Способ определения скорости транспортного средства

Авторы патента:

Убоженко Николай Витальевич (RU)

Аистов Алексей Анатольевич (RU)

Зарубин Юрий Леонидович (RU)

Стукалов Дмитрий Анатольевич (RU)

Вовк Максим Анатольевич (RU)

G08G1/052 - с обеспечением определения скорости или превышения скорости

Владельцы патента RU 2442218:

Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Распознавания" (RU)

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. Изобретение позволяет упростить и удешевить указанный контроль, поскольку требует только одного вида аппаратуры - видеокамеры как для распознавания номера, так и для измерения скорости. Фиксируют, по крайней мере, два видеокадра с различимым изображением государственного регистрационного знака (ГРЗ). Для каждого зафиксированного видеокадра осуществляют распознавание ГРЗ, определяют и запоминают время фиксации видеокадра, определяют ширину и высоту изображения пластины ГРЗ на видеокадре, вычисляют отношение ширины и высоты изображения пластины ГРЗ. Сравнивают полученное значение с эталонным для данного типа распознанной пластины ГРЗ. По результатам сравнений вычисляют коэффициент сужения пластины ГРЗ, с учетом которого корректируют измеренную ширину изображения пластины ГРЗ. Далее, с учетом фокусного расстояния объектива видеокамеры, параметров матрицы видеокамеры и скорректированной ширины изображения пластины ГРЗ, определяют расстояния Ln, где n=1, 2, 3, … - номер зафиксированного видеокадра, от видеокамеры до пластины ГРЗ для каждого зафиксированного видеокадра. Среднее значение скорости определяют для каждой из возможных пар зафиксированных видеокадров как отношение разности вычисленных расстояний ΔLn к разности времени фиксации ΔTn соответствующих видеокадров. В качестве искомого значения скорости выбирают максимальное из определенных средних значений скорости в зоне контроля видеокамеры. 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для контроля движения на дорогах для контроля нарушения скоростного режима транспортными средствами и др.

Известны методы измерения скорости транспортных средств (ТС), широко используемые в настоящее время дорожно-патрульной службой ГИБДД, основанные на применении радиолокационных доплеровских измерителей скорости. Такие приборы основаны на анализе изменений параметров отраженного радиосигнала от движущегося транспортного средства [1].

Однако данный метод имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, он позволяет измерять скорость лишь одиночных ТС, попадание в зону его контроля двух и более ТС не позволяет корректно сопоставить значение измеренной скорости конкретному ТС. Во-вторых, испускаемый им в процессе работы радиосигнал может быть успешно обнаружен участниками движения с помощью специальных средств (антирадаром).

Для устранения подобных недостатков применяется метод измерения скорости ТС с использованием видеокамер, устанавливаемых на пути движения транспорта.

Известен способ определения скорости, где видеокамерой панорамного обзора непрерывно снимают выделенный участок дорожного полотна [2]. Скорость ТС вычисляют по расстоянию между двумя определенными положениями ТС, зафиксированными на двух кадрах, снимаемых данной видеокамерой, и по интервалу времени между этими кадрами. При этом видеокамера калибруется по четырем вершинам прямоугольника, которые реально размечены на дорожном полотне на известных расстояниях. Выявленное ТС - нарушитель регистрируется другой камерой - камерой, позволяющей получить видеокадр с более высоким разрешением. Недостатком такого метода является необходимость использования дополнительного оборудования.

Известен также способ определения скорости ТС, выбранный в качестве прототипа [3].

Способ включает излучение в направлении движущихся по участку дорожного полотна ТС импульсов электромагнитного излучения, прием импульсов отраженного электромагнитного излучения, скорости движения ТС путем сравнения параметров излученных и принятых импульсов и сравнение измеренной скорости ТС с максимально разрешенной на данном участке с последующими формированием, в случае регистрации превышения скорости, сигнала для распознавания государственного регистрационного знака нарушающего ТС с помощью видеокамеры распознавания государственного регистрационного знака, идентификацией ТС и автоматической регистрацией нарушений скоростного режима, 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, каждому ТС, нарушающему скоростной режим, обеспечивают дальнейшее сопровождение до момента распознавания государственного регистрационного знака, затем видеокамерой распознавания государственного регистрационного знака формируют кадр изображения ТС - нарушителя с распознанным государственным регистрационным знаком, датой, временем, зафиксированной скоростью и идентификатором видеокамеры, что позволяет осуществлять автоматическую регистрацию нарушений правил дорожного движения.

Однако такой метод, как описано выше, требует использования отдельной аппаратуры для измерения скорости и для распознавания номерного знака.

Технической задачей данного изобретения является создание метода измерения с высокой точностью скорости транспортных средств, движущихся в плотном потоке, с однозначной привязкой значения измеренной скорости к ТС. Поскольку данный метод основан на использовании только одного вида аппаратуры - видеокамеры как для распознавания номера, так и для измерения скорости, он позволяет упростить и удешевить систему для его реализации.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения скорости транспортного средства, заключающемся в том, что на пути движения транспортного средства (ТС) размещают видеокамеру, с помощью которой формируют последовательность видеокадров с изображением пластины государственного регистрационного знака (ГРЗ) ТС при перемещении его в зоне контроля видеокамеры и определяют значение скорости ТС за время пересечения им зоны контроля видеокамеры, согласно изобретению фиксируют, по крайней мере, два видеокадра с различимым изображением ГРЗ, для каждого зафиксированного видеокадра осуществляют распознавание ГРЗ, определяют и запоминают время фиксации видеокадра, определяют ширину и высоту изображения пластины ГРЗ на видеокадре, вычисляют отношение ширины и высоты изображения пластины ГРЗ, сравнивают это значение с эталонным для данного типа распознанной пластины ГРЗ, по результатам сравнений вычисляют коэффициент сужения пластины ГРЗ, с учетом которого корректируют измеренную ширину изображения пластины ГРЗ, затем, с учетом фокусного расстояния объектива видеокамеры, параметров матрицы видеокамеры и скорректированной ширины изображения пластины ГРЗ, определяют расстояния Ln, где n=1, 2, 3,… - номер зафиксированного видеокадра, от видеокамеры до пластины ГРЗ для каждого зафиксированного видеокадра, и определяют значение скорости для каждой из возможных пар зафиксированных видеокадров как отношение разности вычисленных расстояний ΔLn к разности времени фиксации ДТп соответствующих видеокадров, при этом в качестве искомого значения скорости выбирают значение, соответствующее максимальной скорости на данном участке зоны контроля видеокамеры.

Так как обычно действия по фиксации нарушения скоростного режима ТС включают измерение скорости - выявление нарушения - распознавание номера ТС - формирование постановления и квитанции для оплаты штрафа, то очевидно, что реализация функций распознавания номера и измерения скорости ТС с помощью одного устройства позволит достичь поставленных целей и устранить недостатки, присущие традиционным системам.

Предлагаемый способ поясняется на фиг.1-3.

Способ определения скорости транспортного средства реализуется следующим образом.

Видеокамеру устанавливают на треноге (или штативе) на обочине дороги на высоте около 1,5 м. Угол между лучом зрения камеры и направлением дороги составляет примерно 2-4°. В кадр попадает участок дороги, по которому движутся ТС навстречу видеокамере. В процессе работы комплекса видеокамера в постоянном режиме формирует последовательность видеокадров зоны контроля видеокамеры. Дальняя граница зоны контроля для всех полос практически одинакова и зависит от выбранной оптики (на фиг.1 отображена вертикальной линией) - на дальней границе зоны контроля изображение пластины ГРЗ на видеокадре имеет минимальный видимый размер, достаточный для распознавания. Ближняя граница зоны контроля различается для полос движения: самая ближняя к обочине полоса движения имеет наибольшую протяженность зоны контроля (верхний левый автомобиль на фиг.1), самая удаленная от обочины полоса имеет наименьшую протяженность зоны контроля (нижний правый автомобиль на фиг.1). При пересечении ТС зоны контроля видеокамеры изображение пластины ГРЗ, расположенной на передней части ТС, будет зафиксировано на последовательности видеокадров. Из последовательности видеокадров фиксируют от 2-х и более видеокадров с изображением пластины ГРЗ. Для каждого видеокадра производится распознавание ГРЗ, запоминается время фиксации каждого видеокадра, затем определяется ширина и высота изображения пластины ГРЗ на видеокадре. Зная реальные размеры пластины ГРЗ из параметров распознанного ГРЗ, а также параметры оптической системы и матрицы используемой видеокамеры, определяют расстояние от видеокамеры до пластины с ГРЗ на дороге.

Поскольку пластина ГРЗ располагается в зоне контроля видеокамеры не перпендикулярно оптическому лучу видеокамеры, то ее видимое изображение в видеокадре кадре будет сужено, что приводит к искажению пропорций изображения пластины ГРЗ, т.е. видимая на видеокадре пластина с ГРЗ будет соответствовать более удаленному расстоянию от видеокамеры.

Для выявления и устранения таких искажений необходимо проанализировать изображения ГРЗ на всей последовательности видеокадров. Для каждого изображения пластины ГРЗ вычисляют отношение его ширины S_n к высоте H_n, сравнивают с эталонным значением (для данного типа ГРЗ) и вычисляют коэффициент сужения К пластины ГРЗ. Корректируют измеренную ширину пластины S_n для каждого кадра с учетом коэффициента сужения К пластины ГРЗ: S_n ¹=S_n/К.

Затем преобразуют ширину изображения пластины ГРЗ с учетом типа матрицы используемой видеокамеры для каждого видеокадра. Для этого умножают значение скорректированной ширины изображения пластины в пикселях на ширину одного пикселя в метрах:

Snw=S_n ¹хPw,

где Pw - ширина одного пикселя (м).

Расстояние до пластины ГРЗ от видеокамеры с учетом параметров оптической системы видеокамеры, а именно фокусного расстояния f, определяется как:

Ln=f×S_э/S_nw

где Sэ - эталонное значение ширины пластины ГРЗ для данного типа распознанной пластины;

n - номер зафиксированного видеокадра.

Если величина фокусного расстояния f неизвестна или требует уточнения, ее определяют по схеме, приведенной на фиг.3.

Ln-f·Sr/Snw.

Значение скорости V транспортного средства определяют как: V=ΔL/ΔТ,

где ΔL - разность между расстояниями от видеокамеры до пластины с ГРЗ для выбранной пары видеокадров,

ΔТ - разность между временами фиксации указанной выбранной пары видеокадров.

Таким образом вычисляется набор значений скоростей для всех возможных пар видеокадров. Следует отметить, что каждое значение скорости из полученного набора соответствует значению средней скорости на некотором отрезке пути в зоне контроля. Поскольку среднее значение скорости на отрезке пути всегда меньше, чем максимальное значение мгновенной скорости на этом же отрезке, то из полученного набора значений средней скорости как искомое значение скорости ТС выбирается максимальное значение.

Источники информации

1. Пат. RU 2237266.

2. Пат. RU №2175780.

3. Пат. RU № 2382416 (прототип).

Способ определения скорости транспортного средства (ТС), заключающийся в том, что на пути движения ТС размещают видеокамеру, с помощью которой формируют последовательность видеокадров с изображением пластины государственного регистрационного знака (ГРЗ) ТС при перемещении его в зоне контроля видеокамеры и определяют значение скорости ТС при пересечении им зоны контроля видеокамеры, отличающийся тем, что фиксируют, по крайней мере, два видеокадра с различимым изображением ГРЗ, для каждого зафиксированного видеокадра осуществляют распознавание ГРЗ, определяют и запоминают время фиксации видеокадра, определяют ширину и высоту изображения пластины ГРЗ на видеокадре, вычисляют отношение ширины и высоты изображения пластины ГРЗ, сравнивают это значение с эталонным для данного типа распознанной пластины ГРЗ, по результатам сравнений вычисляют коэффициент сужения пластины ГРЗ, с учетом которого корректируют измеренную ширину изображения пластины ГРЗ, затем, с учетом фокусного расстояния объектива видеокамеры, параметров матрицы видеокамеры и скорректированной ширины изображения пластины ГРЗ, определяют расстояния Ln, где n=1, 2, 3, … - номер зафиксированного видеокадра, от видеокамеры до пластины ГРЗ для каждого зафиксированного видеокадра, и определяют среднее значение скорости для каждой из возможных пар зафиксированных видеокадров как отношение разности вычисленных расстояний ΔLn к разности времени фиксации ΔТn соответствующих видеокадров, при этом в качестве искомого значения скорости ТС выбирают максимальное из определенных средних значений скорости в зоне контроля видеокамеры.

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

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.

Патент 400848 // 400848

Всесоюзнаяmffltf7тжг-;^а:.г;-.:,лш! // 366490

Способ определения расстояния от видеокамеры измерителя скорости до транспортного средства (варианты) // 2470376

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 телеметрического измерения и фиксации скорости транспортных средств // 2486598

Изобретение относится к технике телеметрического контроля скорости транспортных средств (ТС)

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.