Что значит поворотная камера видеонаблюдения

Выбор поворотной камеры видеонаблюдения

Специалисты неоднозначно оценивают использование поворотных видеокамер в системах видеонаблюдения. Они дают определенные преимущества в режиме патрулирования и при динамическом отслеживании объекта.

Однако следует помнить, что для получения качественного и информативного изображения необходимо учитывать специфику применения:

• Месторасположение;
• Применяемые функции специфические для PTZ и общие для всех видеокамер;
• Квалификацию персонала.

Целесообразность применения поворотной камеры видеонаблюдения определяется спецификой охраняемого объекта. Для проведения предварительного анализа необходимо иметь представление о конструкции устройства, технических параметрах, эксплуатационных характеристиках, а также о том, какие ограничения имеются у PTZ привода.

Выбор поворотной видеокамеры осуществляется на основе общих и специфических характеристик:

• Параметры механизма PTZ;
• Блок видеонаблюдения: видеокамера, устройство передачи данных, тип и возможности объектива;
• Функции телеметрии.

PTZ механизм

Выполняет перемещения корпуса камеры в вертикальной и горизонтальной плоскости, изменяя положение объектива. Это устройство характеризуется двумя параметрами, измеряемыми в градусах в секунду:

1. Скорость поворота (Pa n Speed);
2. Скорость наклона (Tilt Speed).

Производители уличных поворотных камер видеонаблюдения регламентируют достаточно высокие показатели перемещения. Однако следует помнить, что в целях рекламы дается скорость перемещения PTZ привода по предустановкам – ранее введенным в память координатам. Среднее значение для современных моделей составляет 500-600 град/сек. в автоматическом режиме. Ручное управление при помощи специального пульта или его программного эмулятора значительно медленнее и редко превышает 300 — 350 град/сек.

В некоторых статьях маркетингового характера можно увидеть название «высокоскоростные» поворотные видеокамеры. Данный термин несет чисто рекламную нагрузку, поскольку совершенствование силовых механизмов и алгоритмов управления позволяет постоянно увеличивать параметры устройства.

Также следует принимать во внимание технические ограничения на максимальные изменения угла наклона и поворота. Большинство современных моделей имеют в круговой обзор в горизонтальной плоскости. Но круговое вращение PTZ механизма в одну сторону ограничено длиной кабелей управления, для решения этой проблемы используется функция автопереворота. Пройдя полный круг, устройство автоматически разворачивается в обратную сторону вокруг вертикальной оси на 360° и после этого продолжает перемещение по заданным координатам.

Максимальный угол наклона составляет 180°. Поворотные купольные камеры видеонаблюдения устанавливаются в подвешенном состоянии, которое позволяет направить объектив вертикально вниз, полностью исключая появление мертвых зон.

При эксплуатации поворотных камер возникает проблема, связанная с функционированием PTZ механизмов. Их работа, а также инерция движения при повороте корпуса камеры может вызвать смещение изображения, дрожание или значительное снижение качества. Решение этой задачи осуществляется двумя способами. Во-первых, использование крепежных приспособлений с виброустойчивыми демпферами. Во-вторых, применение общедоступной функции видеокамеры – цифровой стабилизации изображения.

Точность углового позиционирования — эта характеристика является ключевой, если PTZ-камера используется для дальнего обнаружения. В этом случае смещение на 1-1,5 уже может являться фатальным для получения достоверного изображения объекта, находящегося на значительном расстоянии. Для PTZ приводов средней стоимости величина ошибки позиционирования может составлять 1,5°-3°. Дорогостоящие высокоточные механизмы в состоянии и позиционировать камеру с точностью до 0,5°. Данные параметры указанные производителями являются реальными только если устройство функционирует в автоматизированном режиме. При перемещении камеры по предустановкам обработка координат и команд управления производится заранее. При ручном управлении точность позиционирования определяется реакцией оператора.

ВАЖНО! Управление механизмами поворота может осуществляться программой эмулятором, записанного на ПК или посредством специальной клавиатуры оборудованной джойстиком.

Объектив с автоматическим зумом

В комплекте с поворотными видеокамерами используются объективы с изменяемым фокусным расстоянием (вариофокальные). Коррекция осуществляется при помощи автоматических устройств – трансфокаторов. Использование таких объективов неизбежно, так как при перемене местоположение камеры изменяется расстояние наблюдаемого объекта, следовательно, для получения четкого изображения появляется необходимость изменения фокусного расстояния. Этот параметр получил название — Preset. Определяется как скорость позиционирования трансфокатора в заранее заданном положении при наведении фокуса.

Вариофокальный объектив с трансфокатором — один из наиболее дорогостоящих элементов в комплекте PTZ камеры. Наибольшее распространение получили устройства с зумом от 10 до 36 крат.

Еще одна характеристика устройства Zoom Speed – скорость изменения фокусного рассояния. Показатель определяется изменением кратности в секунду. Например, х3,0/сек – трехкратное приближение в секунду.

Параметры видеокамеры

Следует отметить, что основные характеристики видеокамер, используемых в комплектах с PTZ приводами, полностью аналогичны сопоставимым параметрам для обычных, фиксированных камер. Аналоговая или IP камера видеонаблюдения поворотная характеризуется по следующим критериям:

1. Разрешение изображения. Рекомендуется использование устройств с разрешением Full HD. Изображение такого качества могут давать аналоговые устройства, произведенные по технологиям CVI, TVI, AHD. Цифровые видеокамеры способны давать изображения значительно большего расширения, до 12-20 Мр. Целесообразно выбирать модели осуществляющие запись с разрешением в 4-5 мегапикселей. Что соотв-етствует разрешению 2592 1520 (4Мр) и 2592 1920 (5Мр).
2. Компенсация задней засветки (функция BLC) — может быть как программной, так и аппаратной. Является важной характеристикой видеокамеры, позволяющей заснять объект, который находится на фоне яркого освещения;
3. Компенсация яркой засветки (функция HLC) – аналогично BLC, однако полностью с программной позиции. Маскирует засвеченные зоны изображения серым цветом, снижая, таким образом, интенсивность освещения изображения.
4. Повышенная светочувствительность (Sense Up) — позволяет осуществлять съемку при минимальном освещении без применения источников искусственного освещения как видимого, так и ИК-диапазона. Некоторые производители указывают величину светочувствительности до 0,00015 Люкс. Если бы камера действительно соответствовала такому параметру, то могла бы давать различимое изображение высокого качества безлунной ночью. В рекламных целях многие производители указывают величину светочувствительность у ПЗС- матрицы, хоть реальная светочувствительность камеры на порядок ниже.
5. Расширение динамического диапазона (WDR) — позволяет рассчитать изображение затемненных мест при встречной засветке объектива;
6. Цифровая стабилизация изображения (DIS) — компенсирует дрожание изображения при применении PTZ камеры.

Телеметрия – основные функции характеристики и параметры

Телеметрическая система камеры представляет собой программный комплекс, соединяющий управление перемещением поворотных механизмов и электроприводов трансфокатора. Кроме общих параметров: координат позиционирования, зума, фокусного расстояния телеметрия оперирует специализированными характеристиками:

1. Предустановка — набор координат занесенных оператором для выполнения автоматического передвижения между ними. Значительное количество предустановок определяет качество и функциональные возможности автоматического режима слежения, патрулирования или выявления несанкционированного проникновения;
2. Режим патрулирования – автоматическое передвижение камеры с использованием координат предустановок;
3. Встроенная команда – функция, прошитая непосредственно в оболочку видеокамеры, а не дополнительное программное обеспечение.

Область эффективного применения

Поворотная камера видеонаблюдения с зумом является одним из наиболее дорогостоящих устройств системы безопасности. Однако в некоторых случаях ее использование позволяет более эффективно выполнять функции видеонаблюдения, и является единственным технически осуществимым решением комплексных задач безопасности:

• Возможность заменить несколько стационарных, особенно на открытых пространствах;
• Широкие возможности контроля больших территорий или помещений сложной конфигурации;
• Возможность разбивки контролируемой площади на зоны с разными приоритетами безопасности;
• Эффективная проверка ложных срабатываний системы охранной сигнализации.

Выводы

На данный момент широкое внедрение поворотных камер несколько приостановилась. Чаще всего они используются в качестве вспомогательного оборудования в системах видеоаналитики. Применяется совместно со стационарными видеокамерами в зонах максимального риска.

Источник

PTZ камеры для видеонаблюдения: особенности эксплуатации

PTZ камеры – это охранные телекамеры, умеющие вращаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и снабженные моторизированным объективом для зумирования. Их основное назначение – слежение за объектами на большой территории.

Многие считают, что это продвинутая замена стационарных видеокамер, помогающая экономить бюджет за счет уменьшения количества камер на единицу площади. Так ли это, разберемся в этой статье.

PTZ камера: конструкция, принцип работы

Чтобы лучше понять, что такое поворотная камера, необходимо в общих чертах описать, какие именно камеры видеонаблюдения бывают:

• Стационарные — имеют фиксированную зону обзора, не могут поворачиваться и менять область наблюдения. Широко используются камеры в купольном или цилиндрическом корпусе, в домашних условиях могут применяться миниатюрные камеры самых разных форм.
• Панорамные (иногда называются Fish Eye или “Рыбий глаз”) — имеют угол обзора 360 градусов в горизонтальной плоскости, способны снимать круговую картинку вокруг себя, фиксируя все происходящее. Обычно крепятся на потолок, имеют форму полусферы.
• Поворотные (PTZ, в том числе скоростные) — могут вращаться в двух осях, с помощью оптического или цифрового зума приближать или удалять объекты. Именно их будем рассматривать в данной статье.

Поворотные камеры подразделяются на несколько типов, в зависимости от формы корпуса:

• Поворотные цилиндрические – с открытой конструкцией поворотного механизма, их используют в основном в помещениях.
• Купольные для помещений – все механизмы и оптика находятся внутри купола, который не имеет защиты от влаги и пыли и не рассчитан для использования при низких температурах.
• Купольные PTZ камеры для улицы – корпус купола имеет класс защиты IP66-67 и класс вандалостойкости IK10-11, поэтому такие камеры успешно применяют в самых разных погодных условиях.

Движение камеры вверх/вниз и вправо/влево обеспечивают два сервопривода. Они бывают механическими и магнитными. Механические поворотные механизмы получили очень широкое распространение – из-за своей доступности. Некоторые модели PTZ камер имеют магнитные механизмы, отличающиеся более плавными перемещениями, точностью и долговечностью, но при этом имеющие более высокую стоимость.

Для изменения масштаба изображения объекта используется оптический трансфокатор с изменяемым фокусным расстоянием. Вместе с цифровым увеличением он позволяет сохранять фокус как на удаленных объектах, так и на достаточно близких и обеспечивает высокое качество съемки.

Встроенное программное обеспечение современных PTZ камер позволяет им автоматически определять движение в зоне наблюдения, фиксироваться на нем, рассчитывать его удаленность и менять увеличение для точной фокусировки и получения четкого изображения.

Режимы работы поворотных камер

PTZ видеокамеры могут работать в автоматическом и ручном режиме. В ручном режиме на интересующий объект их направляет оператор. При этом для управления могут применяться внешние подключаемые клавиатуры, джойстики и панели управления.

В автоматическом режиме камера может работать с помощью следующих настроек:

• Пресеты – заранее настроенное положение камеры с фиксированным фокусным расстоянием и углом наклона, то есть видеокамера фокусируется на заданной точке и снимает ее заданное время;
• Туры (автопатрулирование) – заранее запрограммированные автоматические маршруты для съемки, которые позволяют «обойти» всю зону наблюдения с заданной скоростью, останавливаясь в нужных точках на заданное время.

Область применения

PTZ камеры прежде всего предназначены для видеонаблюдения на большой территории, при значительном удалении целей и для наблюдения за перемещающимися объектами. Наиболее распространены следующие места их использования:

• стадионы,
• большие концертные площадки на открытом воздухе,
• аэропорты, вокзалы,
• предприятия с большой площадью охраняемой территорией, особенно если она находится на открытом воздухе (песчаные карьеры, нефтяные разработки),
• торговые центры,
• парковки и пр.

В подобных местах оператор может наблюдать за передвигающимися людьми и машинами, приближать изображения оставленных предметов, отслеживать скопления людей, например, агрессивных болельщиков, и своевременно передавать информацию в службу безопасности.

Какую камеру видеонаблюдения выбрать: поворотную или стационарную?

Скоростные камеры имеют следующие преимущества по сравнению с обычными стационарными камерами:

• могут заменить несколько стационарных устройств, при этом не теряя качества изображения и обеспечивая широкий угол обзора;
• позволяют охватывать большие территории, в том числе сложной конфигурации;
• отлично справляются с задачей регулярного обзорного наблюдения при эпизодической необходимости детекции и распознавании в разных точках охраняемой территории;
• позволяют проводить эффективную проверку срабатываний системы сигнализации, снижая количество ложных тревог;
• помогают оператору в режиме реального времени реагировать на события и принимать решения, а также следить за перемещающимися объектами без переключения между несколькими камерами.

Но, несмотря на перечисленные преимущества, поворотные устройства имеют свои ограничения и особенности. Прежде всего стоит отметить, что автоматический режим работы данного оборудования не исключает необходимости в операторе. Такая телекамера, перемещаясь по маршруту наблюдения в автоматическом режиме, неизбежно будет «терять» часть событий, происходящих вне ее поля обзора в данный момент. Именно человек может скорректировать траекторию наблюдения оборудования, переместить его на более важный объект наблюдения, задать конкретную область для съемки в зависимости от данных с других видеокамер.

Именно поэтому на большинстве объектов оптимальным считается применение PTZ видеокамер совместно со стационарными моделями под контролем оператора в следующей связке:

• Обзорное наблюдение выполняется стационарной и поворотной камерой одновременно;
• Параллельно PTZ камеры с заданной периодичностью патрулируют зоны наибольшего риска, например, ворота, зоны входа/выхода, периметр — в автоматическом режиме;
• При возникновении сигнала тревоги оператор направляет поворотную камеру на место тревоги, происходит распознавание объекта и сверка его с имеющейся базой, далее оператор передает полученную информацию в службу безопасности. Стационарная камера в это время продолжает наблюдать за всей территорией, исключая появление «мертвых» зон.

На небольших объектах с низким трафиком возможно применение поворотных видеокамер полностью в автоматическом режиме без присутствия оператора. Но все же рекомендуется и в этом случае использовать их параллельно со стационарными устройствами наблюдения.

Для более сложных задач часто требуется применение специализированного ПО для автоматического управления PTZ камерой. Применяя различные алгоритмы данное ПО способно самостоятельно задавать объект наблюдения для устройства, решая следующие задачи:

• Автоматический выбор цели – основываясь на данных, полученных с самой поворотной камеры, других элементов системы безопасности объекта и с различных каналов тревог.
• Автоматическое распределение PTZ видеокамер между несколькими целями (особенно если целей больше, чем количество поворотных камер) — в зависимости от их важности;
• Точное наведение поворотных камер на объекты, обнаруженные обзорными камерами или различными датчиками.
• Нахождение оптимального соотношения между степенью зума (и следовательно, точностью детализации) и частотой перемещения камеры при слежке за движущимся объектом – чем больше увеличение, тем больше приходится перемещать объектив, что приводит к смазыванию и «скачкам» объекта на изображении.

Таким образом, PTZ камеры – это продвинутое оборудование для наблюдения за большой территорией, в том числе за движущимися объектами на разном расстоянии. Но, имея преимущества, оно имеет и свои ограничения. Для того, чтобы не потратить деньги зря, стоит разумно подойти к выбору конкретных моделей видеокамер, предварительно оценив реальные требования к видеонаблюдению на объекте.

Если вам необходима консультация в выборе скоростных PTZ видеокамер и другого видеооборудования, обращайтесь к менеджерам TELECAMERA.RU.

Посмотреть весь ассортимент поворотных камер можно по ссылкам:

Фокусное расстояние — расстояние от фокуса объектива (точка на оптической оси, в которой сходятся лучи, параллельно входящие в объектив) до главной точки объектива (точка на оптической оси, которую пересекает главная плоскость; при прохождении этой плоскости параллельные лучи начинают сходиться в фокусе). От этого параметра зависит размер объекта в кадре, перспектива и угловое поле объектива. Фокусное расстояние указывается в миллиметрах.

Цифровое увеличение (англ. digital zoom)

Метод увеличения части изображения, при котором из изображения, сформированного матрицей, вырезается интересующая часть и программным образом «растягивается» до стандартного размера кадра.
Статья в глоссарии

PTZ (англ. Pan-Tilt-Zoom)

Видеокамера, обеспечивающая поворот, наклон и изменение фокусного расстояния объектива.

Фокусировка (наводка на резкость) — совмещение плоскости изображения, формируемого объективом, с плоскостью регистрирующего устройства (КМОП или ПЗС-матрицы) путем перемещения объектива или его части вдоль оптической оси. При неточном совмещении изображение получается размытым.
Статья в глоссарии

Источник