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高速球 摄像机的技术特点及应用注意事项

时间:2017/08/03

   在民众 安全意识普遍增强、安全需 要日益迫切的今天,如何提 供一个稳定的社会治安环境和有序的、和谐的工作生活氛围,成为政府工作的重点。要构筑 一个有效的社会治安防控体系,自然离 不开各类安防产品。作为安 防体系中炙手可热的监控前端,高速球 的市场需求日益明显。




高速球技术特点


      高速球 的诞生历史不长,但它以外观精巧,控制灵活,具备智 能等优点深得用户青睐,众多的 球机厂商也在加大对高速球的研发力度,现在各 厂商所做的高速球基本控制功能都相对成熟。而功能的多样性、网络化 和智能化可以说是当前快球产品开发的主要趋势。

      高速球 是一种涉及光学、机械、电子等 领域的高科技产品,其预置点的高速扫描,大倍率的低速捕捉,预置点的巡视,以及隐私区域的遮盖,正比例控制特性,点击放大追踪,报警联动,中文字符叠加,宽动态 等功能的好坏都决定一个高速球的品质,而支撑 所有性能的基础主要是带变焦镜头的一体化摄像机、电子滑 环和高性能步进电机的性能。

       高速球 作为监控系统的前端设备,成像是否清晰、聚焦是 否准确迅速是个关键性指标,而这又 取决于产品所选用的一个关键部件——一体化摄像机。一体化 摄像机的性能主要表现在成像是否清晰、聚焦是否准确迅速,以及变倍,色彩和分辨率等。


步进电 机也是高速球运动的关键部件之一,高速球 开发工程师在开发高速球时非常重视研究步进电机驱动的过程,采用微 分脉冲技术控制旋转角度和速度使得高速球能准确的定位并具有良好的手感,最能体 现性能好坏的指标是最低速控制水平和预置点精度。

       一体化 球形摄像机的第三个关键部件就是电刷。它保证 一体化智能球机在进行水平360度连续 旋转时准确无误地传递视频信号、控制信号。

      高速球 的水平和垂直方向的运动分别由两个步进马达来完成,中心矩 阵发给高速球的各种运动命令都是通过微处理器驱动马达来完成的,马达的 好坏决定了高速球的所有运动的参数,像预置点的高速扫描、大倍率的低速捕捉、巡航队列、花样扫描、自动跟 踪和点击放大的精确性都离不开对马达的处理和精确的控制。在最小 转速控制时图像的抖动程度能够体现高速球的性能的好坏;预置点 的精度也取决于机械结构的精密程度和步进电机的性能和控制水平,可以说 对电机的控制水平可以真正体现出企业制造高速球的水平。

      在机电一体控制方面,单片机 还是有一定的优势;但在数 字处理和算法控制上,DSP往往有 着单片机不可替代的优势,单纯的DSP作为电 机的处理器我们认为是很难完全取代单片机,不过现在DSP里面嵌入CPU核,也具备 了马达控制外设功能,能较好 地进行控制算法,DSP核的处 理能力已经可以达到400MIPS以上。与单片机相比,DSP器件具 有更高的集成度,更快的速度。但现在32位ARM的单片机可以增加DSP处理能力,将来已 经很难说是到底是DSP还是单 片机在作为电机的处理器了。

      快球摄 像机的功能多样性指的是产品功能将更为加强大,可适用于不同的环境,且更全面,兼容性更好。点击放 大和自动跟踪功能是最近高速球的两大技术突破。点击放 大是指在监控过程中,发现监控目标时,用鼠标点击该物体,高速球 即把该图像调到屏幕中心并根据点击物体的大小智能放大。自动跟 踪功能是根据图像处理技术提取图像中的运动矢量,高速球 根据图像中运动物体移动的方向移动。

      多国语 言标题也是最近在高速球产品中运用的新技术,其实这 项技术在矩阵中已经相当成熟了,不过是 最近才运用到高速球上来而已;防雷技 术也一直是高速球研究的课题,以前一 直只对控制信号采取防雷保护,近来高 速球对视频的防雷保护也取得了大的突破。

      网络高 速球将是高速球研发的又一个方向,利用现 在方便快捷的网络技术传输视频和控制信号将极大的扩展了高速球在监控行业的应用,网络功 能也为该产品带来了一些新的应用领域,如目前 视频监控越来越多地应用于电力和交通等行业等。

      智能化 主要体在高速球及其他设备共同组成的智能识别(脸谱识别报警、异常识别报警、车牌识别等),自动跟踪(运动物体跟踪)、报警联动、自动报 警录像等功能上,使“监控”的应用更加驾轻就熟、更智能化和人性化。

一体化 高速智能球都配有大倍的光学变焦镜头,水平分辨率较高,内置高速云台,可以快速、准确地实现定位监视;点击放 大功能能够更快捷的监控拍摄重点物体的图像,适合公 共场所和道路监控;另外高 速智能球一般还带有预置点,有花样扫描,自动巡航等功能,可以更 好地实现城市监控等诸多特殊要求。一体化 高速球与一般的带云台摄像机相比隐藏性更强,因此十 分适用于道路交通监视,在现在 的城市监控应用系统中,一体化 高速智能球已经频频地在各种应用中亮相。为了加 强城市安全防范建设,公安部 门在城区范围内的交通路口、街道、社区、商区、景区及 其它治安情况复杂的场所设置了监控和报警点,特别是道路、社区动 态图像监控系统、景区联 网图像监控系统等“金盾工程”建设,为广大 市民和游客搭建了一道道坚实的防护网,对提升城市形象,构建“平安城市”作出了贡献。



高速球应用注意事项



1、高速球 并不适用于任何场合


   当然,高速球 并不适用于任何场合,高速快 球受其自身构造的因素影响,在一些 场合也并不适用。


   目前市 场上绝大部分高速快球,其CCD尺寸均为1/4”,这就决 定了其光电转化效率要低于1/3”CCD的枪式摄像机;另外,由于高 速球机的体积有限,而其又 要容纳较大变倍的光学变倍镜头,这就决 定了其光学变倍镜头的尺寸较小。再加上 几乎所有的快球,其光学 镜头均由若干组透镜组成,通过光 线在这些透镜组之间的折射、反射等,从而达 到相应的光学变倍倍数。显然,光线在 镜头组中进行折射、反射时,会损耗一部分能量,因此最终进入CCD的光线也就较弱,这也会 影响到光电转换的效率。所以,对于照 度不充足的场合,或要求 昼夜均能清晰成像且在夜间无充足照明的场合,智能高 速快球并不适用。比如:一些需要较大焦距(远焦200mm以上),和照度较差的环境中,如果配置云台+高性能 或大变焦镜头的摄像机,其效果 就会优于高速智能快球。因此,对高速 快球的应用也需根据实际的监控环境做出适当的判断。



2、选型避 免一味追求高性能、全角度、高速旋转


   在高速球选型方面,需要根 据实际需要来选择,而避免 一味地追求其高性能、全角度、高速旋转等性能。


   例如当设计方案时,某监控 点需要安装一快球,根据实 际的安装和使用环境,确认该 快球采用的是壁装或立柱安装时,则可选用非全角度(全角度即水平方向360度,垂直方向180度旋转)旋转的快球。


   试想,当壁装的快球,其水平旋转大于180度或垂直选装大于90度时,后端监 视屏幕中出现的画面是什么?——将是墙壁或地面,而这类 画面对监控来说,毫无意义。这类安装方式,完全可以选择水平350度、垂直90度旋转的经济型快球。


   恰当地选择快球,不仅可 以达到同等监看效果的目的,同时也 能够大幅降低系统成本。例如,从快球的构造来说,2种快球 的旋转角度相差仅10度,但其成 本由于旋转电机的不同,其价格可相差40%以上。因此,在快球的选择中,还需要 考虑到监看距离、监看目标的特性,可以根 据不同的监看距离选择不同光学变倍的设备。




   随着社 会对城市治安监控和交通监控的重视,鉴于高 速球有其他摄像机不可具备的优势,在今后 这种摄像机必将会有大量的应用。尽管目 前高速球的成本相对较高,但是随着技术的发展,以及上 游厂商元器件成本的下降,高速球 的成本一定会有所降低,产品会 有大面积的普及应用。




 
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