Ptz камеры от минус 60 градусов. PTZ-камера - что это такое? Порядок настройки аналоговой PTZ-камеры

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.

Видео: Настройка поворотной PTZ камеры видеонаблюдения

Попала ненадолго в руки PTZ (управляема) камера CNB-M1360PL. Данный тип камер управляется по Rs-485 интерфейсу обычно используя протокол Pelco-D. Из возможностей управления протокол поддерживает: поворот по горизонтали, наклон по вертикале, управление зумом, фокусом, диафрагмой, OSD (экранным меню), различные настройки и различные другие возможности. Но не всегда все выше перечисленное может присутствовать на выбранной камере, у камеры попавшей в руки из доступных: зум, фокус и вкл/выкл.

В статье поделюсь опытом общения с данной камерой, описанием протокола Pelco D, программой для проверки подобных видеокамер и примером реализации кода управления камерами по Rs-485 используя протокол Pelco D.

Вид камеры покрупнее.

Данная, можно сказать модульная, без корпусная видеокамера она из самых дешевых и доступных, средняя цена в районе 6000р (на момент написании статьи 04.11.2017). Правда она без поворотной платформы в комплекте, что немного печально для первого знакомства с подобными камерами . Камера оснащена 12 кратным оптическим зумом и до 120 цифровым, автоматической фокусировкой, переключением режима день/ночь и остальными стандартными для настраиваемых видеокамер функционалом. Из управления на данной камере доступен: зум, фокус и вкл/выкл.

Может комплектоваться платой управления OSD меню камеры, на которой так же расположены BNC разъём видео выхода, разъёмы подключения питания и линии Rs-485, преобразователь интерфейса UART-Rs485. При этом на камеру идёт только линия Tx с логическим уровнем 5В.

На фотографии платы управления, вид сверху, на разъёме подписан 1 вывод.

Управление экранным меню производится 5 кнопками по интерфейсу ad-key, который ранее уже рассматривал на примере простой модульной видеокамеры — . Схема подключения кнопок немного отличная, от нарисованной ранее, но смысл тот же.

Кнопки в данной камере отвечаю не только за навигацию по экранному меню, но и за управление зумом и фокусом.

В экранном меню по мимо настроек изображения можно выбрать один из двух протоколов управления Pelco D или DXP и задать номер камеры, для её адресации на линии Rs-485. На одну линию можно посадить несколько камер с одинаковыми номерами, что бы управлять ими одновременно или с разными номерами для раздельного управления. Настройки интерфейса: скорость 2400 и стандартные 8N1. У других камер скорость может отличаться, но они находятся в стандартном диапазоне от 2400 до 115200.

Pelco D

Краткое описание протокола Pelco D.
На камеры с пульта отправляются посылки по 7 байт:

Контрольная сумма — 1 байт равна сумме 5 байт: со 2 по 6.

Протокол Pelco D может отправлять для управления камерами 15 стандартных команд, с помощью него можно производить удалённую настройку камер (но не все камеры это поддерживают или их производители используют нестандартные/свои команды и тщательно их скрывают) и управлять экранным OSD меню (тоже не все камеры поддерживают). Т.к. экземпляр на руках поддерживает только ограниченный набор из стандартных команд, то дополнительные возможности удалённой настройки камер рассматривать не буду.

Стандартные команды:

	бит 7	бит 6	бит 5	бит 4	бит 3	бит 2	бит 1	бит 0
Команда 1	Sense	eserved	Reserved	Auto/Manual Scan	Camera on/off	Iris Close	Iris Open	Focus Near
Команда 2	Focus Far	Zoom Wide	Zoom Tele	Tilt Down	Tilt Up	Pan Left	Pan Right	Всегда 0

Бит Sense используется совместно с битами Auto/Manual Scan и Camera on/off.

Отмечу, что после включения команд на движения по осям или фокуса и зума, камера будет двигаться до достижения крайнего положения. Остановить движение можно командой «стоп».

В интернете можно найти подробное описание протокола Pelco-D на английском.

При работе с камерой, её подключал к компьютеру через 2-х долларовый преобразователь USB-Rs485 (на первом фото в правом нижнем углу), построенному на основе преобразователя интерфейса USB-UART ch340 и преобразователя UART-Rs485 MAX485. У данного, самого дешевого преобразователя, нет гальванической развязки и всего 2 выхода Rs485 A+ и A-, общего провода нет! При подключении оборудования по 485 линии желательно использовать гальваническую развязку и так же соединять преобразователи общим проводом, т.к. если цепи питания устройств будут им не объединены на больших расстояниях устройства могут работать некорректно, со сбоями или сгореть. Что у меня и произошло, но при длине провода ~60см. Преобразователь был включен в компьютер, а камера питалась от лабораторного блока питания, но у блока питания отсутствовал земляной провод (забыл, что именно у используемого БП заземления на сетевой вилке нет, у всего остального лабораторного оборудования и компьютера на рабочем месте есть), что при его включении и выключении привело к тому, что в китайском преобразователе сгорела микросхема MAX485. Будьте внимательнее и, лучше, не экономьте на преобразователях и проводах.

Утилита для тестирования камер с протоколом Pelco-D

Для работы с камерой, точнее проверки её функционала, написал простую утилиту.

При подключении преобразователя интерфейса к компьютеру в компьютере, появляется новый виртуальный порт (в зависимости от преобразователя). К нему в программе можно подключится, предварительно установив скорость порта необходимую для используемых камер. Программа предоставляет возможность управления камерой через командные биты, прописывать посылку вручную и минимальный стандартный функционал для поворота камеры, управлением её зумом, фокусом и диафрагмой.

Программа использует стандартные настройки COM порта 8N1 (8 бит, нет контроля чётности, 1 стоп бит). Утилита не производит контроль линий управления COM порта (RTS и DTR).

Пример кода

Пример реализации кода для управления PTZ камерой по протоколу Pelco D будет выглядеть следующим образом:

Unsigned char ptz_camera_adress; // адрес камеры // отправка данных по линии Rs-485 // input: *data - указатель на массив отправляемых данных void ptz_camera_send_data(char *data) { rs485_mode_send_data(); while (*data) { send_uart(*data); ++data; } rs485_mode_received_data(); } // отправка посылки PTZ камерам // input: adress - адрес камеры, cmd1 и cmd2 - каманда 1 и 2, data1 и data2 - данные 1 и 2 void ptz_camera_data_send(unsigned char adress,unsigned char cmd1,unsigned char cmd2,unsigned char data1,unsigned char data2) { char ptz_camera_txBuff; ptz_camera_txBuff=0xFF; ptz_camera_txBuff=ptz_camera_adress; ptz_camera_txBuff=cmd1; ptz_camera_txBuff=cmd2; ptz_camera_txBuff=data1; ptz_camera_txBuff=data2; ptz_camera_txBuff=ptz_camera_adress+cmd1+cmd2+data1+data2; ptz_camera_send_data(ptz_camera_txBuff); } // камера вкл void ptz_camera_on(void) { ptz_camera_data_send(ptz_camera_adress,0x88,0x00,0x00,0x00); } // камера выкл void ptz_camera_off(void) { ptz_camera_data_send(ptz_camera_adress,0x08,0x00,0x00,0x00); }

rs485_mode_send_data() — переключение модуля Rs-485 на передачу данных
send_uart(char data) — функция отправки данных по UART
rs485_mode_received_data() — переключение модуля Rs-485 на приём данных

Видеокамеры PTZ – это камеры, оборудованные электродвигателем и поворотным механизмом, работающие в системах ip и аналогового видеонаблюдения.

Отличительной чертой популярной камеры PTZ является возможность управления этим механизмом. Об этом информирует аббревиатура PTZ, что можно расшифровать как панорама – наклон – масштабирование. Такая камера управляется удаленно. Оператор, сидя перед монитором, имеет возможность поворачивать камеру на угол до 360 градусов, менять ее наклон, а также производить приближение за счет вариофакального объектива. Такая широкая возможность манипулирования камерой позволяет заменить ею несколько камер, которые имеют статичное положение и передают изображение только с одного видимого обзора.

Как управляется камера PTZ

Действия, направленные на управление камерой PTZ, обеспечивает встроенный в нее электромеханический привод. С его помощью камера способна осуществлять повороты, и изменять угол наклона. В камере имеется встроенный оптический трансфокатор, позволяющий в удаленном режиме управлять фокусным расстоянием объектива. Само манипулирование механизмом возможно осуществить посредством специализированных программ или через интерфейс видеорегистратора. Также имеется возможность управлять камерой посредством специального PTZ пульта. Последнее кстати самое удобное решение, но требует дополнительных затрат.

Очень просто манипулировать камерой PTZ в ручном режиме. В этом случае оператор, сидя за компьютером осуществляет повороты и наклоны с помощью кнопок клавиатуры или джойстиком.

Принцип автоматического маневрирования камерой заключается в ее реагировании на изменение пикселей в зоне действия камеры. То есть, посредством установленной программы, камера реагирует на движение в фокусе слежения. Если зафиксированный объект передвигается, то она поворачивается и отслеживает его движение. Если объект прекращает свое движение, то камера также останавливается. Остановка и возвращение камеры в первоначальное положение происходит тогда, когда зафиксированный объект покидает ее рабочую зону. Программу можно настроить таким образом, что камера не будет реагировать на зоны, где фиксируется регулярное, не представляющее опасность, передвижение. Примером такого постоянного движения может служить вольер для собак.

Еще один бесспорный плюс многих поворотных камер – возможность программировать их на автоматическое патрулирование заданной территории. В этом случае камера в автоматическом режиме отслеживает периметр, двигаясь по запрограммированной траектории. Разные модификации камер позволят программировать от 8 до 200 предустановок.

Имеющаяся функция «автопереворот» позволяет камере автоматически разворачиваться на 360 градусов до достижения ею механического ограничителя. Затем механизм продолжает свой «обход» по запрограммированному периметру.

На видео: Как происходит настройка режима патрулирования ptz камеры.

Дополнительные особенности камеры PTZ

Для аналоговых камер PTZ возможность оптического увеличения объектива может быть до 36х, в цифровых камерах – 22х. Показатель цифрового увеличения достигает по максимуму 18х.

Аналогично фиксированным механизмам видеослежения, поворотные камеры могут иметь датчики, реагирующие на движение, шумовые эффекты и т.д. Поворотные камеры имеют в своем распоряжении функцию день/ночь, которая позволяет автоматом переходить на черно-белое изображение в вечернее и ночное время суток. Помимо этого, камеры, имеющие купольное или сферическое устройство, оборудуются встроенными диодами ИК. Это дает возможность осуществлять подсветку при съемке в ночном режиме.

Модификации поворотных камер

Как статические, так и поворотные камеры, предназначенные для видеослежения, могут отличаться друг от друга своим корпусом. Также они применяются для внутреннего или наружного наблюдения. Камеры PTZ представлены в корпусном, купольном и полусферическом исполнении. Наибольшей популярностью у заказчиков пользуются купольные камеры как наиболее надежные. Сохранность обеспечивается закрытым нахождением камеры под куполом. Рабочий механизм защищен купольным устройством и предохраняет его от механических повреждений и различных негативных природных проявлений при ее непосредственной эксплуатации.

Купольные камеры дают возможность настроить ее зону наблюдения вниз под прямым углом и запрограммировать поворот на 360 градусов. Все такого рода камеры оснащены хорошей ИК подсветкой, установить которую позволяет особенности строения таких моделей.

На фото: Купольная ptz камера для крепления на патолок

Полусферические и купольные поворотные камеры, предназначенные для внешнего наблюдения, надежно защищены от всех неблагоприятных климатических проявлений, так как весь рабочий механизм заключен внутри герметической сферы.

Что касается корпусных камер, то их механизма непосредственно соприкасается с агрессивным воздействием окружающей среды, и корпус не защищает их механизм от неблагоприятного воздействия осадков и других природных проявлений. Поэтому корпусные поворотные камеры в основном используют для внутреннего слежения и в тех помещениях, где отсутствует запыленность или превышенная влажность воздуха.

Виды поворотных камер PTZ

Камеры PTZ, как и все подобные устройства, подразделяются на 2 вида: аналоговые и цифровые.

Среди аналоговых камер PTZ большего внимания достойны камеры . Данные современные устройства обладают простым подключением, высоким разрешением картинки (HD, Full HD), которое сочетаемо с IP устройством видеослежения, что не наблюдается у аналоговых механизмов старого образца. Современная аналоговая камера AHD проста в подключении, которое заключается в передаче видео и аудио-сигнала, а также в манипуляции камерой, которое производится по одному каоксиальному кабелю. Для аналогичных старых камер, для их управления, необходимо проводить дополнительный кабель.

IP поворотные камеры обладают высоким разрешением, к тому же их можно подключить к сети интернет или к серверу-облаку, предназначенному для осуществления наблюдения удаленно. Также это дает возможность управлять камерой из любого места на карте при помощи любого гаджета при наличии интернета. Передачу всех видов сигнала осуществляет один кабель UTP типа 5е.

В качестве примера поворотной IP камеры для уличного наблюдения может служить модель Hikvision DS-2DE7174-A, c матрицей 1,3 MP и максимальным разрешением 1280х720. Wi-Fi позволяет обеспечить беспроводное соединение камеры с роутером и через интернет получить возможность управления устройством через любой гаджет или компьютер. Функция WDR (широкий диапазон) обеспечивает качественное видеjлежение в нестандартных условиях плохой видимости. Считывание информации и управление устройством осуществляется или . Данная камера оборудована датчиком движения, ИК фильтром и подсветкой с дальностью до 10м. Рабочая температурная шкала для камеры расположена в диапазоне от -30 до +50 градусов.

На видео: Работа Ptz камеры Hikvision DS-2DE7174-A

Область использования поворотной камеры PTZ

Поворотный механизм камеры PTZ способен обеспечить контроль всего территориального участка. Данная камера применяется в тех случаях, где необходим общий обзор по кругу территории и в течение нескольких секунд увеличить кадр с местом происшествия. Такими объектами являются магазины, банки, учебные заведения и другие общественные объекты.

Наибольший эффект достигается совместной эксплуатацией статичных и поворотных камер. Статичные камеры производят наблюдение на постоянной основе. В случае возникновения непредвиденной ситуации подключается поворотная камера. Она дает круговой обзор места ЧП и позволяет максимально приблизить объект для определения нестандартной ситуации. Отличным решением такой задачи является программный модуль Trassir Activedom+.

Поворотные камеры могут применяться как для видеослежения внутри помещений, так и на улице. Наружные камеры помещаются в специальный кожух, защищающий их от осадков и агрессивных воздействий окружающей среды, а также от перепадов температур. Некоторые наружные камеры оборудованы системой подогрева, что позволяет им надежно работать даже при очень низких температурах. При выборе камер следует учитывать возможный диапазон отрицательных температур и выбирать соответствующие модели. В основном у камер PTZ рабочая температурная зона находится в приделах от -50 до +60 градусов.

На видео: Совместная работа скоростной камеры совместно со статическими, обще-обзорными.

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.

И.В. Олейник
Генеральный директор компании DSSL

Данный обзор посвящен способам управления скоростными поворотными интегрированными камерами SpeedDome.

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.