. С помощью программного обеспечения (ПО) определяются координаты 4-х точек вершин пластины ГРЗ в пикселях в системе координат видеокадра, а затем вычисляются геометрические размеры изображения пластины ГРЗ на видеокадре: проекция ширины пластины Sx, проекция высоты пластины Sy, углы отклонения от осей αx и αy (см. Фиг. 5).The coordinates of the points of the vertices of the plate of the distributor are measured in the coordinate system of the video frame, and then the geometric dimensions of the image of the distributor on the video frame in pixels. A video frame displaying the control zone of a video camera has dimensions Vx in width and Vy in height in pixels (see Fig. 4). The values of Vx and Vy are known in advance as the matrix parameters of the video camera. Using software, the coordinates of the 4 points of the vertices of the distributor plate in pixels in the coordinate system of the video frame are determined, and then the geometric dimensions of the image of the distributor plate on the video frame are calculated: the projection of the width of the plate Sx, the projection of the height of the plate Sy, the angles of deviation from the axes αx and αy (see Fig. 5).
Предварительно калибруют видеокамеру, для чего размещают в зоне контроля калиброванную пластину ГРЗ на заданном расстоянии от видеокамеры и определяют фактическую ширину матрицы видеокамеры (размер «а», см. Фиг. 6) с учетом фокусного расстояния объектива видеокамеры (размер «f», вычисляется программным обеспечением камеры, см. Фиг. 6), размеров калиброванной пластины ГРЗ (размер «В», ГОСТирован, см. Фиг. 6) и заданного расстояния от калиброванной пластины ГРЗ до видеокамеры (размер «L+f», измерен при калибровке, см. Фиг. 6). Находят значение «L», после чего из соотношения a/f=B/L определяют значение «а».The camera is pre-calibrated, for which purpose a calibrated plate is placed in the control zone at a predetermined distance from the camera and the actual width of the camera matrix is determined (size “a”, see Fig. 6) taking into account the focal length of the video camera lens (size “f”, calculated by software providing the camera, see Fig. 6), the dimensions of the calibrated plate of the distributor plate (size "B", GOST, see Fig. 6) and the specified distance from the calibrated plate of the distributor plate to the video camera (size "L + f", measured during calibration, cm Fig. 6). Find the value of "L", after which from the ratio a / f = B / L determine the value of "a".
Используя измеренные размеры изображения пластины на видеокадре (Sx, Sy, αx и αy), вычисляют углы поворота пластины ГРЗ в пространстве относительно видеокамеры, затем вычисляют коэффициент сужения пластины ГРЗ, с учетом которого корректируют измеренную ширину изображения пластины ГРЗ на видеокадре. По известной величине фокусного расстояния объектива видеокамеры, с учетом фактически полученных размеров матрицы видеокамеры и скорректированной ширины изображения пластины ГРЗ, определяют расстояние «L+f» от видеокамеры до центра пластины ГРЗ транспортного средства (см. Фиг. 6). Из соотношения a/f=B/L определяют расстояние от точки фокуса видеокамеры до пластины ГРЗ «L», где «а» - скорректированная ширина изображения пластины ГРЗ на видеокадре, «В» - стандартная (ГОСТированная) ширина распознанной пластины ГРЗ, «L» - расстояние от точки фокуса видеокамеры до пластины ГРЗ, «f» - фокусное расстояние видеокамеры. Затем определяют искомое расстояние от видеокамеры до пластины ГРЗ как сумму «L» и «f» (L+f). Таким образом, искомое расстояние от видеокамеры до транспортного средства определяется как расстояние от видеокамеры до центра пластины ГРЗ.Using the measured dimensions of the image of the plate on the video frame (Sx, Sy, αx and αy), the rotation angles of the distributor plate in space relative to the camera are calculated, then the narrowing coefficient of the plate of the distributor plate is calculated, taking into account which the measured image width of the plate of the distributor plate on the video frame is adjusted. Using the known magnitude of the focal length of the lens of the video camera, taking into account the actually obtained dimensions of the matrix of the video camera and the adjusted image width of the plate, the distance “L + f” from the camera to the center of the plate of the plate of the vehicle is determined (see Fig. 6). From the ratio a / f = B / L, the distance from the focal point of the camcorder to the plate of the filter plate “L” is determined, where “a” is the adjusted width of the image of the plate plate in the video frame, “B” is the standard (GOST) width of the recognized plate plate, “L” "- the distance from the focus point of the camera to the plate GRZ," f "is the focal length of the camera. Then determine the desired distance from the camera to the plate GRZ as the sum of "L" and "f" (L + f). Thus, the desired distance from the video camera to the vehicle is defined as the distance from the video camera to the center of the plate.
Зная расстояние от видеокамеры до транспортного средства, а также высоту подвеса видеокамеры над землей или угол отклонения видеокамеры от вертикальной оси, вычисляют расстояние от точки проекции видеокамеры до точки проекции центра пластины ГРЗ, используя теорему Пифагора или др. формулы (например, из равенства "катет равен произведению гипотенузы на синус противолежащего угла").Knowing the distance from the camcorder to the vehicle, as well as the height of the camcorder’s suspension above the ground or the angle of the camera’s deviation from the vertical axis, calculate the distance from the projection point of the camcorder to the projection point of the center of the slip plate using the Pythagorean theorem or other formulas (for example, from the equality equal to the product of the hypotenuse by the sine of the opposite angle ").
По известному расстоянию от точки проекции видеокамеры до точки проекции центра пластины ГРЗ, а также углу поворота видеокамеры относительно начального направления и известным географическим координатам самой видеокамеры вычисляют абсолютные географические координаты ТС.Absolute geographical coordinates of the vehicle are calculated from the known distance from the projection point of the video camera to the projection point of the center of the plate, as well as the angle of rotation of the camera relative to the initial direction and the known geographical coordinates of the video camera itself.
Данные о географических координатах рассчитывают для каждого случая фиксации транспортного средства. Эти данные, а также время каждой фиксации ТС могут быть использованы для статистической обработки информации, а также различными службами для контроля транспорта или нарушений, связанных с использованием транспортных средств.Geographic coordinates are calculated for each vehicle fixation. These data, as well as the time of each fixation of the vehicle can be used for statistical processing of information, as well as various services for monitoring vehicles or violations associated with the use of vehicles.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014141954/28A RU2580332C1 (en) | 2014-10-20 | 2014-10-20 | Method for determination of geographic coordinates of vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014141954/28A RU2580332C1 (en) | 2014-10-20 | 2014-10-20 | Method for determination of geographic coordinates of vehicles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2580332C1 true RU2580332C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55794027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014141954/28A RU2580332C1 (en) | 2014-10-20 | 2014-10-20 | Method for determination of geographic coordinates of vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2580332C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2658679C1 (en) * | 2017-09-18 | 2018-06-22 | Сергей Сергеевич Губернаторов | Vehicle location automatic determination method by radar reference points |
| US10397089B2 (en) | 2016-08-04 | 2019-08-27 | Here Global B.V. | Method and apparatus for using virtual probe points for routing or navigation purposes |
| CN110211177A (en) * | 2019-06-05 | 2019-09-06 | 视云融聚（广州）科技有限公司 | Camera picture linear goal refers to northern method, electronic equipment and storage medium |
| EP3660808A1 (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-03 | Kt&C Co., Ltd. | Method of detecting speed using difference of distance between object and monitoring camera |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445576C1 (en) * | 2010-10-18 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method of determining position of ground-based mobile objects |
| RU2486598C1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Method of remote measurement and fixing of vehicle speed |
| KR101307234B1 (en) * | 2012-07-10 | 2013-09-11 | (주)에스디시스템 | Parking management system based on object recognition |
| RU2493604C1 (en) * | 2012-01-25 | 2013-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Вокорд СофтЛаб" | Method of detecting violations of road traffic rules |
-
2014
- 2014-10-20 RU RU2014141954/28A patent/RU2580332C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445576C1 (en) * | 2010-10-18 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method of determining position of ground-based mobile objects |
| RU2493604C1 (en) * | 2012-01-25 | 2013-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Вокорд СофтЛаб" | Method of detecting violations of road traffic rules |
| RU2486598C1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Method of remote measurement and fixing of vehicle speed |
| KR101307234B1 (en) * | 2012-07-10 | 2013-09-11 | (주)에스디시스템 | Parking management system based on object recognition |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10397089B2 (en) | 2016-08-04 | 2019-08-27 | Here Global B.V. | Method and apparatus for using virtual probe points for routing or navigation purposes |
| RU2658679C1 (en) * | 2017-09-18 | 2018-06-22 | Сергей Сергеевич Губернаторов | Vehicle location automatic determination method by radar reference points |
| EP3660808A1 (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-03 | Kt&C Co., Ltd. | Method of detecting speed using difference of distance between object and monitoring camera |
| US11367349B2 (en) | 2018-11-29 | 2022-06-21 | Kt&C Co., Ltd | Method of detecting speed using difference of distance between object and monitoring camera |
| CN110211177A (en) * | 2019-06-05 | 2019-09-06 | 视云融聚（广州）科技有限公司 | Camera picture linear goal refers to northern method, electronic equipment and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9928594B2 (en) | Automatic spatial calibration of camera network | |
| JP3436074B2 (en) | Car stereo camera | |
| US10909395B2 (en) | Object detection apparatus | |
| RU2580332C1 (en) | Method for determination of geographic coordinates of vehicles | |
| JP2007232690A (en) | Present position detection apparatus, map display device and present position detecting method | |
| CN105823416A (en) | Method for measuring object through multiple cameras and device thereof | |
| AU2014259557B2 (en) | Method for aligning a laser scanner with respect to a roadway | |
| US9927253B2 (en) | System and stereoscopic range determination method for a roadway lighting system | |
| KR101569354B1 (en) | Method and Apparatus for Error Correction of Global Navigation Satellite System Signal using Imaging Sensor | |
| US8107684B2 (en) | Method for geolocalization of one or more targets | |
| KR20060132302A (en) | Method and apparatus for compensating for car position in car navigation system | |
| US10867193B1 (en) | Imaging systems for facial detection, license plate reading, vehicle overview and vehicle make, model, and color detection | |
| JP2007010335A (en) | Vehicle position detecting device and system | |
| AU2018253534A1 (en) | Information processing device and information processing system | |
| US10515544B2 (en) | Determination of at least one feature of a vehicle | |
| CN111277791B (en) | Case event monitoring method and system | |
| KR101057837B1 (en) | Vehicle auto inspection system using laser beam | |
| RU149201U1 (en) | COMPLEX OF PICTURE AND VIDEO FIXATION OF VIOLATIONS OF ROAD TRAFFIC AND PARKING RULES | |
| RU2578651C1 (en) | Method of determining and recording road traffic and parking rules violations (versions) | |
| RU2470376C2 (en) | Method to detect distance from speed metre video camera to vehicle (versions) | |
| KR101804154B1 (en) | Apparatus for detecting train position | |
| EP3654287B1 (en) | Method and apparatus for measuring a height of a vehicle | |
| RU2442218C1 (en) | Vehicle speed measurement method | |
| US20230394679A1 (en) | Method for measuring the speed of a vehicle | |
| Martino et al. | Multispectral characterization of tower visibility in VIS, NIR, SWIR, MWIR, and LWIR bands from a ground-vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171005 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171006 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171005 Effective date: 20190301 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211207 Effective date: 20211207 |