Что нужно знать о ptz видеокамерах?

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

PTZ – (Pan Tilt Zoom).

Электронно-механическое устройство, которое выполняет функции наклона, вращения и изменения фокусного расстояния. На данный момент существует два типа PTZ устройств:

1. Отдельное изделие, к которому крепится кожух для размещения корпусной камеры видеонаблюдения.
2. Привод, как часть механизма интегрированного в купольную видеокамеру.

Варифокальные объективы с трансфокатором.

Объективы с подвижной системой линз, которые взаимосвязано перемещаются друг относительно друга таким образом, чтобы при динамическом изменении расстояния до объекта или масштаба, картинка всегда оказывалась в фокусе. Внешнее управление можно осуществлять над механизированным трансфокатором. Дистанционное изменение фокусного расстояния позволит дежурному оперативно приблизить объект для рассмотрения отдельных деталей.

Наиболее эффективными, но и дорогостоящими моделями, являются устройства, у которых есть возможность предустановки положения. Максимального эффекта видеокамеры с такими объективами достигают в сочетании с поворотными устройствами.

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.

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

1. Подключение камеры к регистратору.
2. Информационная настройка режимов работы.
3. Выбор необходимого канала наблюдения.
4. Индивидуальные настройки по каждому каналу наблюдения PTZ.
5. Указание протокола управления (в зависимости от поддерживаемого камерой).
6. Выбор значения скорости передачи данных.
7. Задача параметров стоповых битов (передаются для разделения информации).
8. Выбор способа выявления ошибок при передаче информации.
9. Задача IP адреса устройства для регистратора (по нему устанавливается связь).
10. 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.

Разновидности поворотных камер

Как и любые другие камеры, PTZ имеют четкое разделение на аналоговые и цифровые устройства.

В качестве аналоговых PTZ камер сегодня целесообразнее всего применять современные AHD камеры высокого разрешения. Выбор в пользу данного типа устройств может быть сделан исходя из показателей простоты подключения, а также высокого разрешения изображения (HD, Full HD), сопоставимого с IP устройствами видеонаблюдения, которым не могут похвастаться старые аналоговые камеры. Простота подключения AHD камер обуславливается возможностью передачи сигналов видео, аудио, и управления поворотным механизмом по одному коаксиальному кабелю, когда как для простых аналоговых устройств пришлось бы прокладывать отдельный кабель для управления.

Поворотные IP камеры имеют высокое разрешение изображения, а также могут быть напрямую подключены к сети интернет или интегрированы с облачными сервисами для удаленного видеонаблюдения и управления движущим механизмом камеры с любого гаджета из любой точки земного шара при наличии выхода в интернет. Передача всех сигналов осуществляется по одному UTP кабелю (витая пара) типа 5е.

Купольная поворотная IP WiFi камера IVUE-IV8513PZ

В качестве примера уличной поворотной IP камеры приведем модель IVUE IV8513PZ, с матрицей 1,3 MP, и максимальным разрешением записи 720p (1280х720). Реализация технологии Wi-Fi обеспечивает возможность беспроводного соединения камеры с роутером для настройки удаленного доступа через интернет, доступа к устройству с мобильного телефона или компьютера. Также в данной WiFi камере реализована технология WDR (широкий динамический диапазон), которая позволяет вести видеонаблюдение в сложных условиях с неравномерным распределением освещения. Просмотр видеопотока с камеры и управление поворотным механизмом производится через CMS программу, или интерфейс браузера. IVUE IV8513PZ имеет встроенный датчик движения, ИК фильтр и ИК подсветку дальностью до 10 метров. Диапазон рабочих температур от -30 до +50°C. Стоимость устройства на момент написания статьи составляет около 21 т. р. К слову говоря, ценовой диапазон практически всех поворотных уличных камер приблизительно равен или начинается с этой цифры, за исключением некоторых моделей.

Область и особенности применения

Благодаря поворотному механизму можно при помощи одной PTZ камеры обеспечивать контроль над всей территорией. На сегодняшний день данный тип камер получил широкое распространение в системах безопасности магазинов, крупных торговых центров, банках, школах, в общем везде, где необходим круговой обзор территории объекта и возможность мгновенного увеличения очага тревожного события.

Чаще всего для достижения максимальной эффективности системы видеонаблюдения поворотные PTZ камеры используются вкупе с фиксированными устройствами видеозахвата, когда статичные камеры постоянно «бдят», а поворотные включаются в работу в случае необходимости оперативной реакции на неординарное событие для получения достойной детализации изображения путем оптического увеличения.

Исходя из места установки, поворотные камеры видеонаблюдения могут использоваться как внутри помещений, так и снаружи. Наружные камеры оснащаются специальным герметичным кожухом, который защищает устройство от низких и высоких температур, атмосферных осадков, влаги и пыли. В корпус некоторых уличных камер встраивается система обогрева, благодаря которой обеспечивается бесперебойная работа устройства даже в сильные морозы

Поэтому, при выборе камер для эксплуатации в низких температурах необходимо обращать внимание на диапазон рабочих температур. Данный параметр у большинства типов наружных PTZ камер находится в пределах от -50 до +60°C

С этим читают:

Критерии выбора сервера для IP камер видеонаблюдения

Распространенные способы питания IP камер

Система видеонаблюдения для школы

Видеонаблюдение в офисе: юридические аспекты, выбор и установка оборудования

Виды PTZ-камер

Современная промышленность предлагает две разновидности умных охранных комплексов:

1. Аналоговая птз камера. Изображение с камеры шлифуется цифровым процессором. Потом цифровой сигнал преобразуется в аналоговый, согласно стандартам PAL или NTSC. И, только после этого, поступает на видеорегистратор по коаксиальному кабелю (РК, RG). Для управления аналоговой камерой требуется подключение по специальному 6-ти жильному кабелю с отдельным протоколом обработки изображений (стандарта DH-SD, PELCO-P, PELCO-D). Существенный недостаток этих устройств — низкое разрешения картинки, которое еще больше искажается при передаче на значительные расстояния.
2. Цифровые ip камеры. Позволяют избежать потери качества изображения, так как пересылается цифровым потоком по протоколу TCP/IP. Полученная камерой картинка уходит на цифровой IP-видеосервер. В стандартных настройках задается IP-адрес, для удаленного доступа через интернет. Цифровая передача данных проходит авторизацию по общепринятому протоколу безопасности. И управление и передача цифровых данных проходит по кабелю типа “витая пара”. При использовании матриц с высоким разрешением и цифрового потока данных, разрешение картинки очень высокое — порядка 2048×1536 пикселей.

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.

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.

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.

Область эффективного применения

Поворотная ptz камера с эффективным зумом — дорогостоящее устройство для охранного комплекса. Но как правило, затраты на ее применение оправдываются эффективностью именно такого способа видеонаблюдения. А зачастую — единственный выход для решения совокупных задач безопасности.

• заменяются несколько внешних неподвижных стационарных камер наблюдения;
• целый спектр расширенных возможностей по контролю обширных территорий или ангаров большой площади;
• разбивка зон слежения, по приоритетам безопасности;
• эффективное реагирование на ложные сигналы от других систем охранного комплекса.

Типы PTZ видеокамер

Поворотные видеокамеры бывают для наружного и внутреннего применения, что добавляет к ним универсальность. Камеры PTZ для наружного применения оснащаются прочным корпусом, устойчивым к воздействию сложных погодных условий, и более надежны, чем камеры для установки в помещениях. Причиной этого является то, что им приходится перемещать тяжелый корпус, иногда оснащенный ИК-прожекторами . Поворотные камеры для размещения в помещениях часто делают с корпусами из пластика, и поэтому они легче.

Одним из недавних этапов эволюции камер PTZ является создание популярной купольной поворотной камеры. Купольные видеокамеры работают так же, как традиционные камеры PTZ, но отличаются тем, что устройство панорамирования, наклона и управляющая электроника находятся внутри купола. Ассортимент куполов крайне разнообразный: от прозрачных или полупрозрачных до непрозрачных, что делает их подходящими даже для специального применения. Поворотные купольные камеры имеют ряд преимуществ перед традиционными камерами PTZ. Купол может эффективно перемещать во всех направлениях, в том числе на 360 градусов для просмотра прямо вниз. У купольных камер есть функция Auto-Flip для просмотра прямо под ним: когда, достигнув механического ограничителя, камерный блок автоматически выполняет разворот на 360° и продолжает движение в выбранном оператором направлении.

Область применения

PTZ камеры прежде всего предназначены для видеонаблюдения на большой территории, при значительном удалении целей и для наблюдения за перемещающимися объектами. Наиболее распространены следующие места их использования:

• стадионы,
• большие концертные площадки на открытом воздухе,
• аэропорты, вокзалы,
• предприятия с большой площадью охраняемой территорией, особенно если она находится на открытом воздухе (песчаные карьеры, нефтяные разработки),
• торговые центры,
• парковки и пр.

В подобных местах оператор может наблюдать за передвигающимися людьми и машинами, приближать изображения оставленных предметов, отслеживать скопления людей, например, агрессивных болельщиков, и своевременно передавать информацию в службу безопасности.

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.

Конструктивные особенности и разные вариации исполнения

Модель ПТЗ-камеры выбирают в соответствии с условиями эксплуатации.

Конструктивно камера похожа на зеркальный фотоаппарат, только без пентапризмы и зеркала.

Производители предлагают несколько разновидностей средств видеонаблюдения, отличающихся техническими характеристиками:

1. Механизированные камеры. Этот тип устройств менее востребован, т. к. является устаревшим. Техника представляет собой простую камеру, размещенную на позиционирующем штативе. Она не имеет автоматической системы фокусировки и программируемого управляющего блока, фиксирующего события.
2. Поворотные PTZ-камеры. Предназначены для отслеживания происходящего в помещениях. Конструкция максимально открыта, практически не защищена от пыли и влаги. Диапазон рабочих температур — 0…+55 °С.
3. Купольные установки. Эта разновидность также предназначена для эксплуатации в помещениях. Она слабо защищена от негативных факторов, может функционировать при температуре от 0 до +55 °С. От открытой отличается лучшими эстетическими качествами, меньшей потребностью в уходе.
4. Наружные купольные системы. Такие технические средства полностью защищены от пыли и воды (степень IP66-IK10). Купол обладает антивандальными свойствами. Камера работает в широком диапазоне температур — от -50 до +60 °С. Устройства снабжены автоматическим приводом, мощным инфракрасным осветительным прибором, автоматизированной системой управления.

К другим конструктивным характеристикам, реализующим дополнительные функции, относят:

• микрофон для записи видео со звуком;
• динамик для двусторонней связи;
• отключаемый инфракрасный фильтр для улучшения качества изображения в дневное время;
• систему кругового обзора (механизм, постоянно вращающий камеру вокруг своей оси);
• слот для чтения карт памяти;
• беспроводной блок для подключения к сети интернет;
• систему обогрева и поддержания нужной температуры.

У PTZ-камер есть механический привод и оптический трансфокатор с переменным фокусным расстоянием. 

PTZ камера: конструкция, принцип работы

Чтобы лучше понять, что такое поворотная камера, необходимо в общих чертах описать, какие именно камеры видеонаблюдения бывают:

• Стационарные — имеют фиксированную зону обзора, не могут поворачиваться и менять область наблюдения. Широко используются камеры в купольном или цилиндрическом корпусе, в домашних условиях могут применяться миниатюрные камеры самых разных форм.
• Панорамные (иногда называются Fish Eye или “Рыбий глаз”) — имеют угол обзора 360 градусов в горизонтальной плоскости, способны снимать круговую картинку вокруг себя, фиксируя все происходящее. Обычно крепятся на потолок, имеют форму полусферы.
• Поворотные (PTZ, в том числе скоростные) — могут вращаться в двух осях, с помощью оптического или цифрового зума приближать или удалять объекты. Именно их будем рассматривать в данной статье.

Поворотные камеры подразделяются на несколько типов, в зависимости от формы корпуса:

• Поворотные цилиндрические – с открытой конструкцией поворотного механизма, их используют в основном в помещениях.
• Купольные для помещений – все механизмы и оптика находятся внутри купола, который не имеет защиты от влаги и пыли и не рассчитан для использования при низких температурах.
• Купольные PTZ камеры для улицы – корпус купола имеет класс защиты IP66-67 и класс вандалостойкости IK10-11, поэтому такие камеры успешно применяют в самых разных погодных условиях.

Движение камеры вверх/вниз и вправо/влево обеспечивают два сервопривода. Они бывают механическими и магнитными. Механические поворотные механизмы получили очень широкое распространение – из-за своей доступности. Некоторые модели PTZ камер имеют магнитные механизмы, отличающиеся более плавными перемещениями, точностью и долговечностью, но при этом имеющие более высокую стоимость.

Для изменения масштаба изображения объекта используется оптический трансфокатор с изменяемым фокусным расстоянием. Вместе с цифровым увеличением он позволяет сохранять фокус как на удаленных объектах, так и на достаточно близких и обеспечивает высокое качество съемки.

Встроенное программное обеспечение современных PTZ камер позволяет им автоматически определять движение в зоне наблюдения, фиксироваться на нем, рассчитывать его удаленность и менять увеличение для точной фокусировки и получения четкого изображения.

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.

До недавнего времени в системах видеонаблюдения использовались преимущественно камеры с фиксированным углом, полем зрения, и фокусным расстоянием. Недостатком такого способа является необходимость использования большого количества камер видеонаблюдения, наличие мертвых зон и невозможность получения отчетливой картинки нарушителя на различной дистанции от камеры.

Решением этих проблем стала разработка устройств позволяющих осуществлять дистанционное управление ключевыми функциями камеры видеонаблюдения.

Область применения PTZ камер довольно узка в связи с их высокой стоимостью. Наиболее эффективно их использование на объектах значительной площади со сложной конфигурацией, которые имеют несколько контролируемых зон. В этом случае использование одной поворотной видеокамеры может заменить несколько обычных – фиксированных и будет материально оправдано.

В случае интеграции видеонаблюдения в охранную систему такие видеокамеры могут использоваться для проверки тревоги и локализации нарушителя. Современные системы аналитического управления дают возможность применять поворотные камеры видеонаблюдения для осуществления активного слежения за нарушителем – ведут объект в зоне ответственности.