охранная телевизионная система

Формула изобретения

Охранная телевизионная система, содержащая две телевизионные камеры, сеть передачи данных, видеоконтрольное устройство, детекторы движения и блок сигнализации, отличающаяся тем, что снабжена двумя модулями памяти, двумя блоками анализа и распознавания и вторым видеоконтрольным устройством, при этом каждая телевизионная камера подключена по сети передачи данных к соответствующему блоку анализа и распознавания, соединенному с соответствующими модулем памяти и видеоконтрольным устройством, телевизионные камеры расположены с возможностью одновременного поворота в горизонтальной плоскости приводом вращения, причем оптические оси телевизионных камер расположены на одной прямой и направлены в противоположные стороны, детекторы движения расположены по периметру охраняемого участка, на выходе каждого детектора движения подключен соответствующий формирователь импульсов, выход которого подключен к входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами телевизионных камер и привода вращения, выходы блоков анализа и распознавания, один из которых с функцией анализа и сравнения записей с первого кадра до последнего, а другой с функцией анализа и сравнения записей с последнего кадра до первого, соединены с входами блока сигнализации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к охранным средствам открытых периметров объектов на железнодорожном транспорте и может быть использовано, в частности, для охраны тяговых подстанций.

Известна телевизионная система охраны и наблюдения, содержащая установленные на пунктах наблюдения телевизоры и установленный, по крайней мере, на одном охраняемом объекте блок видеонаблюдения, включающий видеокамеру, микрофон, преобразователь видеосигнала и усилитель, соединенный с подводящим кабелем, в нее введены кабельные распределители, узел согласования телевизионного сигнала, установленный между коллективной телевизионной антенной и первым кабельным распределителем, усилитель подводящего кабеля, установленный на конце подводящего кабеля, при этом в блок видеонаблюдения введены модулятор, подключенный к видеокамере и микрофону, управляющий фильтр, соединяющий выход модулятора со входом преобразователя видеосигнала, управляемый фильтр, выход которого соединен с усилителем, гетеродин, соединенный с входами преобразователя видеосигнала и управляемого фильтра, причем узел согласования телевизионного сигнала содержит частотно-независимый аттенюатор, амплитудный выравниватель и блок подмешивания сигнала, вход которого соединен с кабелем коллективной антенны, а выход - с первым кабельным распределителем, причем частотно-независимый аттенюатор соединен с усилителем подводящего кабеля и амплитудным выравнивателем, выход которого соединен с входом блока подмешивания телевизионного сигнала (RU 2149460, G08B 13/196, 2000).

Недостатком известной системы является ограниченное применение видеодомофонов и она не может быть использована для охраны железнодорожных объектов.

Известна охранная телевизионная система, содержащая первый объектив, последовательно соединенные первый датчик телевизионного сигнала, селектор синхроимпульсов и формирователь сигнала рамки, а также детектор движения и видеоконтрольный блок, введены светоделитель, второй датчик телевизионного сигнала, блок наведения, предназначенный для осуществления пространственного позиционирования второго датчика телевизионного сигнала, и состоящий из первого привода, кинематически связанного с первым датчиком положения, и второго привода, кинематически связанного с вторым датчиком положения, при этом выход первого датчика положения является первым выходом блока наведения, а выход второго датчика положения - вторым выходом блока наведения, а также блок коммутации, причем первый объектив оптически связан с входом светоделителя, первый выход которого является "выходом нормального оптического изображения" и оптически связан с фотомишенью первого датчика телевизионного сигнала, а второй выход светоделителя является "выходом увеличенного оптического изображения" и оптически связан с фотомишенью второго датчика телевизионного сигнала, выход которого подключен к первому информационному входу блока коммутации, управляющий вход которого подключен к второму выходу детектора движения, второй информационный вход блока коммутации подключен к выходу первого датчика телевизионного сигнала, третий информационный вход блока коммутации подключен к первому выходу формирователя сигнала рамки, первый управляющий вход которого подключен к первому выходу блока наведения, а второй управляющий вход формирователя сигнала рамки - к второму выходу блока наведения, причем второй выход детектора движения является выходом сигнала "тревога", а второй вход детектора движения - входом сигнала "сброс тревоги" телевизионной системы, при этом первый вход детектора движения подключен к выходу блока коммутации, а вход видеоконтрольного блока - к первому выходу детектора движения, либо альтернативно первый вход детектора подключен к выходу второго датчика телевизионного сигнала, а вход видеоконтрольного блока - к выходу блока коммутации (RU 2231123, G08B 13/196, 2002).

Недостатком известной телевизионной системы является ограниченная возможность оператора в части визуального контроля ситуации в зоне нарушения после автоматической регистрации движущихся малоразмерных объектов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является система охраны и наблюдения, содержащая модемы и блок обработки информации и отображения, причем первый модем соединен через коллективную линию связи и второй модем с блоком обработки информации и отображения, а также содержащая на каждом охраняемом объекте блок датчиков, блок сигнализации, блок видеонаблюдения и блок исполнительных устройств, в систему введен блок коммутации, выполненный с возможностью подбора свободных телефонных линий для оперативной передачи информации через первый модем, а на каждом охраняемом объекте содержится блок совмещения видеоинформации и блок отображения, предназначенный для записи, анализа, обработки информации, сравнения ее с информацией банка данных и создания базы данных с последующим ее обновлением, при этом блок датчиков соединен с блоком сигнализации, предназначенным для выдачи сигнала тревоги, для регулирования времени срабатывания блока исполнительных устройств и их перехода в режим ожидания при имитации присутствия хозяина в квартире, выход блока сигнализации подключен к блоку исполнительных устройств и к блоку коммутации, соединенному с первым модемом и блоками совмещения видеоинформации, выходы которых соединены с соответствующими блоками отображения, а входы соединены с определенными блоками видеонаблюдения (RU 2120139, G08B 13/196, 2000).

Система охраны и наблюдения имеет недостаточную обзорность телекамер и недостаточно высокую степень распознания постороннего объекта на видеоконтрольном устройстве.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности осмотра охраняемой территории по периметру и в исключении пропуска посторонних лиц.

Технический результат достигается тем, что охранная телевизионная система, содержащая две телевизионные камеры, сеть передачи данных, видеоконтрольное устройство, детекторы движения и блок сигнализации, снабжена двумя модулями памяти, двумя блоками анализа и распознавания и вторым видеоконтрольным устройством, при этом каждая телевизионная камера подключена по сети передачи данных к соответствующему блоку анализа и распознавания, соединенному с соответствующими модулем памяти и видеоконтрольным устройством, телевизионные камеры расположены с возможностью одновременного поворота в горизонтальной плоскости приводом вращения, причем оптические оси телевизионных камер расположены на одной прямой и направлены в противоположные стороны, детекторы движения расположены по периметру охраняемого участка, на выходе каждого детектора движения подключен соответствующий формирователь импульсов, выход которого подключен к входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами телевизионных камер и привода вращения, выходы блока анализа и распознавания соединены с входами блока сигнализации.

На фиг.1 показан общий вид охраны объекта; на фиг.2 - система охраны тяговой подстанции; на фиг.3 - структурная схема телевизионной системы; на фиг.4 - схема поворота телевизионных камер; фиг.5 - алгоритм распознавания; на фиг.6 - изображение на двух видеоконтрольных устройствах и на фиг.7 - развертки круговых панорам.

Охранная телевизионная система содержит две телевизионные камеры 1 и 2, сеть передачи данных 3, видеоконтрольное устройство 4, детекторы движения 5 и блок сигнализации 6. Система снабжена двумя модулями памяти 7 и 8, двумя блоками 9 и 10 анализа и распознавания и вторым видеоконтрольным устройством 11. При этом каждая телевизионная камера 1 (2) подключена по сети 3 передачи данных к соответствующему блоку 9 (10) анализа и распознавания, соединенному с соответствующими модулем памяти 7 (8) и видеоконтрольным устройством 4(11).

Телевизионные камеры 1 и 2 расположены с возможностью одновременного поворота в горизонтальной плоскости приводом вращения 12. Причем оптические оси телевизионных камер 1 и 2 расположены на одной прямой и направлены в противоположные стороны. Детекторы движения 5 расположены по периметру охраняемого участка. На выходе каждого детектора движения 5 подключен соответствующий формирователь импульсов 13, выход которого подключен к входу элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с управляющими входами телевизионных камер 1 и 2 и привода вращения 12. Выходы блока 9 и 10 анализа и распознавания соединены с входами блока сигнализации 6.

В качестве примера рассмотрена охрана объекта электропитания контактной сети, на котором установлены основная 15 и резервная 16 тяговые подстанции, включаемые и выключаемые рубильником 17.

Охранная телевизионная система работает следующим образом.

Система, предназначенная для обеспечения безопасности объектов электроснабжения железной дороги, включает в себя:

- две вращающиеся телевизионные камеры 1 и 2, установленные на контролируемом объекте, на котором по периметру расположены детекторы движения 5;

- два монитора видеоконтрольных устройств 4 и 11 на рабочем месте оператора;

- программу анализа визуальных образов на рабочем месте оператора;

- базу данных визуальных объектов на подключенном дисковом массиве к программе рабочего места оператора;

- акустические системы блока 6 сигнализации для воспроизведения сигнала тревоги.

С телевизионной камеры 1 полученное изображение передается на монитор видеоконтрольного устройства 4, далее в реальном времени изображение обрабатывается при помощи программы анализа объектов, при этом данные действия просматривает оператор.

В программе осуществляются следующие операции:

- анализ образа на основе базы данных визуальных объектов;

- визуальное определение характера объекта.

Далее полученные визуальные данные в виде «раскадровки» сохраняются на жестком диске рабочего места оператора.

С телевизионной камеры 2 полученное изображение передается на монитор видеоконтрольным устройством 11, далее изображение обрабатывается аналогичным образом при помощи программы анализа объектов.

После сохранения «раскадровок» с телевизионных камер 1 и 2 в программе происходит следующий этап - анализ и сравнение записей. С телевизионной камеры 1 анализ производится с первого кадра до последнего кадра. С телевизионной камеры 2 анализ производится с последнего до первого кадра.

После проведенного анализа, в случае распознания на каком-либо из полученных кадрах опасных объектов, система воспроизводит сигнал тревоги, производит блокировку системы энергоснабжения и осуществляет переключение на резервную систему подачи электроэнергии.

Основная 15 и резервная 16 тяговые подстанции, находящиеся вблизи железной дороги, имеют на охраняемых периметрах заборы. На территории основной 15 тяговой подстанции скрытно расположены телевизионные камеры 1 и 2, каждая из которых раздельно подключена через сеть 3 передачи данных к видеоконтрольным устройствам 4 и 11. Полученные от телевизионных камер 1 и 2 изображения соответственно передаются на мониторы видеоконтрольных устройств 4 и 11 и визуально контролируются оператором в реальном режиме времени. Скрепленные вместе на опоре телевизионные камеры 1 и 2 поворачиваются приводом вращения 12 по часовой стрелке на угол 360° в горизонтальной плоскости и снимают определенное количество i - кадров (где i=1,2, 3 n). Первая телевизионная камера 1 снимает перед собой круговую панораму местности вокруг охраняемого объекта, в которой номера кадров возрастают от № 1 до n. Вторая телевизионная камера 2 снимает заднее пространство за телевизионной камерой 1. Получается та же панорама с теми же кадрами в обратном порядке от n до № 1.

Далее эти кадры анализируются и обрабатываются специальной программой. Алгоритм программы показан на фиг.5.

В случае нахождения различий на мониторах видеоконтрольных устройств 4 и 11, например в третьем кадре появился нарушитель, автоматически включается блок 6 сигнализации и объявляется тревога. Основная 15 тяговая подстанция автоматически выключается рубильником 17, который переключает электропитание контактной сети от резервной 16 тяговой подстанции.

Образы на третьем кадре распознаются путем сравнения полученного изображения с изображением местности на этом кадре соответствующего модуля памяти 7 или 8 в блоках 9 или 10 анализа и распознавания.

Образы и геометрические параметры неопасных объектов (птиц, животных и т.п.) предварительно заносятся в модули памяти 7 и 8. Изображения местности на определенном угле поворота телевизионных камер 1 и 2 также предварительно заносятся в модули памяти 7 и 8. Например, снимая круговую панораму шестью кадрами, необходимая фиксация телевизионных камер 1 и 2 и съемка кадров будет через 60°. При двадцати кадрах съемка телевизионными камерами 1 и 2 будет производиться через 18°.

Таким образом, каждый кадр панорамы автоматически считывается и анализируется. Изображения опасных объектов отсутствуют в модулях памяти 7 и 8, при их обнаружении автоматически срабатывает блок 6 сигнализации.

Например, скорость поворота телевизионных камер 1 и 2 приводом вращения 12 составляет 30 об/мин. Телевизионная камера 2 с широкоугольным объективом (угол охвата 120°) должна занять место телевизионной камеры 1 после ее поворота на 180. Угол охвата, расположенными на одной линии телевизионными камерами 1 и 2, составляет 240°. Это займет время 1 сек 180×60/30×360=1 с.

При скорости 10 об/мин время перекрывания опасного места телевизионной камеры 2 и соответственной с другой стороны телевизионной камеры 1 будет составлять 3 сек 180×60/10×360=3 с.

Выбираем скорость 20 об/мин, t=180×60/20×360=1,5 с.

Полностью панорама окружающей местности будет снята дважды телевизионными камерами 1 и 2 за 3 сек.

Поворот телевизионных камер 1 и 2 и включение их в работу осуществляется автоматически по командам, поступающим от детекторов движения 5 через формирователя импульсов 13 и элемент ИЛИ 14. Сервоприводы поворота и включения телевизионных камер 1 и 2 и рубильника 17 не показаны. Питание детекторов движения 5 на объекте осуществляется непрерывно. Телевизионные камеры 1 и 2 в случае угрозы нападения включаются оператором в постоянный режим осмотра. Дистанционное управление приводом вращения 12 позволит осуществлять поворот против часовой стрелки и останавливать вращение для лучшего осмотра местности и объекта оператором.

На объекте предусмотрено включение освещения в темное время суток. Круговой обзор телевизионными камерами 1 и 2 может проводиться периодически через определенный промежуток времени.

Блок 6 сигнализации реагирует на все поломки телевизионных камер 1 и 2 детекторов движения 5 и выдает сообщение оператору.

Детекторы движения 5 установлены внутри охраняемого периметра таким образом, чтобы зоны их действия перекрывали внутреннюю границу охраняемого объекта. При нарушении границы или ее разрушения срабатывает один из детекторов движения 5 и формирователь импульсов 13 формирует управляющие импульсы, которые поступают через элемент ИЛИ 14 на управляющие входы телевизионных камер 1 и 2 и привода вращения 12.

Если оператор не заметит на мониторах видеоконтрольных устройств 4 и 11 никаких изменений и нарушений, а программа не выдаст сигнала тревоги по изображениям опасных объектов и нарушителям, то привод вращения 12 и телевизионные камеры 1 и 2 выключаются.

Эффективность охранной телевизионной система заключается в исключении непросматриваемых мест внутри периметра охраняемого объекта, что исключит возможность прохода посторонних лиц к объекту.