Способ телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств

Авторы патента:

Казанцев Юрий Алексеевич (RU)

Яшин Илья Александрович (RU)

Геворкян Владимир Мушегович (RU)

G08G1/052 - с обеспечением определения скорости или превышения скорости

Владельцы патента RU 2486598:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (RU)

Изобретение относится к технике телеметрического контроля скорости транспортных средств (ТС). Способ предусматривает видеонаблюдение за транспортной обстановкой на дорожном полотне с помощью видеокамеры, установленной над дорожным полотном под определенным углом, и выделение движущегося отдельного ТС, находящегося в поле зрения видеокамеры. До измерения калибруют продольный размер кадра с привязкой фактического расстояния на дорожном полотне к относительному расстоянию на кадре, соответствующее конкретному углу места размещения видеокамеры относительно дорожного полотна. Далее периодически фиксируют изображение дорожного полотна, свободного от движущихся ТС, производят покадровую съемку дорожного полотна с последующим вычитанием из полученного покадрового изображения дорожного полотна, свободного от движущихся ТС. Перемещающееся ТС выявляют на однородном цветовом фоне разностного кадра. Реперные метки выявляют и выделяют в виде самых темных и самых светлых частей перемещающегося ТС. После этого вычисляют геометрические центры реперных меток, измеряют скорости перемещения геометрических центров реперных меток на кадре, усредняют скорости перемещения центров реперных меток на кадре, вычисляют скорости продольного перемещения объекта на основе усредненной скорости перемещения реперных меток и предварительной калибровки продольного размера кадра. Изобретение позволяет повысить достоверность измерения скорости ТС. 6 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к системам телеметрического контроля скорости транспортных средств.

Известен способ телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств, основанный на видеонаблюдении за транспортной обстановкой на дорожном полотне; решении задачи выделения отдельного объекта из нескольких транспортных средств в потоке транспортных средств, находящихся в поле зрения видеокамеры; преобразовании двухмерных координат объекта в плоскости фотоприемной матрицы в трехмерные пространственные координаты; спектральной селекции транспортного средства (преимущественно с применением визуальных оценок оператора) для уточнения наблюдаемых его размеров; вычислении расстояния до транспортного средства и скорости изменения этого расстояния по изменению размера изображения транспортного средства на экране; вычислении вектора скорости объекта; анализе и фиксации скоростных характеристик выделенного транспортного средства (Телевизионные измерительные системы контроля скоростного режима дорожного движения / Е.Макарецкий, А.Овчинников, Лием Хиеу Нгуен / Компоненты и технологии. №4, 2007, с.34-37).

Недостаток такого способа телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств заключается в сложности процесса обработки видеоизображения с применением спектральной селекция объекта.

Наиболее близким к способу телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств является способ, основанный на видеонаблюдении за транспортной обстановкой на дороге, выделении отдельного объекта из нескольких объектов в потоке транспортных средств, находящихся в поле зрения, на основе коррекции цветовой гаммы, яркости и контраста для оптимального выделения интересующего транспортного средства; фильтрация изображения для подавления световых помех; выделение движущегося транспортного средства на основе видеопоследовательности транспортных средств с применением простого разностного алгоритма; преобразовании двухмерных координат объекта в плоскости фотоприемной матрицы в трехмерные пространственные координаты, вычислении вектора скорости транспортного средства на основе измерения параметров движение на предварительно калиброванном расстоянии или измерении расстояния по вспомогательному неподвижному транспортному средству в поле зрения видеокамеры, если у неподвижного объекта известны геометрические размеры; анализе и фиксации скоростных характеристик выделенного транспортного средства (Обухова Н.А. Алгоритмы обнаружения и идентификации транспортных средств в телевизионных системах мониторинга городских магистралей // Телевидение: передача и обработка изображений. Материалы международной конференции. 21-22 мая 2002 г. СПб., 2002).

Недостаток такого способа телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств заключается в сложности процесса обработки видеоизображения, неустойчивого к изменению яркости фона и объектов, что определяет большую ресурсоемкость вычислительных средств.

Техническим результатом изобретения является упрощение способа телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств и повышение достоверности измерения скорости транспортного средства.

Это достигается тем, что в известном способе телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств, заключающемся в видеонаблюдении за транспортной обстановкой на дорожном полотне с помощью видеокамеры, установленной над дорожным полотном под определенным углом места, выделении движущегося отдельного транспортного средства, находящегося в поле зрения видеокамеры, до измерения калибруют продольный размер кадра с привязкой фактического расстояния на дорожном полотне к относительному расстоянию на кадре, соответствующее конкретному углу места размещения видеокамеры относительно дорожного полотна, периодически фиксируют изображение дорожного полотна, свободного от движущихся транспортных средств, производят покадровую съемку дорожного полотна с последующим вычитанием из полученного покадрового изображения, изображения дорожного полотна, свободного от движущихся транспортных средств, выявляют перемещающееся транспортное средство на однородном цветовом фоне разностного кадра, выявляют и выделяют реперные метки в виде самых темных и самых светлых частей перемещающегося транспортного средства, и вычисляют геометрические центры реперных меток, измеряют скорости перемещения геометрических центров реперных меток на кадре, усредняют скорости перемещения центров реперных меток на кадре, вычисляют скорости продольного перемещения объекта на основе усредненной скорости перемещения реперных меток и предварительной калибровки продольного размера кадра.

Сущность изобретения поясняется изображениями, где на фиг.1 приведен пример варианта калибровки продольных размеров видеокадра относительно полотна дороги. На фиг.2 и фиг.3, на фиг.4 и фиг.5 приведены примеры покадровой съемки дорожного полотна с последующим вычитанием из полученного покадрового изображения дорожного полотна, свободного от движущихся транспортных средств. На фиг.6 приведен пример разностного кадра перемещающегося объекта.

На приведенных чертежах используются следующие обозначения: дорожное полотно 1, лента маркер 2, транспортное средство 3 и реперные метки 4.

Сущность предложения заключается в том, что в способе телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств 3 измерение продольной скорости перемещения выделенного транспортного средства 3 на дорожном полотне 1 осуществляется в результате последовательности действий обработки покадровых изображений транспортной обстановки в зоне наблюдения видеокамеры.

После установки видеокамеры относительно участка дорожного полотна 1 видеонаблюдения (что предполагает определенное значение угла места биссектрисы апертуры оптического зеркала видеокамеры относительно плоскости дорожного полотна 1 на участке видеонаблюдения) осуществляется предварительная измерению калибровка продольных размеров видеоизображения относительно реальных расстояний участка дорожного полотна 1 видеонаблюдения. Калибровка осуществляется, например, с применением ленты-маркера 2, размещенной вдоль дорожного полотна 1, на которой нанесены видимые метки расстояний, устойчиво фиксируемые видеокамерой в кадре (на экране, на изображении). Пример варианта калибровки продольных размеров приведен на фиг.1 в виде поперечных линий.

Затем фиксируется и запоминается изображение участка дорожного полотна 1 наблюдения в отсутствии транспортных средств 2. Это процесс предварительной измерению калибровки состояния дорожного полотна 1. Причем получение изображения дорожного полотна 1 в отсутствие движущихся транспортных средств 3 возможно и при наличии перемещающихся транспортных средств. Для этого достаточно осуществить вычитание ряда последовательных кадров и выделить на них части той части кадров, которая свободна от изменяющихся изображений. Заметим, что процедуру калибровки надо проводить периодически, на основе критерия изменения цвета однородного цветового фона разностного кадра при фиксации перемещающегося транспортного средства 3 (возникающего в процессе измерения скорости объекта). Это действие закладывается в программу обработки данных для измерения.

Процесс измерения и фиксации скорости транспортных средств 3 заключается в покадровой съемке дорожного полотна 1 с последующим вычитанием из полученного покадрового изображения, изображения дорожного полотна 1, свободного от движущихся транспортных средств 3 (соответственно: фиг.2 и фиг.3, а также фиг.4 и фиг.5) и выявление на однородном цветовом фоне разностного кадра на фиг.6 перемещающегося транспортного средства 3.

Процесс измерения и фиксации скорости транспортных средств 3 заключается в выделении самых темных и самых светлых его областей на видеоизображении перемещающегося объекта, так называемых реперных меток 4 и вычисление их геометрических центров.

Процесс измерения и фиксации скорости транспортных средств 3 заключается в измерении скорости перемещения геометрических центров реперных меток 4 на кадре, а затем - усреднение скоростей перемещения центров реперных меток 4 в кадре.

Фиксация скорости транспортных средств в транспортном потоке заключается в вычисление скорости продольного перемещения транспортного средства 3 на основе усредненной скорости перемещения реперных меток 4 и предварительной калибровки продольного размера кадра.

Использование изобретения позволяет упростить способ телеметрического измерения скорости транспортного средства и повысить достоверность измерения скорости, так как исключает процедуру определения расстояния до объекта, которая базируется на фиксации геометрических размеров транспортного средства и потому включает этап спектральной селекции объекта (для оптимального выделения его геометрических размеров). Кроме того, этап спектральной селекции объекта осуществляется с применением визуальных оценок оператора, что противоречит автоматизации процесса измерения.

Способ телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств, заключающийся в видеонаблюдении за транспортной обстановкой на дорожном полотне с помощью видеокамеры, установленной над дорогой под определенным углом, выделении движущегося отдельного транспортного средства, находящегося в поле зрения видеокамеры, отличающийся тем, что до измерения калибруют продольный размер кадра с привязкой фактического расстояния на дорожном полотне к относительному расстоянию на кадре, соответствующее конкретному углу места размещения видеокамеры относительно дорожного полотна, периодически фиксируют изображение дорожного полотна, свободного от движущихся транспортных средств, производят покадровую съемку дорожного полотна с последующим вычитанием из полученного покадрового изображения дорожного полотна, свободного от движущихся транспортных средств, выявляют перемещающееся транспортное средство на однородном цветовом фоне разностного кадра, выявляют и выделяют реперные метки в виде самых темных и самых светлых частей перемещающегося транспортного средства и вычисляют геометрические центры реперных меток, измеряют скорости перемещения геометрических центров реперных меток на кадре, усредняют скорости перемещения центров реперных меток на кадре, вычисляют скорости продольного перемещения объекта на основе усредненной скорости перемещения реперных меток и предварительной калибровки продольного размера кадра.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для определения расстояния до движущегося транспортного средства, а также для определения высоты подвеса номерной пластины ГРЗ на транспортном средстве.

Способ определения скорости транспортного средства // 2442218

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для контроля движения на дорогах, для контроля нарушения скоростного режима транспортными средствами, движущимися в плотном потоке.

Способ обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства и устройство для его осуществления // 2422909

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения скоростей движения транспортных средств с одновременной их идентификацией, что осуществляется с использованием радиоволн.

Способ определения скорости транспортного средства // 2419884

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для контроля движения на дорогах, для контроля нарушения скоростного режима транспортными средствами (ТС), движущимися в плотном потоке, с однозначной привязкой значения измеренной скорости к ТС.

Способ определения скорости движения и координат транспортных средств с последующей их идентификацией и автоматической регистрацией нарушений правил дорожного движения и устройство для его осуществления // 2382416

Изобретение относится к системам регулирования движения транспортных средств (ТС), а точнее к способам и устройствам контроля за соблюдением правил дорожного движения (ПДД), в том числе за соблюдением скоростного режима.

Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта // 2378705

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения транспортным средством.

Способ контроля транспортных средств и устройство для его осуществления // 2338263

Изобретение относится к области автотранспорта и космической навигации и может быть использовано для контроля движения транспортных средств. .

Способ контроля дорожно-патрульной службой движения на опасном участке скоростной магистрали // 2287859

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дорожно-патрульной службой (ДПС) для дистанционного контроля движения автотранспорта на опасном участке скоростной магистрали (ОУСМ) в условиях плохой видимости.

Устройство для предупреждения превышения допустимой скорости транспортного средства // 2066883

Устройство для определения скорости и тормозного пути транспортных средств // 1718258

Изобретение относится к устройствам для определения параметров транспортных средств и, в частности, оно предназначено для определения скорости и тормозного пути с использованием акселерометра, Цель изобретения - повышение информативности устройства за счет определения тормозного пути.

Способ контроля движения транспортных средств // 2488171

Изобретение относится к области контроля движения дорожного транспорта, а именно к способам регистрации нарушений правил дорожного движения (ПДД) с использованием видеокамер

Пешеходный переход // 2541589

Изобретение относится к области регулирования дорожного движения. Нерегулируемый пешеходный переход состоит из пешеходной дорожки на проезжей части автодороги, обозначенной по краям на тротуарах дорожными знаками. На их опоры устанавливаются видеокамеры, совмещенные с устройством для измерения скорости транспортного средства, направленные в сторону встречного транспорта. Видеокамеры контролируют присутствие на дороге транспортных средств, а устройство для измерения скорости транспортного средства фиксирует их скорость на расстоянии 100 и 50 метров от ближайшего края пешеходного перехода. На этих дистанциях наносятся дополнительные линии разметки и устанавливаются дополнительные информационные знаки. При фиксации нарушений Правил дорожного движения со стороны водителей транспортных средств срабатывает устройство для принудительной остановки транспортного средства, расположенное за 5 метров от ближайшего края пешеходного перехода. В момент срабатывания предлагаемого устройства свет фар отражается от светоотражающего покрытия поверхности внезапно появившегося препятствия, привлекая внимание водителя. Технический результат заключается в снижении аварийности на нерегулируемых пешеходных переходах. 4 ил.

Способ и система измерения скорости транспортного средства // 2543947

Изобретение относится к средствам определения скорости транспортных средств. Техническим результатом является повышение точности определения скорости транспортного средства посредством обеспечения ее определения относительно дороги, по которой движется транспортное средство. В системе процессор в режиме калибровки идентифицирует на захваченных изображениях признак транспортного средства, вычисляет размер в пикселях признака транспортного средства захваченных изображений, принимает геодезическое расстояние транспортного средства вдоль дороги в моменты времени захвата захваченных изображений, формирует таблицу соответствия, соотносящую размер признака с указанным геодезическим расстоянием, процессор в режиме контроля идентифицирует на захваченных изображениях признак транспортного средства, вычисляет размер в пикселях указанного признака, определяет указанное геодезическое расстояние на каждом изображении с использованием вычисленных размеров в качестве входных данных сформированной таблицы соответствия, определяет скорость транспортного средства. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ определения скорости движения транспортного средства // 2557667

Изобретение предназначено для определения скорости движения транспортного средства с одновременной его идентификацией, осуществляемой с использованием радиоволн. Достигаемый технический результат - расширение области применения за счет обеспечения возможности измерения скорости транспортных средств одновременно с их идентификацией при помощи одного устройства. Технический результат достигается тем, что в способе определения скорости движения транспортного средства, заключающемся в обнаружении транспортного средства устройством определения скорости движения транспортного средства, дистанционно, по наличию ответных радиосигналов, по меньшей мере, одного узла идентификации, установленного на транспортном средстве, последующей идентификации транспортного средства с помощью, по меньшей мере, одного ответного радиосигнала узла идентификации, согласно заявленному изобретению ответные радиосигналы, по меньшей мере, одного узла идентификации используют, в том числе, для определения скорости движения транспортного средства по времени прихода ответного радиосигнала, по меньшей мере, одного узла идентификации, относительно времени передачи падающего электромагнитного сигнала, формируемого устройством определения скорости движения транспортного средства. 3 ил.

Способ определения положения и скорости движения транспортного средства на дороге и комплекс для его осуществления // 2559418

Комплекс содержит видеокамеру (1), радар (2), блок управления и обработки данных (3) с программным обеспечением для обработки получаемой информации, распознавания знаков государственной регистрации и формирования фотокадров с измеренными скоростями и номерными знаками. Блок управления (3) выполнен с возможностью осуществления привязки координатной сетки в плоскости дороги к координатной сетке в плоскости светочувствительной матрицы посредством определения параметров перспективной проекции с использованием данных о положении и скорости ТС, полученных одновременно от радара и от видеокамеры. Предложен также способ определения положения и скорости движения транспортного средства (ТС) на дороге. Достигается повышение точности и достоверности измерений и упрощение процесса калибровки комплекса при измерении скорости ТС. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ автоматизированного мониторинга транспортного потока // 2559862

Изобретение относится к системам обеспечения безопасности дорожного движения, а именно к системам автоматизированного мониторинга транспортного потока. Система содержит, по меньшей мере, два регистратора, каждый из которых включает блок получения информации и блок обработки и хранения информации, соединенные каналом связи. Один из регистраторов является основным, другие - подчиненными. Основной регистратор содержит последовательно соединенные блок приема-передачи информации внутри системы, блок принятия решений, блок формирования доказательной базы, соединенный с блоком передачи информации на внешние приемники информации и с архивом доказательной базы. Блок получения информации содержит, по меньшей мере, одну видеокамеру и средство формирования точного времени, состоящее из приемника сигналов точного времени, соединенного с модулем генерации постоянной частоты. Технический результат заключается в расширении спектра регистрируемых в автоматическом режиме нарушений ПДД, повышении эффективности обработки полученной информации. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для измерения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата // 2562150

Изобретение относится к устройству для автоматического определения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата. Устройство содержит лазерный передатчик, приемник отраженного объектом излучения, последовательно включенные многоканальный накопитель, связанный с тактовым генератором, и измеритель дальности. На выходе приемника введен коммутатор, первый выход которого соединен со входом многоканального накопителя, а на втором выходе коммутатора введены последовательно включенные блок временной фиксации и блок интерполяции, связанный с тактовым генератором, а управляющий вход коммутатора связан с бортовой системой управления полетом ЛА. Технический результат изобретения заключается в обеспечении измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства. // 2571148

Изобретение относится к способу обнаружения, идентификации и определения скорости движения транспортного средства. Зондирующий радиосигнал излучают в направлении транспортного средства, принимают ответный сигнал и определяют скорость путем измерения доплеровского смещения частоты. Для этого на транспортном средстве устанавливают узел ответного сигнала, с помощью которого формируют и излучают ответный сигнал транспортного средства. Этот узел содержит информацию о данном транспортном средстве. После приема ответного сигнала выделяют из него информацию о транспортном средстве и формируют сигналы, соответствующие идентификационному номеру транспортного средства и скорости его движения. В качестве узла ответного сигнала используют пьезокристалл с нанесенным на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем поверхностных акустических волн. Встречно-штыревой преобразователь состоит из двух гребенчатых систем электродов, соединенных между собой шинами, связанными с микрополосковой приемопередающей антенной, и набором отражателей. Достигается повышение достоверности обнаружения и идентификации транспортных средств. 3 ил.

Способ определения скорости транспортного средства // 2579645

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к способам определения скорости транспортного средства (ТС). Для калибровки предварительно через зону контроля проезжает тестовое ТС с известной постоянной скоростью. Фиксируют видеокадры, полученные в процессе проезда через зону контроля видеокамеры. Фиксируют время появления видеокадров, вычисляют координаты центра и ширину пластины государственного регистрационного знака (ГРЗ) в видеокадрах в пикселях. Вычисляют и получают калибровочные зависимости пройденного пути в системе координат дорожного полотна и ширины пластины ГРЗ от координаты центра пластины ГРЗ в системе координат видеокадра. Для неизвестного ТС фиксируют все видеокадры с изображением ГРЗ. По результатам измерения координаты центра и ширины пластины ГРЗ на всех видеокадрах в пикселях и калибровочных зависимостях вычисляют скорость неизвестного ТС. Достигается упрощение измерения и повышение точности измерения скорости. 6 ил.

Способ определения средней скорости движения транспортного средства на участке автодороги, содержащем криволинейные сегменты // 2589802

Изобретение относится к области контроля движения дорожного транспорта, а именно к способам определения скорости движения транспортного средства (ТС) на участке автодороги, содержащем криволинейные сегменты. Способ содержит этапы, на которых определяют длину участка автодороги, фиксируют время въезда и выезда ТС, определяют время движения ТС на участке автодороги, определяют среднюю скорость движения ТС на участке автодороги. Длина участка автодороги определяется разбиванием участка автодороги на сегменты, причем сегменты включают в себя прямолинейные сегменты и криволинейные сегменты с поворотами автодороги. Измеряют длину каждого сегмента, причем длина криволинейных сегментов автодороги измеряется по внутреннему радиусу поворота автодороги. Суммируют длины всех сегментов, составляющих участок автодороги. Достигается снижение вероятности пропуска нарушений скоростного режима транспортным средством на участке автодороги, содержащем криволинейные сегменты, при соблюдении принципа лояльности к автомобилистам. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.