Управление ptz камерой своими руками. Управление PTZ-видеокамерами Speed Dome

Камеры типа PTZ представляют собой ответвленный сегмент компактных устройств видеонаблюдения. Разработчики данной аппаратуры подняли охранные миниатюрные камеры на новый уровень благодаря их наделению более эффективными системами автоматического, а в некоторых случаях и роботизированного интеллектуального управления. Частично подобные технологии использовались и в первых поколениях систем видеонаблюдения, но современные решения заметно отличаются по целому ряду параметров, что и подтверждает своим примером PTZ-камера. Что это значит на практике пользования? В первую очередь - это более широкие возможности контроля за настройками камеры, причем в удаленном режиме. Кроме этого, создатели PTZ-моделей уделяют внимание базовым характеристикам съемки, позволяя получать высокое качество изображения при сохранении скромных размеров самой камеры.

Общие сведения о PTZ-камерах

Это нестандартная камера, главным отличием которой является наличие встроенного электронно-механического привода. Причем сама матрица, обеспечивающая фиксацию видеопотока, вполне соответствует по характеристикам традиционным компактным камерам для видеонаблюдения. Особенности обуславливает именно привод с роботизированным принципом управления, который, к слову, может выступать отдельной частью - элементом комплектации. Впрочем, последние модели такого типа отличаются и внутренним устройством. Оптический трансфокатор, в частности, позволяет изменять угол обзора, который захватывает PTZ-камера. Что это такое с точки зрения потребителя? В сущности это означает переменное с оптическим уменьшением и увеличением целевого объекта. Сигналы для управления приводным механизмом и внутренними сенсорами могут поступать от пульта ДУ, а могут генерироваться контроллерами, которые взаимодействуют с компьютером. То есть посредством программного обеспечения пользователь может настроить полностью автоматическую работу камеры.

Основные характеристики камеры

Количество пикселей является основным показателем качества работы для всех видов таких камер. Простейшие версии обеспечиваются матрицами на 0,3 МП, а высокотехнологичные - модулями на 5 МП. Количество регистрируемых кадров за секунду обычно находится в диапазоне 6-30 ед. Конечно, в оценке качества изображения не обойтись и без разрешающей способности устройства PTZ - HD-камеры, к примеру, уверенно поддерживают формат 1920x1080. При этом остается актуальной и устаревающая матрица VGA на 640x480. В охранных комплексах нередко оправдывается и применение таких модулей. Но если вышеописанные характеристики полностью укладываются в набор качеств обычных камер видеонаблюдения, то в скорости поворота и увеличения фокуса PTZ имеет заметные преимущества. Так, оптическое увеличение может быть 36-кратным, а цифровое 18-кратным. Что касается скорости поворота, то в современных моделях она достигает 400 °/с. Также передовые модификации снабжаются технологией 3D-позиционирования.

Сферы применения аппаратуры PTZ

Специалисты выделяют две сферы, в которых наиболее выгодно раскрываются эксплуатационные возможности таких камер. Это охранные системы обеспечения безопасности и видеосвязь в конференц-залах. В обоих случаях пользователи ценят гибкость аппаратуры в плане управления и практически не ограниченные возможности для физической установки оборудования. Здесь важно отметить и системы беспроводного подключения, которые поддерживает современная PTZ-камера. Что это означает в процессе эксплуатации? Технологии беспроводной связи практически избавляют пользователя от необходимости подведения кабелей к устройству. С точки зрения маскировки, это оптимальное решение, поскольку у злоумышленника будет меньше шансов обнаружить признаки И наоборот, оперативная работа поворотной механики камеры позволит отслеживать происходящее в помещении с наиболее выигрышным позиционированием.

Виды конструкций видеокамер

Производители выпускают камеры такого типа в нескольких вариациях. Наибольшее распространение получила поворотная камера PTZ в виде полусферы. Данная разновидность называется Speed Dome и отличается высокой отказоустойчивостью. Сама конструкция благодаря геометрической форме минимизирует риски попадания под корпус частиц пыли и влаги.

Другой вариант - сферическая конструкция, которая во многом схожа с камерами в виде полусферы. Такие модели обычно снабжаются мощной инфракрасной подсветкой и средствами защиты от вандалов. Вообще, купольные камеры PTZ проектируются таким образом, что все механические компоненты начинки имеют минимальные шансы на прямой контакт с окружающей средой. Это достоинство особенно проявляется в корпусах уличных моделей, которые заслуживают отдельного внимания.

Особенности уличных моделей

Эксплуатация систем видеонаблюдения вне помещения требует учета целого ряда дополнительных факторов. Среди них нюансы обеспечения связи камеры и пульта управления, организация системы энергоснабжения и вопросы защиты аппаратуры от внешних воздействий. Что касается защиты, то корпуса обычно получают термокожух с пыле- и влагозащитной изоляцией. Некоторые модели дополнительно снабжаются обогревателем и системой вентиляции, которые обеспечивают возможность холодного пуска при пиковых отрицательных и положительных температурах. Питание может обеспечиваться напрямую или за счет аккумуляторов. К слову, оправдывает себя и применение источников бесперебойного энергоснабжения. Даже типовая настройка PTZ камеры позволяет автоматизировать процесс перехода на резервное питание в случае нестабильного сетевого энергоснабжения. Связь, в свою очередь, также организуется или напрямую через кабель или по беспроводной технологии с помощью радиомодуля.

Аналоговые и цифровые модели

В аналоговых моделях полученная запись автоматически подвергается обработке цифровым процессором. Далее материал отправляется на электронный преобразователь, в котором вновь происходит конвертация, но в обратном режиме. Коммуникационную связь такой аппаратуры обеспечивают коаксиальные провода. К недостаткам моделей этого типа относят невысокое разрешение, которое не позволяет рассчитывать на качественное изображение при съемке на дальних расстояниях. Цифровые PTZ-камеры видеонаблюдения также предусматривают предварительную обработку сигнала в процессоре, после чего материал может передаваться по протоколу TCP/IP в изначально заданном формате. Главным преимуществом цифровых моделей является именно высококачественная «картинка», так как в плане коммуникационного и механического оснащения аналоговые устройства в некоторых случаях оказываются более надежным решением.

Управление камерой

Кроме настройки основных параметров съемки камеры PTZ предоставляют массу возможностей управления уже в процессе непосредственного применения устройства. При установке камеры на объекте пользователь может заранее запрограммировать ее на сотни предустановленных позиций. Для каждого режима предполагается целый набор параметров положения, среди которых величина угла, уровень масштабирования и т. д. Некоторые модели также позволяют назначать индивидуальные сценарии автоматического сканирования. Например, камера PTZ уличная в этом плане наиболее развита, поскольку ей приходится охватывать большие территории, в том числе с дальними планами. Дистанционное управление, в свою очередь, дает возможность коррекции с наклоном. Для этого чаще всего используется телеметрический пульт.

Производители PTZ-камер

Высокотехнологичные сегменты довольно быстро наполняются продукцией от крупных производителей. В данном же случае ситуация несколько иная, поскольку наиболее удачные разработки демонстрируют менее известные компании. Лидерские позиции занимает камера Axis PTZ, модификации которой ориентированы как на специализированные, так и на универсальные задачи видеонаблюдения. Также заслуживают внимания предложения от Dahua, Geovision и комплексные решения фирмы Optimus. Из крупных всемирно известных брендов технологию PTZ неплохо освоили инженеры Samsung, хотя из-за высокой стоимости данная продукция не так популярна по сравнению с аналогами от вышеназванных производителей.

Заключение

Не так выражен интерес и самих потребителей к системам видеонаблюдения этого типа. Несмотря на очевидный технологический прорыв отдельных решений, данная продукция все еще занимает отдельную узкую нишу. Понимают это и производители, стремящиеся разрабатывать новые опции и функциональные возможности, которыми в принципе может обладать PTZ-камера. Что это значит в контексте общего развития сегмента? На данном этапе технологи делают ставку на оптимизацию коммуникационного взаимодействия самой камеры и управляющего комплекса. На практике это будет означать упрощение средств организации связи между отдельными компонентами систем видеонаблюдения, и в то же время более плотное схождение механики камер и программного обеспечения.

Подключение PTZ видеокамеры наблюдения во многом похоже на подключение стандартной камеры видеонаблюдения. У большинства PTZ видеокамер имеется три разъема: для подключения питания, передачи видео и данных. В некоторых камерах PTZ вы найдете аудио, но это довольно редкий случай.

Первым делом вы должны правильно определить требования к питанию видеокамеры наблюдения PTZ. Большинство таких камер работает от источника постоянного тока 24 В или 12 В. Вы должны также проверить требования видеокамеры к ампертражу. Так как имеют встроенный мотор, они потребляют большее количество тока. Например, если в характеристиках видеокамеры наблюдения с функциями PTZ указано значение 12 V DC / 2 A, вы должны обеспечить ей потребление тока силой по крайней мере 4 A.

После того, как вы подключили питание, теперь нужно подсоединить провода для передачи видео. Часто в управляемых видеокамерах для передачи видео используются . Многие установщики систем видеонаблюдения для подключения к камерам PTZ используют кабель категории 5 (CAT5). Используйте парный кабель CAT5 для передачи питания и одножильный для передачи видеосигнала.

Если ваша поворотная видеокамера наблюдения имеет поддержку аудио, вы можете присоединить пару кабелей для передачи аудио. Во многих случаях при установке видеокамер наблюдения инженеры используют кабели категории CAT5 для передачи не только видео и данных, но и аудиосигнала.

В последнюю очередь подсоединяются провода для передачи данных. По ним передаются команды, которые, например, заставляют камеру вращаться. RS485 является очень распространенным интерфейсом, используемым для передачи данных. Вы можете использовать джойстик или для управления камерой PTZ. Но вы должны проверить, являются ли они совместимыми с друг с другом. В большинстве PTZ камер используется протокол Pelco, его также должны поддерживать видеорегистраторы и контроллеры. Вы должны установить PTZ ID, скорость передачи данных и протокол.

Для того, чтобы запрограммировать камеру PTZ, возможно, потребуется открыть ее корпус. Внутри вы найдете блок перемычек, известный также как DIP-switch. С его помощью можно запрограммировать PTZ ID, скорость передачи и протокол. В настройках видеорегистратора перейдите в главное меню, найдите конфигурации PTZ и скопируйте те же значения. Если вы используете джойстик, измените настройки с помощью комбинаций кнопок.

Мы желаем вам успехов в подключении видеокамеры наблюдения с функциями Pan Tilt Zoom.

Источник cctvdvrsystem.co.uk. Перевод статьи выполнила администратор сайта Елена Пономаренко

PTZ – камера имеет роботизированный механизм со встроенным электронно-механическим приводом управления видеонаблюдением, который управляет вращением и наклоном устройства. PTZ – сокращение (Pan Tilt Zoom), означает, что управление камерой происходит удаленно, а в самой камере есть функция зума. Оптический трансфокатор дистанционно изменяет угол и поле зрения объектива (увеличивает/уменьшает наблюдаемый объект). Управление камерами происходит, посредством пульта или специального программного/аппаратного обеспечения (если техника подключена к сетевому протоколу).

Автоматизация слежения

В прошивку PTZ-камеры установлена инновационная аппаратная программа. Посредством данного программного обеспечения, контролируется модулирование пикселей в изображении, которое передаётся и после этого приводит устройство в движение. Функция ведения (слежения/поворотная) объекта, из-за передвижения, изменяет пиксели и поэтому аппарат фокусируется на центре их колебаний. Далее PTZ оценивает расстояние, на котором находится объект слежения и его размеры. Когда движущийся предмет покинул поле зрения видео-техники, устройство возвращается в исходное положение или в то, которое предварительно было запрограммировано, когда проводилась первоначальная настройка. Эта процедура начнется снова, когда камера зарегистрирует другие изменения.

Виды

Аналоговые камеры видеонаблюдения. После оцифровки (обработки цифровым процессором), полученного изображения, поступает спецсигнал на электро-преобразователь. Он, в свою очередь, модулирует данные сигналы в аналоговые (PAL / NTSC). Устройство подсоединяется к видео-серверу или DVR-регистратору. Для организации управления техникой, при монтаже, прилагается еще один специальный кабель. Главные недостатки, такого оборудования для видеонаблюдения – неудовлетворительное разрешение полученных изображений, а также их ухудшение во время передачи спецсигнала.
Цифровые IP-камеры видеонаблюдения. Обработанное изображение предается по протоколу IP/TCP в цифровом виде. Эти данные поступают на IP-регистратор или IP-сервер (видео). Управление вместе с передачей данных осуществляется по единственному кабелю. Достигается более высокое разрешение изображений, если сравнивать аналоговыми камерами.

Конструктивные исполнения

Уличная купольная полусфера или Speed Dome. Исключительно все компоненты устройства (электроника и механика) размещены в герметичной полусфере. Благодаря такому размещению, внутрь корпуса полностью предотвращается проникновение частиц пыли и влаги. Также это способствует повышению уровня защиты от вандалов. Температурный режим при эксплуатации таких устройств составляет: -50° — +60°С.
Уличная купольная сферическая PTZ. Аналогичная модель полусферы, но отличием является — более мощная инфракрасная подсветка. Обладает высокой степенью отказоустойчивости, то есть исключает воздействие влаги, пыли и имеет защиту от актов вандализма. Температурный режим работы техники колеблется от -40° до +60°С.
Поворотно-корпусная PTZ (для помещений). Движущиеся единицы камеры открыты, поэтому механические элементы взаимодействуют с внешней средой. Как следствие — низкая защита от влияния пыли и влаги. Температурный режим работы аппарата колеблется от 0° до +55° С.
Сферическая купольная PTZ (для помещений). Предназначена для установки внутри помещений зданий и сооружений, так как требует отсутствия низких температур, а также повышенной влажности и пыли.
Уличная роботизированная PTZ – это гибрид электропривода и уличной камеры. На данный момент купольная камера вытеснила роботизированную с рынка. Соответственно последняя встречается редко.

Общие характеристики

оптический зум;
цифровой зум;
управление панорамированием;
управление наклоном;
передача аудиосигнала;
автослежение;
непрерывное вращение;
регулирование температуры;
встроенные карты памяти;
круглосуточное видеонаблюдение.

Качество передаваемого изображения, детализация, звук и набор дополнительных функций видеонаблюдения зависит от модели и предназначения каждого отдельно взятого устройства.

Расширенные функциональные возможности

передача звука;
записи обхода;
патрулирование по маршруту;
подключение внешних устройств;
регулирование температуры камеры (для экстремальных условий окружающей среды);
защита от непогоды (ветер, дождь, снег);
интеграция различных интеллектуальных приложений.

Области применения

помещения;
открытая местность.

Благодаря встроенному обогреву внутренних и внешних компонентов, а также герметичному корпусу, купольная камера может применяться в районах с любыми максимальными температурами и различными климатическими условиями. Некоторые модели могут эксплуатироваться в местах, где человеческое присутствие невозможно, ввиду воздействия опасных факторов. Например, на предприятиях атомной и химической промышленности. А благодаря оптическому зуму (приближению), устройства активно используются для проведения видеоконференций и переговоров.

Также PTZ-управление популярно на телевизионном производстве. Используется на профессиональных студийных камерах для роботизированного управления.

Порядок настройки

PTZ-камеры используются в двух режимах:

фиксированный;
мобильный.

Работая в зафиксированном (устойчивом) режиме видеонаблюдения, устройство (даже купольная техника) всегда статично направлена на подконтрольную территорию наблюдения. Как правило, без управления положением камеры (поворотная функция присутствует), но с возможной дистанционной перенастройкой, в случае необходимости.

При работе в мобильном режиме видеонаблюдения, угол направления аппарата периодично меняется для расширения/сужения точки зрения и детализации нужных предметов.

Как правило, у заказчиков есть техническое задание или примерное представление о том, где должна быть камера, на какие зоны она должна быть направлена, периодичность и маршрут осуществления движения. Все варианты видеонаблюдения и управления индивидуальны.

После монтажа видеонаблюдения, требуется настройка камеры согласно техническому заданию. Не имеет значения поворотная камера или статическая, купольная или обычная, уличная или установленная внутри помещения — процесс настройки практически идентичен во всех случаях. Настройка аналоговых камер, происходит аналогично цифровым IP-камерам. Только стоит отметить, что цифровые IP-камеры также могут быть настроены через видео-регистратор и посредством программного/аппаратного обеспечения, которое предустановлено на компьютере.

Настройка и программирование обычно производится специалистами по установке охранного видеонаблюдения.

Порядок настройки аналоговой PTZ-камеры

Подключение камеры к регистратору.
Информационная настройка режимов работы.
Выбор необходимого канала наблюдения.
Индивидуальные настройки по каждому каналу наблюдения PTZ.
Указание протокола управления (в зависимости от поддерживаемого камерой).
Выбор значения скорости передачи данных.
Задача параметров стоповых битов (передаются для разделения информации).
Выбор способа выявления ошибок при передаче информации.
Задача IP адреса устройства для регистратора (по нему устанавливается связь).
Указание режима и расписания движений камеры.

Для дистанционного управления IP PTZ –камерами видеонаблюдения используются:

беспроводной инфракрасный пульт;
мышка;
специальное программное обеспечение (которое добавляет возможность автоматически управлять камерами);
проводной USB пульт;
управление по Ethernet интерфейсу (для скоростной передачи данных камерами);
пульт-клавиатура с 3D джойстиком.

Для оборудования системы контроля и видеонаблюдения, за любой территорией, самым оптимальным вариантом будет поворотная купольная PTZ IP-видеокамера. Именно купольная IP камера устойчива к агрессивной окружающей среде, имеет удобное управление и позволяет контролировать даже самую большую площадь, не оставляя слепых зон. Купольная камера и ее всевозможные вариации – самый популярный тип исполнения PTZ камер.

Данный обзор посвящен способам управления скоростными поворотными интегрированными камерами Speed Dome.

Потребление скоростных поворотных камер серьезно выросло на рынке за последние 10 лет. Сказывается значительное снижение цены на эти устройства, а также рост их технических возможностей: скорости, оптического увеличения, функциональности. Теперь нормальная скорость вращения во время установки "пресета" достигает (часто превышает) 400 градус/с, оптическое увеличение давно перешагнуло 30-кратное значение, а некоторые камеры даже получили возможность следить за объектами в поле своего зрения самостоятельно.

Современные цены на "купола" колеблются от 500 до 600 долларов на китайские марки до нескольких тысяч евро за известные японские, американские или европейские бренды. В отличие от отдельных поворотных механизмов, где управление осуществляется своей парой на каждую степень свободы (в основном переменным напряжением 24 или 220 В), в SpeedDome интегрирован приемник телеметрии, что позволяет управлять камерой всего по двум проводам (в случае RS-485; некоторые модели требуют 4 проводов для управления в дуплексном режиме) или по кабелю видеосигнала. Ну а IP-видеокамеры SpeedDome вообще не требуют дополнительных проводов управления, хотя обычно и имеют возможность работать "по старинке".

Контроллеры и клавиатуры

Самый простой и "древний" способ управления Speed Dome-камерой - с помощью клавиатуры, а также отдельного автономного устройства с собственным источником питания. Минимальная по стоимости клавиатура будет управлять поворотом и увеличением только с помощью кнопок и протокола RS-485. Кнопок вполне достаточно, когда нужно только настроить камеры и потом управлять, например, пресетами. Но если оператору необходимо постоянно управлять камерами, пульт будет сильно замедлять его работу. Для таких случаев намного удобней будет пульт, имеющий джойстик, - он позволяет управлять камерой сразу в двух координатах, фокусным расстоянием объектива, а также скоростью поворота одним движением руки. Чем выше стоимость клавиатуры, тем большим количеством дополнительных возможностей (например, управление видео регистраторами, отображение сигналов от видеокамер и регистраторов на встроенном TFT-мониторе) она обладает. Работу с видеорегистраторами ограничивает только то, что они должны быть выпущены той же компанией, что и клавиатура; с управлением видеокамерами таких проблем нет - обычно пульты поддерживают несколько протоколов, а значит, вы сможете управлять камерами от разных производителей. С появлением IP-видеокамер встал ребром вопрос о пультах-контроллерах для них. Конечно, почти все поворотные IP-видеокамеры имеют возможность управления через RS-485, однако тащить дополнительные провода, когда уже есть цифровая сеть с высокой пропускной способностью, бессмысленно. Единственный недостаток Ethernet-сети на медном UTP, являющейся базой для 99% IP-видеосистем, по сравнению с аналоговой - небольшая длина сегмента от устройства до коммутатора (около сотни метров, если не использовать оптику).

Возможности PTZ-камер

Здесь можно говорить о двух вещах. Первое - некоторые видеокамеры обладают встроенными средствами расширенного управления. Настроенная соответствующим образом видеокамера ведет постоянное наблюдение с максимальным углом обзора. Когда встроенный детектор обнаруживает движение, камера приближает данный участок и "ведет" движущийся объект по мере возможности. В момент такого сопровождения, камера "не видит" окружающей обстановки и не может переключиться на другой объект, не вернувшись в исходное положение с минимальным zoom. Конечно, не все камеры обладают даже встроенным детектором движения, не говоря уже об автоматическом сопровождении.

Второе касается только IP-видеокамер. Выше уже говорилось, что IP-камерой Speed Dome можно управлять как с помощью обычного пульта, так и IP-пульта. Однако IP-поворотные камеры в каком-то смысле являются самодостаточными устройствами и "имеют на борту" Web-сервер. Зайдя с любого компьютера через Web-браузер, вы сможете получить изображение c камеры, настроить ее параметры и управлять поворотным механизмом и объективом. Здесь предлагается 2 способа - простой, имитирующий кнопки пульта управления и позволяющий одновременно управлять двумя координатами, и продвинутый, отличающийся у каждого производителя в деталях. Здесь вы управляете поворотом и масштабированием при помощи компьютерной мыши. Начертив прямоугольник в любой части окна камеры, вы заставите ее приблизить данный участок или, приблизив курсор к краю изображения, получите подсказку-стрелку; которой сможете двигать камеру в нужном направлении (у левого края - налево, у правого - направо и так далее).

Управление с помощью DVR non-PC

Управление поворотными камерами уже очень давно является неотъемлемой базовой функцией видеорегистраторов. Только очень дешевые и очень ограниченные функционально DVR могут позволить себе ее отсутствие. Камеры с non-PC DVR управляются в 99% случаев с помощью интерфейса RS-485. Некоторые новые гибридные регистраторы, способные работать как с аналоговыми, так и IP-видеокамерами, могут поддерживать управление по IP. По способу управления все DVR можно разделить на 3 типа: управляющие с помощью клавиатуры видеорегистратора (с передней панели), управляющие только мышью (для регистраторов, где клавиатура отсутствует) и DVR, поддерживающие оба варианта. Первый вариант приемлем только для тех, кто очень редко использует ручное управление поворотными камерами (камеры настроены обходить "пресеты" или "туры" в автоматическом режиме). В большинстве случаев использование передней панели видео рекордера для управления PTZ-камерой - это сущее мучение, так как работать приходится исключительно с кнопками в ограниченном количестве: никаких 3D-джойстиков. Управление мышью также может сильно разнится. Простой вариант -это имитация того же ограниченного набора кнопок с передней панели, он ненамного удобней. Другие видеорегистраторы могут использовать приблизительно тот же механизм, который описан в предыдущем разделе и представлен в основном у IP-видеокамер. Конечно, настраивать все придется с помощью тех же кнопок или экранного меню, но это единственный вариант для всех регистраторов. Итого: мышь - хорошо, клавиатура - не очень. Радует то, что регистраторов, управляемых мышью, становится все больше, но и у последних внутреннее программное обеспечение может сильно различаться.

Способы управления, перечисленные выше, имеют один общий недостаток. Любая Speed Dome-камера имеет 2 скорости управления. Скорость управления в ручном режиме не превышает обычно даже и половины скорости поворота камеры в момент использования пресетов. При этом очевидно, что чем выше скорость такого ручного управления, тем меньше аккуратность, точность позиционирования камеры на интересующем участке или объекте. Здесь можно отметить, что камера используется не на все 100% возможностей, в нее заложенных, и эффективность ее использования могла бы быть выше. С этой задачей призваны справляться новые компьютерные интерфейсы и разработки.

Программное обеспечение (PC-based DVR)

Компьютерные видеорегистраторы всегда опережают по возможностям non-PC. Во-первых, новые технологии, особенно ресурсоемкие и сложные, проще разрабатывать и отлаживать на компьютерах, а во-вторых, конкуренция с DVR на базе встроенных процессоров заставляет тех же разработчиков постоянно добавлять новые функции и возможности, делать свое программное обеспечение более гибким и мощным. Что же нового предлагают нам разработчики программ для видеорегистрации и управления поворотными камерами? Если отбросить вариации, связанные с интерактивностью управления непосредственно на изображении, или имитацией 2D-джой-стика, то отдельно можно выделить 3 категории новинок (интерфейсов). Первая - добавление возможности автоматического управления тем камерам, которые не имеют ее изначально, то есть управление камерой с помощью детектора движения в программном обеспечении. Такие детекторы могут быть более мощными и развитыми, чем встроенные в камеры. Вторая и третья связаны с использованием минимум еще одной видеокамеры (обзорной), поле зрения которой совпадает полностью или частично с поворотной при минимальном значении фокусного расстояния.

Ручное управление

В этом режиме связка обзорной и поворотной камеры дает возможность оператору управлять поворотной камерой одним кликом мыши или, выделив ею прямоугольный участок изображения с обзорной, получить его оптически увеличенным с помощью поворотной. При этом исчезает сразу 2 недостатка интерфейсов, описанных выше, управление производится со скоростью1, максимально доступной для видеокамеры (обычно заявленной как скорость позиционирования по пресетам), и оператор не теряет из поля зрения охраняемую территорию - он видит и всю ситуацию в целом и ее детали с максимальным оптическим увеличением, поэтому может так быстро наводить камеру из одного положения в другое, как не смог бы с помощью традиционных интерфейсов.

Свою роль в скорости управления играет и то, что Speed Dome-камере нет необходимости возвращаться в обзорное положение для того, чтобы выбрать новый объект, а это, как было уже отмечено, самая медленная часть позиционирования. Когда камера позиционируется без сильных изменений масштаба изображения (почти не используя zoom), скорость значительно возрастает.

Автоматическое управление

Здесь подразумевается та же связка обзорной и поворотной камеры. Детектор движения анализирует изображение с обзорной камеры и подает команды для поворотной - теперь управление происходит полностью в автоматическом режиме. Подобного рода системы появились уже много лет назад, правда, тогда они работали по пресетам - каждому квадрату изображения обзорной камеры назначалась своя позиция, а как мы помним, Speed Dome может иметь до 256 пресетов. Однако теперь разработчики используют возможности не только современных детекторов, но и видеокамер. Детекторы достаточно "умны", чтобы передавать не просто координаты объекта, но и вектор его движения, так как пока камера будет поворачиваться к объекту, он может уже сместиться. А камеры имеют возможность не только работать по пресетам, но и выполнять прямые команды на установку по определенным координатам; они также обладают достаточной скоростью. Нужно лишь заметить, что не все Speed Dome-камеры даже из среднего ценового диапазона будут эти функции поддерживать. Не стоит рассчитывать, что китайский noname окажется таким же быстрым и будет иметь полностью реализованный протокол, тем более заимствованный. Если в поле зрения обзорной камеры появится несколько объектов, поворотная будет переключаться между ними, следя за каждым в течение установленного времени. Сегодня некоторые разработчики поставляют системы, где возможны и одновременное управление несколькими Speed Dome-камерами, и практически неограниченные комбинации обзорных и поворотных камер, когда вы можете иметь живую картину происходящего на 360° вокруг, одновременно обеспечивая высокое разрешение и детализацию движущихся объектов. Казалось бы, с ростом разрешения, когда уже встречаются цифровые видеокамеры на 5, 8 Мпкс и более, надобность в таком решении не так уж высока. Но оптический zoom пока сложно заменить, а связка обзорной и поворотной видеокамер с использованием, например, 35-кратного увеличения дает эквивалент разрешения системы более чем на 300 Мпкс - достигнуть такого же результата цифровые камеры смогут нескоро. Опять же использование мегапиксельных обзорных и поворотных камер всегда будет подвигать этот барьер вперед. Конечно, данная система имеет и недостатки. Во-первых, как было сказано, не все поворотные камеры совместимы, и не все они являются достаточно быстрыми для слежения за объектами, движущимися с большой угловой скоростью. Во-вторых, система увеличивается в цене (впрочем, плата того стоит - как и любое увеличение функциональности, повышающее безопасность объекта или вашего предприятия). В-третьих, система требует калибровки - задание соответствия координат обзорной и поворотной камер (хотя здесь есть положительные сдвиги - для некоторых камер требуется задать всего 9 точек привязки координат, а остальные система рассчитает сама).

Можно отметить, в каком направлении стоит ожидать развития технологии ручного и автоматического управления:

Переход на мегапиксельные обзорные и поворотные камеры и стремление к более высокому разрешению;
построение панорамных изображений, составленных из картинок, получаемых от множества обзорных видеокамер, куда вписаны также изображения поворотных. Таким образом, создается единая интерактивная сцена объекта или его участка. Однако она будет неполноценной без возможности в таком же виде воспроизводить архив (хотя это может быть серьезной нагрузкой на сервер);
улучшение характеристик детекторов движения. Новые технологии трассирования, распознавания сцен и объектов, улучшение качества трассирования в ночных условиях.
Конечно, не стоит уповать полностью на возможности детекторов. Не стоит экономить на видеокамерах, рассчитывая, что детектор справится и с шумами, и с изображением низкого разрешения. Общее правило для любой системы безопасности - система будет настолько плоха, насколько плох самый мелкий ее компонент. Дешевый объектив, поставленный на дорогую камеру, кабель с низкокачественным разъемом или любой другой компонент могут свести все ваши затраты на нет.

Глоссарий

Speed Dome - скоростная купольная поворотная камера. Скоростная по сравнению с обычными поворотными механизмами. Купольная, так как более 90% таких камер имеют исполнение в виде цилиндра с куполообразным оптически прозрачным кожухом, защищающим оптику и механизм от пыли и влаги. Speed Dome-камеры называют еще и интегрированными, подразумевая, что в один корпус собраны все необходимые компоненты: собственно видеокамера, оптика, двухкоординатный механизм и приемник телеметрии.

Preset - способность Speed Dome с максимально доступной скоростью устанавливаться в заранее запрограммированное положение. Различные модификации могут запоминать от 32 до 256 пресетов.

Туры (Tour, или Touring) - способность PTZ-ви-деокамеры выполнять ряд команд, например последовательность пресетов. Расширенный вариант предполагает запоминание камерой ваших действий с последующим циклическим исполнением. Протокол - набор команд для управления поворотными камерами, использующими приемник телеметрии. Обычно крупные производители используют свой собственный протокол, однако обязательно интегрируют еще и дополнительные типа Pelco, ставшего стандартом де-факто в связи с открытостью политики производителя. Небольшие производители используют только подобные открытые протоколы и реализуют (в зависимости от своей лени или возможностей камеры) только часть команд. PTZ - сокращение от английского Pan, Tilt и Zoom, соответственно вращение по горизонтали, вертикали и управление объективом. PTZ-ка-мера - соответственно интегрированная камера с поворотным механизмом и zoom-объективом.

При организации наблюдения внутри достаточно большого объекта, контроля за прилегающей территории — всегда стоит задача отслеживания проникновения или мониторинга происходящего на значительной площади.

Решением может стать установка нескольких камер. Однако такой шаг повлечет за собой удорожание системы и необходимость контролировать и записывать множество видеопотоков. Гораздо привлекательнее для решения мониторинга большой площади выглядит PTZ камера.

Принцип работы PTZ камер

PTZ - это технически сложное устройство, в котором реализовано сразу несколько механик, необходимых для слежения за объектами на большой площади.

Краткий список конструктивных узлов можно описать так:

регистратор, состоящий из светочувствительного элемента и системы первичной обработки сигнала;
система оптики, оснащенная сервоприводами для фокусировки;
поворотный блок, осуществляющий вращение регистратора в горизонтальной плоскости;
сервопривод, осуществляющий наклон регистратора по вертикали;
система вторичной обработки сигнала;
структура, отвечающая за формирование итогового видеопотока, реализующее сигнальное реагирование, проводящее обработку импульсов управления.

Говоря простыми словами, PTZ камеры по сигналу управления может нацелиться на указанную точку, провести фокусировку (в том числе автоматическую) для формирования четкого изображения, по желанию оператора или головного устройства провести масштабирование (зум, в том числе цифровой).

Современные модели предлагают гораздо больше. Например, встроенное управление PTZ камерами видеонаблюдения может включать реагирование и фиксацию обзора на движущемся объекте, следование за нарушителем периметра, определение дальности для последующей настройки четкости картинки.

Конструктивные особенности и технические характеристики камер

Выбор модели должен делаться с позиции будущих условий ее эксплуатации. Сегодня на рынке представлено несколько разновидностей камер.

Хотя основной список конструкционных значимых узлов у них одинаков, устройства различаются по ряду параметров.

Роботизированные камеры. Данный класс устройств мало распространен, поскольку считается морально устаревшим. Это некий гибрид среднестатистической уличной камеры, установленной на систему позиционирования. Устройства не могут предложить (в большинстве случаев) ни автоматизированной фокусировки, ни умного управления с реагированием на события.
PTZ камера ориентирована на использование внутри помещения. Данный сегмент моделей отличается максимальной открытостью конструкции и малой защитой от влаги и пыли. Такие устройства рекомендуется эксплуатировать при температуре от 0 до 55 градусов Цельсия.
Купольная для установки внутри помещений — такая Ptz камера отличается малой защищенностью конструкции от проникновения влаги и загрязнений, может работать при температуре 0-55 градусов. Ее отличие от поворотной в высокой эстетике и несколько сниженной необходимостью в обслуживании.
купольные продукты с общим названием Speed Dome отличаются высокой защитой от влаги и пыли, а благодаря устанавливаемому куполу — и антивандальной стойкостью. Такая камера может работать при температуре от -50 до 60 градусов Цельсия.

Верх технологического совершенства — это купольные PTZ камеры уличного типа. Они отличаются скоростным приводом, наличием мощной , умными технологиями автоматизированного управления и реагирования.

В этом сегменте устройств можно отыскать модель, способную решить практически любые задачи. К примеру, допускающую подключение внешних датчиков ( , воды, газа) для событийного реагирования и фокусировке на проблемной зоне для мониторинга. Уличная купольная камера может работать при температуре от -40 до 60 градусов, защищена от воды, пыли, вандалов.

К другим конструктивным особенностям отдельных изделий может относиться оснащение для осуществления дополнительных функций.

К примеру:

для записи аудио;
динамик для двустороннего диалога;
отключаемый ИК фильтр для получения хорошей картинки днем и ночью;
система панорамного обзора (привод, непрерывно поворачивающий камеру на 360 градусов);
порт подключения карт памяти;
блок беспроводной (или по сетям мобильных провайдеров) связи;
система подогрева и контроля температуры.

В зависимости от стоящих перед видеонаблюдением задач — можно остановить выбор на той или иной модели с нужным уровнем надежности, защиты и функционала.

Настройка и подготовка к работе

Настройка камеры - это не только установка параметров работы с нею в видеорегистраторе или ином головном устройстве.

PTZ камера только тогда покажет весь свой потенциал, когда:

оптимально выбрано место установки, без слепых зон, с зоной обзора, подразумевающей минимальные промежутки времени на поворот следящего устройства;
предпринята защита от вибрации, простого доступа для повреждения;
проконтролирована минимальная возможность попадания прямых солнечных лучей на обзорный купол, что может как вызвать перегрев, так и повлиять на картинку (вызвать засветку).

Программная настройка камеры зависит от типа головного устройства, но в общих терминах может быть описана так:

выбор канала;
настройка всех транслируемых каналов (уровни программной компенсации, яркость-насыщенность и другие);
выбор одного из поддерживаемых протоколов управления;
задание параметров видеопотока (скорости, а следовательно — степени загрузки канала данных);
настройка схемы стоповых битов, которые применяются для деления потока;
выбор протокола коррекции ошибок данных;
заполнение временной диаграммы (интервалы движения, углы наклона — формирование полной карты обзора территории).

В обязательные пункты настройки PTZ камеры входит задание IP адреса для цифровых устройств. Также, сегодня на рынке легко приобрести модели, предлагающие , поддерживающие стандартные протоколы авторизации, оборудованные собственными трансмиттерами беспроводной связи.

Для таких устройств может потребоваться указать имя точки доступа, регистрироваться в . Чтобы провести корректную настройку — рекомендуется следовать указаниям производителя.

Преимущества и недостатки

PTZ камеры видеонаблюдения должны оцениваться комплексно, в привязке к задаче, для решения которой их можно использовать.

В отдельных случаях — минусы устройств данного класса не играют никакой роли, на первую позицию выходят преимущества.

Аналогично, если обращать внимание только на плюсы и не полностью использовать предлагаемые возможности — минусы могут свести на нет всю полезность системы PTZ видеонаблюдения.

Камеры рассматриваемого класса имеют преимущества:

значительный угол обзора, до панорамного и объемного (360 по горизонтали и близко к 90 по вертикали);
масштабируемость, наряду с оптическим зумом оптики с сервоприводом большинство моделей предлагает цифровое увеличение картинки;
возможность задать расписание, временную диаграмму, которая включает как перемещение точки обзора, так и изменение масштабирования и фокусировки;
полностью роботизированное управление, позволяющее поставить четкие цели, остальное (перемещение, фокусировку, переключение режимов) — сделает умное встроенное управление ptz камерами видеонаблюдения;
возможность реализовывать разные схемы реакции на события.

При правильном проектировании системы наблюдения — PTZ устройства способны показать снижение расходов, заменяя сразу несколько стационарных моделей.

Однако такие технические средства имеют и недостатки:

цена. Стоимость равной по характеристикам видеопотока PTZ камеры в несколько раз выше аналогичного устройства IP класса;
обслуживание. Из-за сложности технической реализации, большого числа движущихся деталей, уровень отказов и износа компонентов PTZ системы достаточно высока. Камеры требуют периодического сервиса, осмотра, профилактического обслуживания;
низкие показатели стандартизации. Каждый производитель PTZ предлагает собственное ПО, которое не совместимо с продуктами конкурентов. Поэтому построить оптимальную структуру, используя камеры разных брендов — трудно или невозможно.

Минусы роботизированных камер — понятны и достаточно ожидаемые. Поэтому при правильном проектировании систем видеонаблюдения и трезвой оценке возможностей, они не играют важной роли.

Заключение

Роботизированные PTZ камеры еще недавно были дорогой роскошью.

Однако благодаря техническому прогрессу, множество конструкционных решений показали резкое снижение цены и как следствие — умные, автоматические устройства стали доступны и среднестатистическому массовому потребителю.

При правильном проектировании системы видеонаблюдения — PTZ камеры способны реализовать весь свой положительный потенциал.