Устройство для контроля потоков автомобильного транспорта с целью учета и регулирования движения

Авторы патента:

Гимпельсон Владимир Григорьевич (RU)

G08G1/04 - с оптическими или ультразвуковыми детекторами

G08G1/017 - идентификация транспортных средств (G08G 1/015, G08G 1/054 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2573629:

Гимпельсон Владимир Григорьевич (RU)

Изобретение касается методов дорожного регулирования, а именно устройств для контроля потоков автомобильного транспорта с целью контроля параметров многорядного движения и управления плотностью потока. Устройство включает в себя осветитель, устройство обработки информации, средства связи и видеокамеры. Одна видеокамера для инфракрасной области спектра направлена под прямым углом к плоскости дороги и настроена на просмотр всех полос и обочины одного направления движения по дороге. По меньшей мере одна видеокамера, направленная под острым углом к плоскости дороги, используется для распознавания и регистрации знака автомобиля. Логический контроллер обрабатывает информацию, определяет параметры дорожного движения и проезжающих транспортных средств, управляет дорожным движением, выявляет нарушения и передает информацию о нарушениях правил дорожного движения на сервер центра контроля дорожного движения и на ближайший пост дорожной полиции. Технический результат заключается в автоматическом управлении дорожным движением и в автоматическом выявлении нарушителей основных пунктов правил дорожного движения. 2 ил.

Настоящее изобретение относится к устройствам для контроля и регулирования транспортных потоков на автодорогах и для регистрации нарушений правил дорожного движения.

Необходимость контроля параметров транспортных потоков автомобилей возникает при решении следующих задач.

1. Анализ транспортных потоков на конкретных дорогах и соотношения разных видов автомобилей в них.

2. Управление потоками автомобилей.

3. Контроль соблюдения правил дорожного движения.

Из существующего уровня техники известны:

Устройство контроля параметров потоков автомобилей с помощью вмонтированных в каждой полосе дороги датчиков давления, сигнализирующих о прохождении транспортных средств (патент RU 2422908 G08G 1/01).

Недостатками таких датчиков являются недолговечность, ненадежность, сложность идентификации сигналов при прохождении транспортных средств разной длины и с различным количеством осей и зависимость их работоспособности от погодных условий.

Система автоматической регистрации структуры и интенсивности движения транспортных средств (патент RU 2490718, G08G 1/01) содержит по 2 ультразвуковых датчика на каждой полосе движения и устройства приема и обработки отраженных сигналов для определения скорости, габаритов и интенсивности движения транспортных средств. Недостатками системы являются сложность конструкции, малая точность из-за влияния температуры воздуха на скорость распространения ультразвуковых волн и невозможность идентификации транспортных средств, нарушающих скоростной режим.

Устройство контроля параметров потока автомобилей (Пат. RU 2292085, G08G 1/01) содержит радиолокационное устройство, выполненное в виде отдельных радиолокационных сенсоров, излучающих не модулированные сигналы и закрепленных над каждой из полос движения с наклоном диаграммы направленности относительно вертикальной оси. Сенсоры фиксируют моменты вхождения и выхода автомобиля из зоны фиксации сенсоров и изменение частота отраженного сигнала. Сенсоры подключены к входу блока регистрации и управления, в котором, как заявлено в описании патента, вычисляется скорость движения, длину и число проходящих по каждой полосе транспортных средств.

Недостатком устройства является отсутствие видеофиксации нарушителей скоростного режима.

Известны способы и устройства с радиолокаторами для контроля скорости автомобилей и с видеокамерами для формирования кадра с регистрационным номером транспортного средства, нарушившего скоростного режима движения по дороге. (Пат. США US 6696978. G08G 1/01, опубл. 24.02.2004; пат. США US 6266627 G08G 1/00, опубл. 243.07.2001; пат RU №2382416. G08G 1/052).

Известны устройства с одной или несколькими видеокамерами (ЕР 1744229 G08G 1/04 опубл. 10.07.2006; RU 2493604, G08G 1/00, RU 2483360. G08G 1/041 RU 2486598 G08G 1/052, RU 2492524, G08G 1/017 и RU 2493604, G08G 1/054). Для контроля скорости движения используют два или несколько кадров одной откалиброванной по объектам на дороге видеокамеры или кадры двух видеокамер, расположенных на известном расстоянии.

Недостатками этих устройств является

1. Необходимость обработки кадров видеосъемки и выделения наблюдаемого объекта по характерной окраске или конструкции транспортного средства. Автоматизация обработки информации не позволит исключить человека из задачи выявления нарушителя скоростного режима.

2. Устройства не позволяют получить параметры потока автомобилей, необходимые для управления движением, и не предназначены для обнаружения иных нарушений правил дорожного движения.

В качестве прототипа выбрано устройство для определения скорости движения и координат транспортного средства ( №2382416, G08G 1/052). Устройство содержит радиолокатор и модуль обработки данных обеспечивающий вычисление скорости и дальности всех автомобилей на контролируемом участке дороги и совместно с видеокамерой панорамного обзора - координат автомобиля, нарушившего скоростной режим кроме того, устройство содержит по крайней мере одну видеокамеру для распознавания и записи государственного регистрационного знака автомобиля совместно с процессором, имеющим специальное программное обеспечение.

Сложность устройства вызвана тем, что в луч радиолокатора попадают автомобили из нескольких полос дороги и в приемник поступают лучи, отраженные от нескольких автомобилей. Это может также вызывать ошибки измерения скорости из-за движения автомобилей с разными скоростями.

Это обстоятельство также вызывает сомнения в возможности параллельной работы нескольких радиолокационных сенсоров в устройстве по 2292085, G08G 1/01.

Сущность изобретения.

Задачами, на решение которой направлено заявленное изобретение, являются контроль параметров многорядного потока автомобилей, управление плотностью потока для предотвращения заторов и выявление нарушителей одного или нескольких пунктов правил дорожного движения.

Данная задача решается за счет того, что устройство для контроля потоков автомобильного транспорта с целью учета и регулирования движения, состоящее из осветителя, видеокамер, устройства обработки информации, средств связи и по крайней мере одной видеокамеры для распознавания и записи государственного регистрационного знака автомобиля совместно с процессором, имеющим специальное программное обеспечение, включает

осветитель, имеющий излучение в видимой и инфракрасной области спектра.

видеокамеру для инфракрасной области спектра, направленную перпендикулярно плоскости дорожного полотна и настроенную на просмотр всех полос движения и обочины одного направления движения по дороге,

по крайней мере одну видеокамеру для видимой области спектра, направленную под острым углом к плоскости дороги,

монитор для воспроизведения видеосъемки видеокамеры для инфракрасной области спектра, прокалиброванный по расстоянию между фиксированными линиями на дорожном полотне.

матрицу из двух рядов фотодиодов, расположенных попарно против изображения каждой полосы движения и обочины на экране монитора,

программируемый логический контроллер для приема сигналов от фотодиодов и от светофоров, обработки поступающей информации, определения параметров дорожного движения и проезжающих транспортных средств, управления дорожным движением, выявления нарушений и передачи информации о нарушениях правил дорожного движения в виде небольших файлов с видеозаписью эпизода и указанием характера нарушения и полосы движения нарушителя на сервер центра контроля дорожного движения и на ближайший пост дорожной полиции.

Техническим результатом применения предложенного устройства является

1. Возможность полного автоматического анализа количества и видов автомобилей, проезжающих по дороге в любое время суток во все времена года.

2. Непрерывное автоматическое определение средней дистанции между автомобилями, необходимое для управления движением.

3. Выявление нарушителей основных пунктов правил дорожного движения, определяющих безопасность движения.

Техническая сущность изобретения поясняется с помощью фиг. 1 и фиг. 2

На Фиг 1 показан вертикальный продольный разрез контролируемого участка дороги. Осветитель 1 расположен над серединой контролируемого участка дороги. Инфракрасная видеокамера 2 расположена над дорогой так, что плоскость ее светочувствительной матрицы параллельна плоскости дороги и потому фиксируемое изображение подобно размещению автомобилей на дороге. Видеокамера 3 для видимой области спектра расположена под углом к дороге и обеспечивает просмотр большего участка дороги, охватывая площадку обзора камеры 2 и площадки до и после нее, что позволяет фиксировать изображение автомобилей 4 и их государственных регистрационных знаков.

На фиг. 2 показано размещение миниатюрных фотодиодов на экране монитора. На мониторе 1 воспроизводятся все полосы дороги и обочина. Фотодиоды 2 расположены попарно против изображения каждой полосы у краев экрана. Так как автомобили 3 с гладкими металлическими поверхностями хорошо отражают свет в инфракрасной области спектра и воспринимаются светлыми на фоне темного дорожного полотна, то передний фронт изображения автомобиля будет в виде скачкообразного повышения освещенности и уровня сигнала светодиода а задний - в виде скачкообраного уменьшения уровня сигнала.

Программа логического контроллера предусматривает выполнение следующих функций.;

запоминание времени прохождения фронтов изображений на каждом фотодиоде и момента включения запрещающего сигнала светофора в направлении движения по дороге,

вычисление и хранение в соответствующих базах данных интервалов времени между моментами прохождения в каждой полосе дороги и по обочине:

переднего фронта изображения автомобиля фотодиодов первого и второго рядов матрицы - T1i,

переднего и заднего фронтов изображения одного автомобиля - T2i,

заднего фронта изображения автомобиля и переднего фронта изображения следующего автомобиля T3i;

вычисление скорости каждого автомобиля делением прокалиброванного в метрах дорожного полотна расстояния между рядами фотодиодов на T1i и запись значений в базу данных скорости для каждой полосы движения Vi

вычисление дистанций между автомобилями умножением T2i на скорость Vi в том же ряду и запись их в базу данных.

вычисление длины автомобилей умножением T3i на скорость Vi в том же ряду и запись в базу данных,

вычисление и хранение скользящих средних дистанций для каждой полосы движения,

вычисление и хранение общей скользящей средней дистанции для всех рядов и выработку управляющих воздействий для изменения притока автомобилей на дорогу.

сравнение вычисленных скоростей с предельной допустимой

выявление плотных потоков в левых рядах при более свободных правых рядах путем сравнения скользящих средних дистанций в разных рядах.

Подготовка и передача на пост дорожной полиции и сервер информации с видеофайлами для выработки административных воздействий при выявлении следующих нарушений правил дорожного движения:

движение по обочине,

недопустимое превышение ограничения скорости,

движение с недопустимо низкими дистанциями подряд трех автомобилей, что свидетельствует о несоблюдении достаточной дистанции или нарушении правил перестроений между рядами,

движение с большой дистанцией и с пониженной скоростью в своем ряду при свободном движении в правых рядах.

Так заявленное устройство выполняет все поставленные задачи.

Устройство для контроля потоков автомобильного транспорта с целью учета и регулирования движения, состоящее из осветителя, видеокамер, устройства обработки информации, средств связи и по крайней мере одной видеокамеры для распознавания и записи государственного регистрационного знака автомобиля совместно с процессором, имеющим специальное программное обеспечение, с целью контроля параметров многорядного потока автомобилей, управления плотностью потока для предотвращения заторов и выявления нарушителей одного или нескольких пунктов правил дорожного движения включает
осветитель, имеющий излучение в видимой и инфракрасной области спектра,
видеокамеру для инфракрасной области спектра, направленную перпендикулярно к плоскости дорожного полотна и настроенную на просмотр всех полос движения и обочины одного направления движения по дороге,
по крайней мере одну видеокамеру для видимой области спектра, направленную под острым углом к плоскости дороги,
монитор для воспроизведения видеосъемки видеокамеры для инфракрасной области спектра, прокалиброванный по расстоянию между фиксированными линиями на дорожном полотне,
матрицу из двух рядов фотодиодов, расположенных попарно против изображения каждой полосы движения и обочины на экране монитора,
программируемый логический контроллер для приема сигналов от фотодиодов и от светофоров, обработки поступающей информации, определения параметров дорожного движения и проезжающих транспортных средств, управления дорожным движением, выявления нарушений и передачи информации о нарушениях правил дорожного движения в виде небольших файлов с видеозаписью эпизода и указанием характера нарушения и полосы движения нарушителя на сервер центра контроля дорожного движения и на ближайший пост дорожной полиции.

Изобретение относится к системам регулирования движения транспортных средств. Система оптической беспроводной передачи данных между транспортными средствами включает блок бортового оборудования и блок управления.

Индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств // 2566586

Изобретение относится к устройствам контроля движения транспорта. Индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств содержит установленные на транспортных средствах электронные средства идентификации с электронной памятью и считыватель для считывания и/или записи информации с электронных средств идентификации в частотном диапазоне HF.

Система и способ определения государственного регистрационного номера транспортного средства // 2563102

Изобретение относится к области регулирования движения дорожного транспорта, а именно к определению государственного регистрационного номера транспортного средства.

Смоделированное видео с дополнительными точками обзора и повышенной разрешающей способностью для камер наблюдения за движением транспорта // 2554069

Изобретение относится к формированию смоделированного видеоизображения. Техническим результатом является получение смоделированных видеоизображений движения транспортных средств, имеющих высокую частоту кадров, высокую разрешающую способность и многочисленные виды, путем обработки видео от однонаправленных камер, имеющих низкую частоту кадров и низкую разрешающую способность.

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.

Индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств, индукционный регистрационный номерной знак и индукционный считыватель // 2514025

Группа изобретений относится к устройствам контроля движения транспорта с целью учета или регулирования движения с использованием идентификации транспортных средств.

Устройство обнаружения движущихся наземных транспортных средств по акустическим сигналам // 2509372

Устройство содержит микрофон (1), предварительный усилитель (2), аналого-цифровой преобразователь (3), формирователь временного окна (4), блок (7) спектрального представления сигнала, фильтр верхних частот (5), блок (6) оценки изменения уровня сигнала внутри временного окна, блок (8) нахождения максимумов, блок (9) частотной коррекции, блок (10) вычисления второго порога, первое пороговое устройство (11), второе пороговое устройство (12) и схему «И» (13).

Способ автоматической классификации транспортных средств // 2486597

Изобретение относится к области контроля движения дорожного транспорта. .

Способ идентификации транспортных средств и выявления заявленных на поиск автомобилей при прохождении контрольных пунктов и устройство для его осуществления // 2478232

Способ многоканального видеонаблюдения транспортных развязок // 2442217

Изобретение относится к видеонаблюдению объектов и может быть использовано для круглосуточного отслеживания состояния загруженности транспортных развязок. .

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.

Способ контроля транспортных средств, позволяющий достичь высокой степени достоверности идентификации транспортного средства в пункте контроля // 2570734

Изобретение относится к автоматизированным системам контроля автотранспортных средств на дорогах, а именно к способам контроля транспортных средств, позволяющим достичь высокой степени достоверности идентификации транспортного средства в пункте контроля.

Способ регистрации нарушений правил дорожного движения // 2569070

Изобретение относится к области контроля движения дорожного транспорта, а именно к способу регистрации нарушений правил дорожного движения. С помощью датчиков измерений физических величин получают изображение заданного участка дороги с движущимися транспортными средствами (ТС), передают данные в электронно-вычислительное устройство, производят обработку данных о движении ТС и дорожной обстановке, сравнивают полученные данные о движении ТС с допустимыми по правилам дорожного движения (ПДД) на данном участке дороги, производят автоматическую квалификацию и фиксацию нарушений ПДД и нештатных ситуаций с идентификацией конкретных нарушителей ПДД.

Индукционная система обнаружения и идентификации транспортных средств // 2566586

Система и способ определения государственного регистрационного номера транспортного средства // 2563102

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.

Система радиоидентификации транспортных средств // 2551780

В транспортном средстве (ТС) установлены блок кодирования идентификационного радиосигнала (4) и радиоприемно-передающее устройство (5), соединенные шинами с иммобилайзером (2).

Мобильный комплекс фотовидеофиксации событий // 2545406

Изобретение относится к мобильному комплексу фотовидеофиксации событий. Комплекс содержит автомобиль.

Комплекс видеофиксации и измерения скорости движения и координат транспортных средств // 2539676

Изобретение относится к системам регулирования и контроля движения дорожного транспорта, а именно к комплексу видеофиксации и измерения скорости движения и координат транспортных средств.

Наземный малогабаритный транспортный комплекс для освещения прибрежной обстановки // 2538187

Изобретение относится к области локации и радиоэлектронным устройствам слежения. Достигаемый технический результат - повышение помехоустойчивости, включая помехозащищенность отдельных блоков комплекса, возможность монтирования блоков комплекса на одном подъемно-мачтовом устройстве, увеличение скорости и удобства развертывания комплекса, а также обеспечение скрытности его передвижения в ночное время.

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.