Раздел: СТОП-КАДР Тема: CCTV (системы видеонаблюдения) Автор: Андрей ПОВАГО-ПОТЕМКИН, технический специалист ООО «БИК-Информ»
Жизнь через объектив-4
Современные технические средства позволяют вести наблюдение из любой точки мира с автоматическим анализом получаемой видеоинформации и своевременным принятием решения в случае тревожных ситуаций. Круг задач, решаемых с помощью телевизионных систем, постоянно расширяется, что подталкивает разработчиков и производителей такого оборудования на создание новых технических решений. Благо,\ рынок технических средств безопасности является одним из самых динамично развивающихся. Перспективными направлениями развития этой отрасли по нашему мнению являются: -создание телевизионных систем дальнего наблюдения для обнаружения внештатных ситуаций и тревожных событий на территориально распределенных объектах (водоемах, лесных массивах и т.д.), -применение камер мультимегапиксельного разрешения для фото- и видео- регистрации с высоким качеством изображения, -развитие цифровых и компьютерных технологий для формирования, передачи, записи, просмотра и управления потоками получаемой видео информации, -разработка алгоритмов и программ, предназначенных для обработки и анализа видео информации для решения различного рода задач – обнаружения и идентификации объектов, распознавания образов, регистрации событий, контроля и т.д. Одной из важнейшей составляющей любой телевизионной системы является объектив, от которого в первую очередь зависит качество формируемого изображения. На рынке технических средств, предназначенных для ведения телевизионного наблюдения, представлено огромное разнообразие объективов – от простейших малогабаритных типа «Board» до сложных и дорогостоящих оптических систем с возможностью удаленного управления. Назначение ТВ-камеры и условия ее работы определяют приоритетные требования, как к характеристикам объектива, так и к его функциональным возможностям. Изменяемые в пространстве (направление и расстояние до наблюдаемого объекта) и во времени (при ведении круглосуточного наблюдения) условия наблюдения (освещения) приводят к необходимости изменения как направления ТВ-камеры, так и адаптации ее характеристик. Направление ТВ-камеры в зависимости от положения объекта относительно точки наблюдения может быть изменено с помощью поворотного устройства. Размер наблюдаемой сцены (поля зрения камеры) зависит от расстояния от точки наблюдения до объекта, фокусного расстояния объектива и физического размера фотоприемника ТВ-камеры. При изменении расстояния до объекта возникает необходимость оперативного изменения фокусного расстояния объектива с целью сохранения масштаба изображения. Изменение освещенности наблюдаемой сцены более чем в 1000 раз приводит к необходимости регулирования количества света падающего на фотоприемник ТВ камеры с помощью диафрагмы объектива. Диапазон изменения диафрагмы объектива определяет диапазон освещенности, при котором обеспечивается работа ТВ-камеры. По способу управления диафрагмой существуют объективы: - с фиксированной диафрагмой; - с ручной (механической) регулировкой диафрагмы; - с автоматической регулировкой диафрагмы (АРД); - с моторизованным приводом узла диафрагмы. В ряде случаев может возникнуть необходимость в фиксации диафрагмы в заданном положении при дистанционном управлении. Режим работы, позволяющий осуществлять такое управление, называется «OVER-RIDE». При низкой освещенности наблюдаемой сцены (в ночное время суток) может потребоваться дополнительное освещение с помощью осветительных приборов, работающих, как в видимой части спектра, так и в инфракрасной области. При этом необходимо изменять спектральную характеристику ТВ-камеры, то есть, диапазона длин волн, в котором она способна работать. Например, камера с режимом «день-ночь» с механизмом перемещения фильтра, отсекающего инфракрасную область, способна работать в светлое время суток в видимой части спектра, а в ночное с применением инфракрасной подсветки. Такой механизм может быть встроен как в камеру, так и в объектив. Объектив при этом должен иметь так называемую инфракрасную коррекцию, позволяющую вести наблюдение при смене спектрального состава освещения без потери четкости и без дополнительной фокусировки. Все это отражается на технических требованиях к объективу, который должен обеспечивать возможность дистанционного управления масштабом изображения, осуществлять регулировку светового потока на фотоприемник камеры и работать в видимой и близкой к ней инфракрасной области спектра без потери качества. Рассмотрим некоторые особенности, связанные с управлением такими объективами, а также современные системы позиционирования, которые позволяют значительно расширить функциональные возможности систем наблюдения. С точки зрения управляемости все объективы с изменяемым фокусным расстоянием можно разделить на группы, отличающиеся функциональными возможностями, диапазоном фокусных расстояний, весом, габаритом и, соответственно назначением и областью применения.
Варифокальные объективы с автоматической регулировкой диафрагмы (АРД) Регулировка таких объективов сводится к установке их на ТВ-камере так, чтобы во всем диапазоне фокусных расстояний обеспечивалась возможность их фокусировки, настройке управляющего сигнала АРД на камере, выбору масштаба (фокусного расстояния) и фокусировке на наблюдаемый объект при полностью открытой диафрагме (при минимальной глубине резкости). Оперативное изменение масштаба изображения в этом случае невозможно. Как правило, такие объективы применяются в стационарных камерах. Объективы, которые носят название «Pan Focus» Относятся к бюджетному варианту объективов типа «Motor ZOOM». Основное отличие этих объективов, ограничивающее их применяемость, и, как следствие, является их недостатком – это отсутствие узла управления фокусировкой. Однако, наличие моторизованного привода управления масштабом позволяет оперативно изменять масштаб наблюдаемой сцены с удаленного пульта управления. Фокусировка ТВ-камеры с таким объективом выполняется путем механического сведения (фокусировки) на фиксированное расстояние. Главное достоинство – низкая стоимость. Модульные и корпусные моторизованные трансфокаторы Представляют собой совмещенное с камерой конструктивно законченное изделие с интегрированным блоком телеметрического управления режимами. Применяются обычно в купольных поворотных камерах типа «Speed Dome». Отличаются компактностью и высокой скоростью масштабирования и фокусировки. Современные модели имеют режим автоматической фокусировки и режим «День-Ночь» с механическим перемещением оптического фильтра, отсекающего инфракрасную область. Дистанционное управление такими камерами чаще всего осуществляется по 2-х проводной линии командами, передаваемыми по RS-232 или RS-422/485, с удаленного пульта управления по выбранному протоколу. Применение таких модулей требует минимальных затрат на подключение к линии управления и выбору протокола. Следствием компактности является относительно низкая чувствительность по причине малого формата фотоприемника камеры.
Крупноформатные моторизованные трансфокаторы Это объективы с форматом формируемого изображения от 1/3” до 1 дюйма с фокусным расстоянием до 1000 мм и более различной кратности и светосилы. Большой различие диапазонов фокусных расстояний и светосилы, и, как следствие, габаритных размеров, веса, и стоимости требует индивидуального подхода к каждой модели. Особенностью таких объективов является то, что при условии механического сопряжения объектива и камеры (сведении) обеспечивается его фокусировка на выбранное расстояние во всем диапазоне фокусных расстояний (без необходимости дополнительной фокусировки). Фокусировка в этом случае производится только при изменении дистанции наблюдения. Для работы в сложных климатических условиях ТВ-камера с трансфокатором помещается в защитный кожух, конструкция которого должна обеспечивать для них необходимые условия - защиту от воздействия внешней среды и температурный режим. Чувствительность ТВ камеры зависит от формата фотоприемника и светосилы объектива, поэтому телевизионные системы высокой чувствительности отличаются большими габаритными размерами и массой. Такая камера может устанавливаться на отдельно приобретаемое поворотное устройство, что позволяет вести наблюдение больших территорий. В большинстве случаев управление масштабом (ZOOM) и фокусировкой (FOCUS) трансфокаторов осуществляется с помощью электродвигателей постоянного тока. Недостатком таких двигателей является низкая скорость и узкий диапазон ее изменения. При построении высокоточных скоростных поворотных систем телевизионного наблюдения на базе оптических трансфокаторов необходимо иметь изменяемую по заданному алгоритму скорость поворота, наклона, масштабирования и фокусировки в зависимости от угла обзора камеры. В этом случае предпочтение следует отдавать шаговым двигателям, скорость которых можно не только изменять в широких пределах, но и контролировать. Интеграция камеры с оптическим трансфокатором на поворотном устройстве существенно увеличивает функциональные возможности системы видеонаблюдения. Поворотная ТВ-камера с оптическим трансфокатором в штатном режиме может работать автономно по заданному алгоритму, реагировать на срабатывание датчиков тревог, оповещать охрану в случае несанкционированных действий. Датчики положения моторизованных приводов позволяют поворотной камере работать по заранее установленным позициям и маршрутам, например, при автономном патрулировании, срабатывании тревожных датчиков и т.д. Управления поворотной камерой осуществляется с помощью блока телеметрического управления, который может быть выполнен в виде отдельного модуля или интегрирован в само поворотное устройство. В случае применения IP-технологий, управление поворотной камерой может быть выполнено путем передачи управляющих протоколов по сети TCP/IP удалённому серверу, что позволяет избавиться от дополнительных линий приема-передачи сигналов управления.
При этом в качестве сервера может выступать: -сервер самой IP-камеры; -IP-сервер, выполненный в виде самостоятельного изделия; -IP-сервер, интегрированный в блок телеметрического управления устройства позиционирования. Высокая стоимость таких поворотных устройств импортного производства, представленных на российском рынке, ограничивает их применяемость. Что вызывает повышенный интерес к опорно-поворотным устройствам отечественного производства с аналогичными характеристиками, которые уже существуют. В заключение отметим, что стремительное внедрение и развитие цифровых методов передачи информации с использованием компьютерных сетей, Интернета, мобильной и спутниковой связи позволяют осуществлять видеонаблюдение из любой точки мира с помощью поворотных камер с оптическими трансфокаторами.
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru Рады сообщить нашим читателям, что теперь нашем сайте работает модуль обратной связи. Нам важна ваша оценка наших публикаций! Также вы можете задавать свои вопросы.Наши авторы обязательно ответят на них. Ждем ваших оценок, вопросов и комментариев!

Добавить комментарий или задать вопрос

Правила комментирования статей

Версия для печати

Средняя оценка этой статьи: 0  (голосов: 0)
Ваша оценка: