МАЛОКАДРОВАЯ МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ И ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к области охранного видеонаблюдения и охранной сигнализации, а именно, к мобильным малокадровым средствам видеонаблюдения и охранной сигнализации и может быть использовано для обнаружения и идентификации по видеоизображению объекта, перемещающегося через охраняемый участок.

Из уровня техники известен близкий по назначению к предлагаемой системе разведывательный сигнализационный комплекс «РАДИОБАРЬЕР» фирмы ООО «Полюс - СТ», Россия, г. Москва, сайт: www.radiobarier.ru). Комплекс «РАДИОБАРЬЕР» представляет собой автономную быстроразвертываемую охранную систему, которая предназначена для обнаружения объектов при попытке проникновения на контролируемый участок местности и для видеонаблюдения контролируемого участка после срабатывания средства обнаружения. В состав комплекса «РАДИОБАРЬЕР» входят средства обнаружения с передачей информации по радиоканалу, пульт оператора, радиоретрансляторы тревожных сигналов и система видеонаблюдения, состоящая из радиосигнализаторов телевизионных РСТВ и телевизионных радиоретрансляторов, позволяющая непрерывно наблюдать на пульте оператора телевизионное изображение в течение определенного времени, определяемого способностями оператора к идентификации объекта и параметрами автономных источников питания.

Основным недостатком системы видеонаблюдения комплекса «РАДИОБАРЬЕР» является то, что в этой системе формируется и передается по радиоканалу широкополосный непрерывный телевизионный сигнал (с полосой не менее 1 МГц) в диапазоне радиочастот общего назначения 2,414-2,468 ГГц, в котором могут работать и создавать помехи неспециализированные устройства, устройства локальных радиосетей, устройства для обнаружения передвижения и радиосигнализации, устройства радиочастотной идентификации, устройства автоматической идентификации на железных дорогах.

Использование телевизионного сигнала с широкой полосой в системах видеонаблюдения требует использования радиоприемных устройств с широкой полосой, что приводит к малой чувствительности радиоприемных устройств системы видеонаблюдения и к малой дальности при передаче телевизионного сигнала.

Кроме того, использование диапазона радиочастот 2,414-2,468 ГГц требует прямой видимости между антеннами радиоканала, что затрудняет радиопередачу в условиях лесистой и пересеченной местности, особенно при расположении антенн вблизи земной поверхности. Наиболее благоприятными диапазонами с точки зрения распространения радиоволн в условиях лесистой и пересеченной местности являются низкочастотные диапазоны радиоволн, в частности, диапазон радиочастот 144-174 МГц. Однако использование широкополосных сигналов в этом диапазоне радиочастотными службами не предусмотрено.

Другой, близкой по построению является система безопасности, описанная в патенте на изобретение US №2005128295, опубликованном 16.06.2005 г., «Wireless security video system with a pre-alarm buffer» («Беспроводная охранная видеосистема с буфером предварительной сигнализации»). Система содержит: множество видеокамер безопасности с батарейным питанием, каждая из которых имеет радиочастотный приемник и работает в режиме неактивного видео в режиме ожидания, обеспечивая низкое потребление электроэнергии или в режиме активной видеозаписи, который потребляет большее количество электроэнергии; множество датчиков обнаружения, каждый из которых имеет радиочастотный передатчик для передачи сигнала тревоги, который заставляет видеокамеры камеры безопасности пробуждаться из режима неактивного видео в режиме ожидания в режим активной видеозаписи. В этой системе каждая видеокамера безопасности включает в себя буферную память видеозаписи.

Недостатком этой системы безопасности, описанной в патенте на изобретение US №2005128295 является то, в составе видеокамер отсутствует радиомодем передачи видеокадров, что не позволяет передавать видеокадры по радиоканалу.

Известна «Малокадровая мобильная система видеонаблюдения», описанная в патенте на изобретение RU №2504015, опубликованном 10.01.2014. Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности, к мобильным средствам видеонаблюдения, предназначенным для обнаружения и идентификации нарушителя, проникающего через зону обнаружения протяженного рубежа охраны и вызвавшего срабатывание датчика охраны. Система состоит из центрального пульта управления, группы датчиков охраны и группы территориально удаленных пунктов видеоконтроля, имеющих первый радиоканал связи с датчиками охраны и второй радиоканал связи с центральным пультом управления. Электропитание системы осуществляется от батарейных или аккумуляторных источников питания с использованием режимов неактивного ожидания и активного видеоконтроля для экономии электроэнергии. В соответствии с описанием патента при большом количестве видеокамер, установленных на протяженных объектах охраны, традиционные способы видеонаблюдения становятся неприемлемыми из-за сложности, большого объема и дороговизны используемого оборудования, а также из-за рутинной работы операторов, на которых ложится большая работа по обнаружению и идентификации нарушителя в огромных массивах видеоинформации. Ввиду того, что функциональная надежность таких систем по обнаружению и идентификации нарушителя недопустимо низка, в данной системе использован принцип малокадрового видеонаблюдения.

Недостатком системы, описанной в патенте на изобретение №RU204015, является отсутствие возможности дистанционно по радиоканалу устанавливать степень сжатия видеокадра с заданным разрешением (качеством) видеокадра и, как следствие, изменять продолжительность времени радиопередачи видеокадра на центральный пункт управления. Другим недостатком является передача тревожной информации и видеоинформации на центральный пульт управления по одному и тому же радиоканалу, что может приводить к пропуску тревожной информации и к сбоям при передаче видеоинформации.

Близкой по назначению и построению к предлагаемой системе является «Система обнаружения нарушителя с одноранговой информационной сетью», описанная в патенте на изобретение RU №2636012, опубликованном 17.11.2017. Изобретение RU №2636012 относится к области охранной сигнализации с применением средств видеонаблюдения. Система содержит комплект средств обнаружения (общее число n), по меньшей мере одно средство видеонаблюдения и центральный пункт средств сбора и обработки информации, причем она дополнительно содержит сетевой ретранслятор или локальный пункт средств сбора и обработки информации, при этом упомянутый комплект средств обнаружения объединен с упомянутым одним средством видеонаблюдения и с упомянутым сетевым ретранслятором или локальным пунктом средств сбора и обработки информации одноранговой информационной сетью передачи тревожной информации по первому радиоканалу, упомянутое средство видеонаблюдения соединено посредством второго радиоканала передачи потокового видеоизображения с упомянутым сетевым ретранслятором или локальным пунктом средств сбора и обработки информации, который соединен с упомянутым центральным пунктом средств сбора и обработки информации посредством третьего радиоканала передачи малокадрового видеоизображения и тревожной информации, причем упомянутый сетевой ретранслятор или локальный пункт средств сбора и обработки информации выполнен с возможностью преобразования потокового видеоизображения в малокадровое.

В этой системе также отсутствует возможность дистанционно по радиоканалу устанавливать степень сжатия видеокадра с заданным разрешением (качеством) видеокадра и изменять продолжительность времени радиопередачи видеокадра на центральный пункт средств сбора и обработки информации. Другим недостатком является передача тревожной информации и видеоинформации на центральный пункт средств сбора и обработки информации по одному и тому же радиоканалу, что может приводить к пропуску тревожной информации и к сбоям при передаче видеоинформации. Недостатком также являются затраты времени на автоматическую перестройку маршрутов передачи информации, что увеличивает время развертывания системы.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату при его использовании является «Беспроводная самоорганизующаяся сетевая система мониторинга охраняемой территории», описанная в патенте на изобретение №RU2620239, опубликованном 23.05.2017, которая выбрана в качестве прототипа.

Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к средствам мониторинга охраняемой территории, предназначенным для обнаружения и идентификации объектов, проникающих на охраняемую территорию и вызывающих срабатывания технических средств обнаружения при движении объектов по охраняемой территории. Система состоит из центрального пункта управления, пульта контроля переносного с модулем спутниковой навигации, группы технических средств обнаружения, группы технических средств видеонаблюдения и ретрансляторов. Технические средства обнаружения содержат датчики тревожной сигнализации, работающие на разных физических принципах: сейсмическом, радиоволновом, инфракрасном, магнитометрическом, вибрационном (виброметрическом), радиолучевом, радиоволновом подземном и обрывном. Технические средства видеонаблюдения содержат малокадровые системы видеонаблюдения, выполненные с возможностью выделения предтревожной, тревожной и послетревожной видеоинформации. Все составные части системы с помощью радиомодемов связаны в самоорганизующуюся сетевую радиосистему, выполненную с возможностью автоматической перестройки маршрутов передачи информации по критерию наилучшего качества радиосвязи. Технические средства обнаружения и технические средства видеонаблюдения объединены в территориальные группы (кластеры), обработка информации в которых осуществляется по выбранному алгоритму по критериям максимальной вероятности обнаружения или минимального количества ложных тревог. При этом обеспечивается обеспечение возможности работы системы на местности со сложным ландшафтом и расширение ее функциональных возможностей.

В отличие от других выше рассмотренных систем система, описанная в патенте на изобретение RU №2620239, имеет отдельно первый радиоканал передачи тревожной информации (работающий на частоте 433 МГц), и отдельно второй радиоканал передачи видеоинформации (работающий на частоте 868 МГц) на центральный пункт управления.

Недостатком интеллектуальной сетевой системы мониторинга охраняемой территории, описанной в патенте №RU2620239, является отсутствие возможности дистанционно по радиоканалу устанавливать степень сжатия видеокадра с заданным разрешением (качеством) видеокадра и изменять продолжительность времени радиопередач видеокадра на центральный пункт управления. Также недостатком являются затраты времени на автоматическую перестройку маршрутов передачи информации, что увеличивает время развертывания системы.

Технической задачей, решение которой обеспечивается при осуществлении заявленного изобретения, является улучшение функциональных характеристик системы видеонаблюдения и охранной сигнализации.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение удобства эксплуатации, состоящее в возможности оперативно, дистанционно изменять время передачи видеокадра и качество передаваемого видеокадра; сокращение времени развертывания системы; повышение помехоустойчивости.

Для достижения заявленного технического результата предложена малокадровая мобильная система видеонаблюдения и охранной сигнализации, содержащая центральный пункт наблюдения с антенной приемопередающей тревожных сообщений, радиомодемом тревожных сообщений и пультом оператора, комплект средств обнаружения (общее число n), каждое из которых содержит радиопередатчик тревожных сообщений и антенну передающую, работающие на первой частоте, по меньшей мере одну аналоговую видеокамеру, пункт приема видеокадров с антенной приема видеокадров и радиомодемом приема видеокадров, работающий на второй частоте и соединенный с центральным пунктом наблюдения кабелем, работающие на второй частоте, при этом она дополнительно содержит по меньшей мере один блок формирования и передачи видеокадров, работающий на первой и второй частоте, содержащий антенну приема тревожных сообщений и передачи видеокадров, соединенную со входом радиоприемника тревожных сообщений, работающего на первой частоте, и с выходом радиомодема видеокадров, работающего на первой и второй частоте, аналогово-цифровой преобразователь, соединенный с выходом аналоговой видеокамеры, устройство сжатия, соединенное с упомянутым аналогово-цифровым преобразователем, буфер для размещения видеокадров, соединенный с выходом упомянутого устройства сжатия, устройство установки параметров видеокадров, соединенное со входом упомянутого устройства сжатия и с выходом радиомодема видеокадров, по меньшей мере один радиоретранслятор тревожных сообщений работающий на первой частоте, по меньшей мере один радиоретранслятор видеокадров, работающий на первой и второй частоте, пульт программирования блоков,

В заявленной системе пульт программирования блоков может задавать адреса передачи тревожных сообщений и видеокадров, а также номера каждому средству обнаружения входящему в комплект (общее число n), ретранслятору тревожных сообщений, ретранслятору видеокадров, блоку формирования и передачи видеокадров по радиоканалу на первой частоте.

В заявленной системе комплект средств обнаружения (общее число n) может содержать один или несколько видов средств обнаружения, выбранных из группы, включающей: инфракрасное средство обнаружения, магнитометрическое средство обнаружения, проводнообрывное средство обнаружения, радиотехническое средство обнаружения, радиолучевое средство обнаружения, сейсмическое средство обнаружения.

Заявленная система может дополнительно содержать по меньшей мере один радиоретранслятор тревожных сообщений, объединенный с комплектом средств обнаружения (общее число n), по меньшей мере одним радиоретранслятором видеокадров, блоком формирования и передачи видеокадров и центральным пунктом наблюдения по первому радиоканалу на первой частоте.

Средства обнаружения (СО), аналоговые видеокамеры (ВК), блоки формирования и передачи видеокадров (БФиПВ), радиоретрансляторы видеокадров (РТВ) и радиоретрансляторы тревожных сообщений (РТС) содержат автономные источники электропитания (первичные элементы или аккумуляторы).

На фиг. 1 представлена структурная схема малокадровой мобильной системы видеонаблюдения и охранной сигнализации, где 1 - антенна приемопередающая тревожных сообщений, 2 - радиомодем тревожных сообщений, 3 - пульт оператора, 4 - антенна приема видеокадров, 5 - радиомодем приема видеокадров, 6 - радиопередатчик тревожных сообщений, 7 - антенна передающая, 8 - антенна приема тревожных сообщений и передачи видеокадров, 9 - радиоприемник тревожных сообщений, 10 - аналогово-цифровой преобразователь, 11 - устройство сжатия, 12 - буфер для размещения видеокадров, 13 - устройство установки параметров видеокадров, 14 - соединительный кабель А, 15 - соединительный кабель Б, 16 - радиомодем видеокадров, 17 - радиомодем видеокадров, 18 - центральный пункт наблюдения и охранной сигнализации, 19 - средство обнаружения, 20 - аналоговая видеокамера, 21 - пункт приема видеокадров, 22 - блок формирования и передачи видеокадров, 23 - радиоретранслятор тревожных сообщений, 24 - радиоретранслятор видеокадров, 25 - пульт программирования блоков, f₁ - рабочая радиочастота передачи и приема тревожных сообщений, f₂ - рабочая радиочастота передачи и приема видеокадров.

Предложенная мобильная малокадровая система видеонаблюдения и охранной сигнализации работает следующим образом.

Перед развертыванием системы на местности, к выходу пульта программирования блоков 25 поочередно подсоединяется кабелем 16 со входом каждого средства обнаружения 19, входящего в комплект (общее число n), со входом по меньшей мере одного блока формирования и передачи видеокадров 22, со входом по меньшей мере одного радиоретранслятора тревожных сообщений 23, со входом по меньшей мере одного радиоретранслятора видеокадров 24.

С помощью пульта программирования блоков 25 в перепрограммируемую внутреннею память средства обнаружения 19, входящего в комплект (общее число n) записывается номер средства обнаружения 19, номер получателя, которым является блок формирования и передачи видеокадров 22, радиоретранслятор тревожных сообщений 23, центральный пункт наблюдения и охранной сигнализации 18. В кодированных сообщениях, вырабатываемых радиопередатчиком 6 средства обнаружения 19, содержится информация о номере средства обнаружения 19 и номере получателя. Сообщение принимает только тот получатель, номер которого указан в сообщении.

С помощью пульта программирования блоков 25 в перепрограммируемую внутреннею память радиоретранслятора тревожных сообщений 23 записывается номер блока формирования и передачи видеокадров 22, номер центрального пункта наблюдения и охранной сигнализации 18. В кодированном сообщении, содержащемся в радиосигнале, ретранслируемом радиоретранслятором тревожных сообщений 23, содержится дополнительно информация о номере ретранслятора 23 и номере получателя. Радиосигналы от ретранслятора 23 принимает только тот получатель, номер которого указан в сообщении.

Назначенные номера средств обнаружения 19 (общее число n), блока формирования и передачи видеокадров 22 (общее число n), радиоретранслятора тревожных сообщений 23 (общее число n), радиоретранслятора видеокадров 24 (общее число n) индуцируются на экране пульта оператора 3.

Назначение номеров получателей позволяет сократить время развертывания малокадровой мобильной системы видеонаблюдения и охранной сигнализации на местности, устранить влияние взаимных помех от сигналов, излучаемых и принимаемых системой на первой или второй частоте.

При пересечении объектом зоны обнаружения средство обнаружения 19 вырабатывает сообщение «Тревога». Сообщение «Тревога» передается радиопередатчиком тревожных сообщений 6 и антенной передающей 7 по радиоканалу на рабочей частоте f₁ и принимается антенной приема тревожных сигналов и передачи видеокадров 8 и радиоприемником тревожных сообщений 9, который по кабелю 14 осуществляет включение видеокамеры 20.

Включение видеокамеры 20 может осуществляться также командой «Запрос фото», задаваемой оператором и вырабатываемой центральным пунктом наблюдения 18, которая в виде сообщения по радиоканалу на рабочей частоте f₁ поступает на антенну приема сообщений и передачи видеокадров 8 и далее на радиоприемник тревожных сообщений 9 для включения видеокамеры 20 по кабелю 14.

После включения видеокамеры 20 видеосигнал поступает на аналогово-цифровой преобразователь 10, затем на устройство сжатия 11 видеосигнала, которое формирует один или несколько видеокадров (снимков), производит их сжатие и передачу в буфер для размещения видеокадров 12.

К устройству сжатия 11 подключено также устройство установки параметров видеокадров 13, которое задает параметры видеокадра. Степень сжатия и разрешения видеокадра задается специальной командой оператора, поступающей с центрального пункта наблюдения 18 по радиоканалу передачи видеокадров на рабочей частоте f2 на радиомодем приема видеокадров 5, далее на антенну приема видеокадров 4, на радиоретранслятор видеокадров 24 (или без его использования), на антенну приема тревожных сообщений и передачи видеокадров 8, далее на радиомодем видеокадров 16 и на устройство установки параметров видеокадров 12, подключенное к устройству сжатия 11.

Установка степени сжатия и разрешения видеокадра позволяет оперативно изменять качество видеокадра и время передачи видеокадра по радиоканалу на центральный пункт наблюдения 18.

Сообщение «Тревога» от средства обнаружения 19 по радиоканалу на рабочей частоте f₁ поступает также через радиоретранслятор тревожных сообщений 23 (или без него) на антенну приемопередающая тревожных сообщений 1 и далее на радиомодем тревожных сообщений 2, с которого сообщение поступает на пульт оператора 3, который индицирует, запоминает сообщение и который при получении сообщения «Тревога» формирует сообщение «Запрос видеокадра», которое передается по кабелю 15 на радиомодем видеокадров 5 и антенну приема видеокадров 4; далее сообщение «Запрос видеокадра» по радиоканалу на рабочей частоте f₂ через радиоретранслятор видеокадров 24 (или без его использования) поступает на радиомодем видеокадров 16 и далее в буфер 12, откуда находившейся в буфере 12 видеокадр по радиоканалу на рабочей частоте f₂ через радиоретранслятор видеокадров 24 (или без его использования) поступает на радиомодем 5 и далее по кабелю 15 на пульт оператора 3 для отображения и запоминания.

Видеокадры с места наблюдения могут формироваться и быть получены по команде оператора «Запрос видеокадра», которая вырабатывается пультом оператора 3. При этом «Запрос видеокадра» может передаваться по радиоканалу на частоте f₁ через радиоретранслятор РТС (или без его использования) на радиоприемник тревожных сообщений 9, после чего из буфера 12 видеокадр поступает в радиомодем видеокадров 16 для последующей радиопередачи на частоте f₂ на радиомодем приема видеокадров 5 и далее на пульт оператора 3 для отображения видеокадров.

Чем выше разрешение (качество) видеокадра, тем больше требуется времени для радиопередачи видеокадра и наоборот, чтобы уменьшить время радиопередачи нужно использовать видеокадр с уменьшенным разрешением.

Предложенная малокадровая мобильная система видеонаблюдения и охранной сигнализации на двух радиочастотах: тревожные сигналы передаются на одной частоте, видеокадры на другой частоте. Каждая из радиочастот находится в диапазоне от 144 МГц до 174 МГц; мощность излучения всех радиопередающих устройств системы на каждой из частот до 2 Вт. Радиоприемные устройства (радиомодемы) тревожных сигналов имеют полосу приема 30 кГц, радиоприемные устройства (радиомодемы) видеокадров имеют полосу приема 120 кГц. Антенны радиоканала передачи сигнализационных сигналов и антенны радиоканала видеокадров всенаправленные в азимутальной плоскости, что упрощает их развертывание.

Средства обнаружения, видеокамеры, блоки формирования и передачи видеокадров, радиоретрансляторы малокадровой мобильной системы видеонаблюдения имеют автономные источники питания, обеспечивающие их непрерывную работу в течение 180 суток, и работают на инженерно-неподготовленной равнинной, лесной, среднепересеченной и горной местности на расстояниях до 30 км от центрального пульта наблюдения.