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探秘高速球监控的特点和实际应用原理

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发表于 2013-3-19 13:47:18 |显示全部楼层
随着安防行业高速的发展,以及监控产品的日益科技化、智能化,越来越多的用户开始在监视系统中使用高速球型摄像机。

  高速球监控的特点

  高速球是一种集成产品,集成了云台系统、通讯系统、和摄像机系统,云台系统是指电机带动的旋转部分,通讯系统是指对电机的控制以及对图象和信号的处理部分,摄像机系统是指采用的一体机机心。高速球采用“精密微分步进电机”实现高速球的快速、准确的定位、旋转。然后将摄像机的图象、摄像机的功能写进高速球的cpu,实现在控制云台的时候,将图象传输出来,并且能将摄像机的很多功能,例如白平衡、快门、光圈、变焦、对焦等功能同时实现控制。

  高速球分为球心部分、外壳部分及配件部分。内部都有一个用机架把一体机机心、控制解码主板和电机云台系统的统一起来的球心部分,然后球心部分跟外壳用螺丝或者别的方式连接起来,球心是核心部分,外壳一般有多种外观,配件部分一般包括支架部分,加热器部分,扇热部分。支架包括壁装支架、吊杆支架、表面贴装吸顶、嵌入式吸顶不需要支架,一般室外球都装有扇热的装置,而加热装置只有在严寒地区才选装,室内球原则上没有扇热和加热部分。配件还包括电源,一般用的都是24伏2到3安电流的变压器供电。硬件部件,首先是电机,然后是滑环,然后是电源部分和控制主板。

  高速球的通讯协议是指高速球跟主机系统相通讯时候,选择的通讯协议,比如pelco、曼码、松下、菲利普协议等。通讯方式是指这些通讯协议采用什么方式来进行通讯,比如485通讯方式、232通讯方式、422通讯方式、同轴视控通讯方式,一般来讲,高速球都采用485通讯方式,而通讯协议各个不同厂家不同。

  城市道路监控高速球应用

  监控范围广,无盲点

  道路监控要求监控范围广,在人口密度大的交通道路路口要求360度监控,全方位、无盲点,图像清晰,可以作为取证依据。高速球设备中具有导电滑环,可以360度连续高速旋转,配有自动聚焦的高倍数的一体化摄像机,一般光学变倍为18倍、22倍等,在要求高的重要交通路口可选用26倍、35倍的一体化摄像机,这样可以完全满足监控的全方位需求。

  精准定位,快速跟踪

  道路监控中必须处理违章、交通事故、治安案件等异常情况,要求前端摄像机快速精准的定位和跟踪快速移动的目标。高速球内置一体化摄像机的自动聚焦可以迅速聚焦定位,更关键的是,高速球一般内置高解细分的步进电机,最大旋转速度用预置位速度衡量,一般高速球都可以做到每秒钟旋转300度以上,基本上每秒钟可以旋转一圈保证足够快速。自动翻转是指在摄像机在垂直向下时可以做到180度自动翻转,这样保障摄像机可以连续跟踪监控目标。手动速度是指交管部门在中央控制室操作键盘等后端控制设备时的手动操作速度,一般分为手动最低速度和手动最高速度,手动最低速度可以保证在变倍放大时图像的平稳性,手动最高速度可以手动快速跟踪监控目标如可疑人物、肇事车辆等。

  重要目标方向定点监控

  道路监控中要求对定点目标进行监控,比如对道路的主要车流方向定点监控,对路口指挥交通的民警进行监控,对路口重要目标政府机关门口进行监控等。实现重要定点目标进行三维坐标的定位需要使用高速球的预置位功能,现在很多高速球都具有128个预置位,完全满足一个交通路口各种重要定点目标的数量要求。一个路口需要监控多个定点目标时,可以使用高速球的自动巡航功能,即将多个预置点编辑成为一条巡航路线,每一个监控点停留时间可以设置。另外,目前高速球可以做到将预置位和巡航进行中文字符的编辑定义,在调用预置位和巡航路线时显示该位置的中文信息名称和巡航路线名称,极大地方便了交管部门的使用。

  范围监控

  道路监控中,要求对一定范围内的目标进行监控,如广场、政府机关周界、重要道路路段等。高速球的自动扫描功能,可以设定监控区域的左右边界,扫描速度,与自动巡航监控重“定点”轻“过程”正相反,自动扫描重“过程”而轻“定点”。同样目前功能较好的高速球还开发了花样线扫功能,即突破自动线扫两点间直线扫描,例如适合广场的“波浪式”大范围扫描,适合高空向下的“削苹果式”大范围扫描,这样高速球既可以保证高清晰的图像和监控效果,又可以进行较大范围的监控。

  定制型监控

  道路监控中还有更多的人性化要求,每个路口的情况不同,不同时间监控需求不同,一种监控动作无法满足,而是需要各种监控动作组合起来形成“定制型”的需求。高速球具有巡迹自学习功能(路径学习),可以根据现场情况用手动控制摄像机控制一遍监控路线,由高速球智能“记录”下来,然后按照记录下来的路径监控。巡迹自学习功能还可以和高速球的初始位状态结合,设置不同时间自动启动不同的智能监控路径。

  高速球的发展方向

  1、操作与功能

  (1)速度:

  这是高速球区别于匀速球或其它一体化球类产品的一个非常明显的特性。拥有更高的转速,可以大大缩短高速球在突发情况下的时间差,以便监控人员及时了解监控区域内的异常情况,同时,监控设备可以记录更多的有效信息。这一点,在高速球与报警联动系统中的体现尤为明显。目前高速球的水平转速至少也大于100度/s,高的已经达到400度/s。而匀速球或其它一体化球类产品的水平转速多为几度/s,或十几度/s。

  (2)精确度:

  这也是高速球一个最为基本的特性指标,与高速球的预置位功能紧密相连。目前市场上,精度高的产品,其重复定位精确度可达到+/-0.1度左右,精确度低的产品,其重复定位精度可达到+/-2度左右。对于大多数的用户来说,+/-0.1度与+/-2度的差异似乎并不大。但是,如果考虑到是采用高速一体化摄像机来获取视频图像,而一体化摄像机有着少则十几倍,多则二十几倍甚至三十多倍的光学变焦范围,在实际使用过程中,当把一体化摄像机的光学变焦拉到极限时,在屏幕上的+/-0.1度的误差就比较明显,更无需说+/-2度了。

  很可能用户最初所设置预置位的图像已经无法在屏幕上找到了。但是如果这种现象发生在紧急情况下,可以想象会带来什么样的后果。但是,需要指出的是,高速球的运行速度与重复定位精度,在设计时,存在着一定的矛盾关系,所以需要在速度与精度之间寻求一个平衡点来满足实际的需要,这是大多数高速球厂家采取的解决办法。

  (3)功能方面:

  最初的高速球功能十分简单,只有预置位设置与调用的几个少数功能,而且,高速球之外的其它一体化球类产品大多只解决了整机集成和旋转等基本问题。但是,目前市场上的高速球产品所拥有的功能已经非常强大了,除了基本的预置位设置功能外,如:报警联动、OSD菜单、巡航扫描、花样扫描、两点扫描、看守位、方位显示等功能等。这给用户有了更多的选择,大大减少了监控人员的工作强度与工作量,使监控范围更加全面,监控效率更高,应对突发事件反应更快,有效地达到了监控的目的。

  2、传输方式:

  传输是针对高速球的视频信号与控制信号的传输,传统高速球的视频信号是采用同轴视频线来传输,控制信号用专用信号线来传输,随着相关技术的不断完善,也出现了同轴视控传输、网络传输、光传输和无线传输的高速球。

  (1)同轴视控传输:

  就是利用同轴视频线传输视频信号的同时,把控制信号经过相应处理,通过同轴视频线来传输,由于在施工中不需要单独布置信号传输线,这样就大大减少了工程量,相应降低了工程成本。只是由于同轴视频线的损耗,要实现远程传输则需增加大量的设备投入,实际传输的质量也并不理想;

  (2)网络传输:

  集成了网络传输功能模块的高速球被称为网络高速球,是利用网线,以及互联网来传输视频和控制信号,这种传输方式对施工是相当有利的。由于可以利用互联网来传输,则可以实现真正意义上的远程监控,只要可以上网,监控就可以在任何时间任何地点下进行。

  目前制约这一技术发展的瓶颈是国内网络的带宽不足,以及网络的不稳定。但从技术的发展来看,这一类产品的市场非常广阔,随着相关配套的完善,它将成为一个不可避免的发展方向。

  (3)光传输:

  就是在高速球内部集成了光传输的光端机模块,利用光纤来传输视频和控制信号,由于光纤传输,具有信号传输量大,损耗低等特点,因此即使远距离传输信号,在后端的监控人员也可以看到优异的监控图像,这对提高监控质量是非常有益的;

  (4)无线传输:

  顾名思义,所谓无线传输,就是高速球的视频信号与控制信号均是采用无线的方式进行传输,这种传输方式,通常用于特殊情况下的监控,可以用于监控范围大、监控点分散、监控范围不确定和监控场所难于施工等场所。

  无线监控最大的特点就是几乎无布线的工程,只要解决电源的问题即可。但它也有设备造价高、调试困难、受环境影响大等诸多不利因素,因此难以广泛应用。
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