Нанотехнологии на службе ГАИ

Надысь e_glu стал жертвой новомодного автоматического гаишного радара. В принципе ситуация достаточно обыденная, но оказалось, что этот радар очередная весьма и весьма хитрая разработка наших инженеров, оставивших глубоко в жопе пиндостанских инженеров, а также всех пользователей продуктов их мозговой деятельности, то бишь антирадаров. Итак, знакомимся — ККДДАС 01-СТ Стрелка-СТ.

Немного копипасты из «официальных» источников:

Комплекс контроля дорожного движения автоматизированный стационарный (ККДДАС) «Стрелка-СТ» принципиально отличается от всех других, разработанных отечественными и зарубежными производителями тем, что осуществляет измерение скорости не одного, а всех транспортных средств, попавших в зону действия радара. Это исключает ошибки определения скорости транспортных средств при их движении на одной дальности на разных полосах дороги. Кроме того, он измеряет скорости не в одной точке, а на дистанциях до 350 метров. Одновременное обслуживание до 3-4 полос движения делает комплекс, по сравнению с другими, экономически более эффективным. Комплекс выполняется в стационарном («Стрелка-СТ») и мобильном («Стрелка-М») вариантах.

Алгоритм работы комплекса «Стрелка — СТ» заключается в:

• обработке сигналов, отраженных от объектов, попавших в зону обзора радиолокатора, с целью формирования упорядоченных данных о скорости и дальности всех объектов;
• формировании трасс движения объектов, и передаче упорядоченного списка данных в компьютер для дальнейшей обработки;
• выделении в видеосигнале движущихся объектов и оценке их скорости на дальностях, определенных с помощью радара;
• корреляционной обработке радиолокационных и видео данных;
• выделении объектов, движущихся со скоростями, превышающими установленные пороговые значения;
• сопровождению по видеосигналу целей, движущихся с данными скоростями;
• записи процесса движения объектов на жесткий диск компьютера;
• выдаче команды (на дальности около 50 м) и выполнение обнаружения и распознавания ГРЗ;
• формировании стоп-кадра автомобиля — нарушившего скоростной режим (разборчиво виден ГРЗ);
• дальше, думаю, можно не продолжать…

Для понимания корня зла нас интересуют 2 подсистемы данного комплекса: радар и подсистема обработки данных.

Радиолокационный доплеровский измеритель скорости и дальности движения

Радиолокатор Стрелки построен по классической схеме с цифровым накоплением и обработкой принятых импульсов. Несущая частота излучения радиолокатора 24,15 Ггц (диапазон К). Длительность импульса по уровню половины мощности излучения = 30 нсек, период повторения импульсов = 25 мксек (именно столь короткие импульсы и сводят с ума американские радары, точнее незаметны для них). Обработка сигналов заключается в формировании и накоплении пачки из 256×1024 импульсов для каждого элемента дальности (т.е. отраженных от объектов сигналов), выполнении над ними быстрого преобразования Фурье (спектральный анализ) и обнаружении «отметок» от целей. В отличие от известных радаров в изделии осуществляется обработка не только сигнала, имеющего максимальную доплеровскую скорость, а всех отраженных сигналов. Затем производится экстраполяция данных, и формируется матрица координат целей, содержащая данные: № цели, V цели, D цели. Количество строк в матрице соответствует количеству целей. Сформированный в радиолокаторе текущий массив данных передается в компьютер для последующей обработки. Максимальная скорость обработки радарных данных составляет в настоящее время 80 мсек, что дает возможность синхронизировать отсчеты радара с потоком видеосигналов от панорамной видеокамеры, выдающей 12 кадров в секунду. Как правило, этой скорости достаточно для создания зрительно непрерывного ряда видеоданных.

Подсистема управления и обработки данных

Основой подсистемы является компьютер на базе процессора Pentium-M, 1.8 GHz с платой ввода видеосигналов и накопителем на жестком диске. помещенные в термостатированный бокс, обеспечивающий работоспособность всех узлов, входящих в состав компьютера, при температуре окружающей среды от -40° до +60° С. Необходимо отметить, что технические условия (ТУ) на большинство применяемых комплектующих изделий предусматривают их работу только от 0°С, хотя сами изделия, принципиально, могут работать и при более низких температурах.

Обработка данных в компьютере предполагает необходимость предварительного «обучения» компьютера, которое заключается в:

• установке однозначного соответствия между данными о дальности, получаемыми от радара и «пиксельной» дальностью, получаемой в результате обработки видеосигнала от панорамной видеокамеры;
• установке граничных условий движения объектов на изображении;
• установке режимов работы видеокамеры на конкретном месте, а также некоторых других вспомогательных настроек, которые осуществляются сразу же после инстоляции комплекса на объекте.

В процессе работы компьютер осуществляет оценку «пиксельной» скорости, производит трассировку движения объектов и, затем, производит сравнение вычисленных данных, с данными, полученными от радара. Благодаря данной операции производится «отсеивание» случайных радарных данных, различение движущихся на одной дальности, но с разными скоростями, объектов и обеспечивается (благодаря радару) метрологическая точность измерения их скорости.

Как только объект на любой дальности, в пределах рабочего диапазона радара, превышает пороговую скорость, он автоматически заносится в список объектов «на сопровождение», формируется кадр «Захват объекта» и, при достижении дальности порядка 50 метров, компьютер вырабатывает команду захвата кадра видеокамерами ГРЗ. Далее включается алгоритм обнаружения и распознавания ГРЗ, разработанный предприятием «Технологии распознавания». По окончании данного процесса компьютер формирует кадр изображения объекта с введенными данными: Дата, время, скорость, № камеры и передает его по линии связи в Оперативный Центр Управления.

Официальные технические характеристики:

• предельная дальность измерения скоростей — 1000 м;
• минимальная дальность измерения скоростей — 50 м;
• диапазон измеряемых скоростей — от 5до 180 км/час;
• точность измерения скоростей — 2 км/час;
• точность измерения дальностей — не более 5 м;
• видеозапись движения — не менее 8 кадров в секунду;
• количество одновременно обрабатываемых полос — 4;
• дальность передачи данных: — по ВОЛС — до 30 км, по радиоканалу до 5 км;
• условия эксплуатации: — диапазон рабочих температур от минус 40 до 60 град. С;
• влажность 98%;
• механический удар — 5g;
• корпус в «вандалозащищенном» исполнении;
• габаритные размеры: — радиолокатор — 200x200x130 мм;
• подсистема управления, видеообработки и связи — не более 400x400x500 мм.

Итак, все это хозяйство абсолютно невидимо для анти-радаров (дорогие модели реагируют на работу гетеродина радара на расстоянии менее 50 метров до «цели», что в любом случае не является удовлетворительным результатом), способно работать как «в лицо», так и «в жопу». Одно устройство может охватывать до 4-х (по некоторым данным — до 5) полос движения. Поэтому единственный способ борьбы с ними — знать, где висят эти хрени.

Кстати, народ в тырнетах уже жалуется на то, что алгоритмическая часть системы не безупречна. Например, при обгоне машины мотоциклом с очень большой вероятностью скорость мотоцикла будет приписана автомобилю. Причин тому несколько. Во-первых, на удалении свыше 700 метров размеры машины и мотоцикла слишком малы, а быстрое преобразование Фурье вполне может выделить их как единый объект. Во-вторых, скорее всего некорректно работает алгоритм вычленения ГРЗ, а значит все, на чем не выделяется ГРЗ или его нет — это не машина, а машина «где-то рядом».

А здесь самый полный на начало февраля список Стрелок: