Способ позиционирования подвижного объекта

Изобретение относится к области навигационных систем и может быть использовано для позиционирования наземных подвижных объектов. Достигаемый технический результат – повышение точности позиционирования подвижного объекта, а также облегчение процедуры ввода операторами информации за счет фиксации изображения и использования при вводе данных манипулятора «мышь», а так же применения интерполяции, сводящей к минимуму ошибку рассогласования во времени вводимой операторами информации. Указанный результат достигается за счет того, что способ позиционирования подвижного объекта осуществляют на основе информации от двух и более разнесенных видеокамер, местоположение и расположение оптических осей которых известно, используют для пресечения диверсионной и террористической деятельности с применением скоростных наземных средств передвижения, при этом операторы при появлении потенциально опасного объекта периодически фиксируют видеоизображение и отмечают объект с помощью манипулятора «мышь», а расчет местоположения и параметров вектора скорости объекта производится на основе трех последних замеров от одной из точек наблюдения и одного замера от другой точки, с использованием интерполяции трассы объекта. 2 ил.

 

Изобретение относится к области навигационных систем и может быть использовано для позиционирования наземных подвижных объектов на основе информации, получаемой от двух и более пространственно разнесенных видеокамер.

За последние годы резко возросла опасность диверсионной и террористической деятельности с использованием скоростных наземных средств передвижения. Для пресечения передвижения представляющих опасность подвижных объектов необходимо вовремя отслеживать во времени навигационные параметры этого объекта, его местоположение и скорость. Задача осложняется тем, что во многих случаях, на пересеченной местности с большим числом препятствий и в городских условиях, где присутствуют и другие подвижные объекты, единственным способом обнаружения опасного объекта являются видеонаблюдения, причем действовать ответственному персоналу приходится в экстремальной ситуации и очень быстро.

Давно известны радиолокационные методы позиционирования подвижных объектов, в которых используются радиотехнические средства и методы. При активной радиолокации по пассивным целям сигналы, излучаемые антенной передающего устройства радиолокационной станции (РЛС), фокусируются и направляются на цель. Приемное устройство той же либо другой РЛС принимает отраженные волны и преобразует их так, что выходное устройство с помощью опорных сигналов извлекает содержащуюся в отраженном сигнале информацию: наличие цели, ее дальность, направление, скорость и др. По времени запаздывания отраженного сигнала относительно излученного определяют наклонную дальность цели, а по его амплитудным и фазовым характеристикам - его направление (пеленг). Повторные измерения позволяют определить скорость цели по приращениям направления и дальности, либо по изменению частоты принимаемых сигналов (доплеровского сдвига). Радиолокационные методы с использованием одной либо нескольких РЛС активно применяют там, где это возможно, но в сложных наземных условиях бывает невозможно идентифицировать подвижную цель среди множества других подвижных объектов, поэтому приходится искать другие методы.

Для позиционирования удаленного объекта могут использоваться дальномерно-угломерные приборы (ДУП), снабженные дальномером (как правило, лазерным) и средствами для измерения вертикальных и горизонтальных углов. Направив луч прибора на позиционируемый объект, можно получить с его помощью сферические координаты объекта по отношению к точке наблюдения, где располагается ДУП: наклонную дальность, магнитный азимут и угол места. Для определения собственных координат (привязки к местности) ДУП оснащают спутниковым навигационным приемником (ГЛОНАСС), либо подключают к приборам, его содержащим. На основе сферических координат и местоположения ДУП находят координаты объекта. ДУП удобен для позиционирования статичных объектов, но попасть лучом на подвижный объект, да еще в экстремальной ситуации, практически невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому способу (прототипом) является способ позиционирования, основанный на определении углов на объект с двух позиций (Дардари Д. Методы спутникового и наземного позиционирования. Перспективы развития технологий обработки сигналов. М.: Техносфера, 2012, с. 128, 129). Для однократного позиционирования каждый из 2-х операторов с известных позиций в реальном времени фиксирует с помощью угломерных приборов направление от точки наблюдения на объект. Для определения скоростных характеристик подвижного объекта необходимы повторные измерения.

Если в локальной системе координат совместить начало координат с одной из точек наблюдения, а ось X направить в сторону другой точки наблюдения, то позиция объекта определится в ходе решения треугольника, у которого найдено основание (расстояние между позициями наблюдения) и два прилежащих к нему угла на объект. Если в полученном треугольнике со сторонами a, b, c и соответствующими противолежащими углами α, β, ν известна сторона с и прилежащие углы α и β (β - угол при начале координат), то сначала, используя теорему синусов, определяют неизвестную сторону a, а затем и координаты объекта (х,y):

a=c×sinα/sin(α+β)

x=a⋅cosβ

y=a⋅sinβ

В качестве угломерных инструментов могут использоваться те же ДУП, так как фиксация направления значительно проще и не предполагает использования лазерных лучей и попадания их на объект. Однако, учитывая, что для обнаружения объекта используются видеокамеры, более естественно и удобно фиксировать угловые параметры с помощью поворотных видеокамер, на момент прохождения изображения объекта через визирную линию.

Недостатком данного способа позиционирования является то, что в реальном времени, особенно в экстремальной ситуации, очень трудно «засечь» без ошибок быстро передвигающийся объект, к тому же практически невозможно добиться синхронной засечки углов обоими операторами, что неизбежно приводит к ошибкам позиционирования подвижного объекта.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования подвижного объекта, а так же облегчение процедуры ввода оператором информации за счет фиксации изображения и использования при вводе данных манипулятора «мышь», а так же применения интерполяции, сводящей к минимуму ошибку рассогласования во времени вводимой операторами информации.

Для достижения цели предложен способ позиционирования подвижного объекта, основанный на многократном периодическом определении углов на объект с двух позиций, заключающийся в том, что для определения углов используются видеоизображения от двух разнесенных видеокамер, местоположение и направление оптических осей которых известно, при этом каждый из операторов, ответственных за свою точку наблюдения, заметив на экране своего ПЭВМ опасный объект, начинает периодическую процедуру фиксации (остановки) изображения выделенной клавишей (например, клавишей «пробел») и засечки объекта на изображении (определения его дисплейных координат) с помощью манипулятора «мышь». Расчет местоположения и параметров вектора скорости производят на основе трех последних замеров от одной из точек наблюдения и одного замера от другой точки, при этом применяют интерполирование трассы объекта при предположении постоянства вектора скорости на интервале 3-х замеров.

Схема получения исходной информации представлена на фиг. 1:

1. Каждая из 2-х точек наблюдения (ТН) оснащена поворотными платформами с видеокамерами, которые транслируют изображения на операторский пункт. Скорости вращения видеокамер, а так же их количество выбирают, исходя из величины и особенностей контролируемой зоны, характеристик видеокамер и потенциально опасных объектов.

2. Каждый из операторов, ответственных за свою точку наблюдения, наблюдает обстановку на экранах ПЭВМ своего АРМ.

3. Заметив на экране потенциально опасный объект, оператор повторяет процедуру ввода параметров - нажатием выделенной клавиши фиксирует изображение и с помощью манипулятора «мышь» отмечает (засекает) объект, автоматически возвращая при этом экран в режим реального просмотра.

4. По отклонению от визирной линии видеокамеры зафиксированных дисплейных координат объекта и по направлению оптической оси самой видеокамеры автоматически определяют на момент засечки направление (азимут) от задействованной точки наблюдения на объект. Информацию о времени засечки, направлении и номере точки наблюдения (t, α(t), N) передают на командный пункт (КП).

5. На основе 3-х последних замеров от одной из ТН и замера от 2-ой ТН вычисляют координаты и параметры вектора скорости подвижного объекта, изображение объекта выводят на электронную карту КП.

Расчет навигационных параметров (фиг. 2) производят на горизонтальной плоскости в выбранной декартовой системе координат «восток-север». В момент t1 в точке M(t1) происходит 1-я засечка объекта. В расчетах предполагают постоянство вектора скорости на интервале 3-х последовательных засечек.

Исходными параметрами служат координаты 2-х ТН: O(х,у), О11,y1), а так же времена засечек и азимуты от 1-й ТН: t1, t2, t3, α(t1), α(t2), α(t3) и 2-й ТН: t11, α1(t11).

Выходными параметрами являются координаты объекта (M(t1)) на момент t1 (X0, Y0), модуль и направление вектора скорости (υ, αν).

Расчет навигационных параметров производят следующим образом.

1. Используя координаты ТН, находят базу - расстояние между точками наблюдения: d(O,O1) и угол наклона базы - δ:

2. Используя теорему синусов для треугольников с вершинами O, M(t1), M(t2) и O, M(t1), M(t3) и учитывая линейную зависимость между временем и пройденным расстоянием, после преобразований находят угол β:

где

3. Затем используя теорему синусов для треугольников с вершинами O, M(t1), M(t2) и O, M(t1), M(t11) и проведя преобразования, находят угол α(t11):

где

4. Зная d(O,O1), α(t11), α1(t11) из треугольника с вершинами O, M(t11), O1 находят d(O, M(t11)):

5. Зная d(O, M(t11)), углы β, α(t1), α(t11) из треугольника с вершинами O, M(t1), M(t11) находят d(O, M(t1)) и d(M(t1), M(t11)):

6. Находят искомые параметры: координаты объекта в точке (M(t1)) на момент t1 (X0, Y0), модуль и направление вектора скорости (υ, αυ):

7. Экстраполированные координаты объекта X(t), Y(t) на текущий момент времени (t) до получения следующей засечки определяют по формулам:

Достигаемым техническим результатом предлагаемого способа позиционирования является повышение точности позиционирования подвижного объекта, а так же облегчение процедуры ввода операторами информации за счет фиксации изображения и использования при вводе данных манипулятора «мышь», а так же применения интерполяции, сводящей к минимуму ошибку рассогласования во времени вводимой операторами информации.

Способ позиционирования подвижного объекта, основанный на многократном определении углов на объект с двух позиций, заключающийся в том, что для определения углов используются видеоизображения от двух разнесенных видеокамер, местоположение и направление оптических осей которых известно, отличающийся тем, что каждый из операторов, ответственных за свою точку наблюдения на соответствующей позиции, определив на экране персональной электронной вычислительной машины (ПЭВМ) своего автоматизированного рабочего места (АРМ) потенциально опасный объект, осуществляет периодическую фиксацию видеоизображения путем его остановки выделенной клавишей, засечку объекта на видеоизображении с помощью манипулятора «мышь» и определение его дисплейных координат, автоматически возвращая экран в режим реального просмотра, затем по отклонению от визирной линии видеокамеры зафиксированных дисплейных координат объекта и по направлению оптической оси самой видеокамеры определяют на момент засечки направление от задействованной точки наблюдения на объект, информацию о времени засечки, направлении и номере точки наблюдения передают на командный пункт, определение местоположения и параметров вектора скорости производят на основе трех последних замеров от одной из точек наблюдения и одного замера от другой точки, при этом осуществляют интерполирование трассы объекта при предположении постоянства вектора скорости на интервале трех замеров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптической технологии, в частности к устройству ночного видения. Устройство ночного видения содержит первую светочувствительную микросхему, первую линзовую группу (101), первый экран дисплея, систему обработки изображений и систему управления для регулирования диапазона формирования изображений первой светочувствительной микросхемы посредством регулирования изменения оптического масштабирования первой линзовой группы и/или цифрового масштабирования системы обработки изображений.

Изобретение относится к дистанционному мониторингу транспортных средств. Техническим результатом является усовершенствование процесса определения местоположения и отслеживания транспортного средства.

Изобретение относится к области техники оборудования для интеллектуального контроля в режиме онлайн высоковольтных электроприборов интеллектуальной энергосистемы, и в частности к системе внутреннего видеоконтроля распределительного устройства с элегазовой изоляцией (GIS).

Изобретение относится к области техники оборудования для интеллектуального контроля в режиме онлайн высоковольтных электроприборов интеллектуальной энергосистемы, и в частности к системе внутреннего видеоконтроля распределительного устройства с элегазовой изоляцией (GIS).

Предложены способ и системы для выработки информации о лесе (204). При этом определяют некоторое количество мест (236) в лесу (204), над которыми датчиковая система (311), содержащая датчик электромагнитной энергии, беспилотного воздушного транспортного средства (230) вырабатывает информацию о лесе (204) путем выработки облака (234) точек с разрешением (239), удовлетворяющим пороговому разрешению (243) облака точек.

Изобретение относится к области технологий терминалов, а именно к способу и устройству для управления съемкой. Технический результат заключается в обеспечении возможности пользователю записывать изображения, захватываемые вторым устройством, при помощи первого устройства, когда пользователю неудобно осуществлять управление вторым устройством.

Изобретение относится к технологиям представления информации, которая представляет информацию об изображении вокруг транспортного средства. Техническим результатом является обеспечение представления спрогнозированного изображения при состоянии задержки беспроводной связи между терминальным устройством и бортовым устройством.

Активно-импульсный телевизионный прибор ночного видения содержит блок наблюдения, телевизионный канал, блок управления и синхронизации, импульсный инфракрасный осветитель и блок деления частоты.

Изобретение относится к управлению технологическим процессом. Полевое устройство для мониторинга технологического параметра текучей среды промышленного процесса содержит технологический компонент, который представляет относительное движение в зависимости от технологического параметра, устройство захвата изображения, которое изменяется вследствие относительного движения технологического компонента, и процессор обработки изображения, соединенный с устройством захвата изображения.

Изобретение относится к средствам определения в реальном времени числа сигналов, подлежащих суммированию, среди множества сигналов, характерных для части изображения, которые, соответственно, приняты от множества детекторов, принадлежащих одному и тому же оптическому датчику, причем упомянутые детекторы организованы в матрицу, образованную посредством строк и столбцов, причем упомянутые сигналы, подлежащие суммированию, принимаются на одном и том же столбце.

Изобретение относится к устройству захвата изображения, способному передавать захваченное изображение на внешнюю сторону, и, в частности, к способу наложения информации, такой как изображение или подобное на захваченное изображение.

Изобретение относится к области техники оборудования для интеллектуального контроля в режиме онлайн высоковольтных электроприборов интеллектуальной энергосистемы, и в частности к системе внутреннего видеоконтроля распределительного устройства с элегазовой изоляцией (GIS).

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации, управляемым вычислительными устройствами. Техническим результатом изобретения является повышение защищенности охраняемого объекта на всех уровнях системы и между ее уровнями.

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации, управляемым вычислительными устройствами. Техническим результатом изобретения является повышение защищенности охраняемого объекта на всех уровнях системы и между ее уровнями.

Заявленное изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к средствам видеонаблюдения, предназначенным для обнаружения и идентификации нарушителя, проникающего через зону обнаружения протяженного рубежа охраны и вызвавшего срабатывания средств обнаружения.

Изобретение относится к системам управления или мониторинга (контроля) производственного процесса, в частности к беспроводным периферийным устройствам, используемым в таких системах.

Заявленное изобретение относится к способу и устройству, принадлежащим технической области сети Интернет. Способ включает в себя: получение контролируемого видеоряда; определение, содержит ли контролируемый видеоряд движущийся объект или нет; если контролируемый видеоряд содержит движущийся объект - принятие решения, является ли движущийся объект заданным объектом или нет; и, если движущийся объект является заданным объектом, - запрет отправки тревожной информации на терминал.

Изобретение относится к системе видеонаблюдения и мониторинга объектов. Техническим результатом является обеспечение выделения цели мониторинга, с использованием которой может быть автоматически выбран объект, который, как предполагается, является причиной характерного состояния, исходя из изображений, зафиксированных камерами.

Изобретение относится к области получения изображений и касается способа управления в системе захвата изображения, содержащей первое и второе устройства захвата изображения.

Изобретение относится к устройству для записи и хранения изображения в виде электроустановочного изделия. Техническим результатом является создание незаметной и встраиваемой в обычную инсталляцию домов и зданий системы наблюдения, в частности, за внутренними помещениями.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к пассивным системам радиоконтроля, и, в частности, может быть использовано для высокоточного определения с помощью летательных аппаратов координат источников радиоизлучений (ИРИ), излучающих непрерывные или квазинепрерывные сигналы.

Изобретение относится к области навигационных систем и может быть использовано для позиционирования наземных подвижных объектов. Достигаемый технический результат – повышение точности позиционирования подвижного объекта, а также облегчение процедуры ввода операторами информации за счет фиксации изображения и использования при вводе данных манипулятора «мышь», а так же применения интерполяции, сводящей к минимуму ошибку рассогласования во времени вводимой операторами информации. Указанный результат достигается за счет того, что способ позиционирования подвижного объекта осуществляют на основе информации от двух и более разнесенных видеокамер, местоположение и расположение оптических осей которых известно, используют для пресечения диверсионной и террористической деятельности с применением скоростных наземных средств передвижения, при этом операторы при появлении потенциально опасного объекта периодически фиксируют видеоизображение и отмечают объект с помощью манипулятора «мышь», а расчет местоположения и параметров вектора скорости объекта производится на основе трех последних замеров от одной из точек наблюдения и одного замера от другой точки, с использованием интерполяции трассы объекта. 2 ил.

Наверх