Рассмотрим конструкцию видеокамеры. Видеокамера состоит из:
- ПЗС-матрицы, которая преобразует падающий свет в электронные импульсы. Матрицы отличаются производителем (наиболее популярны матрицы Sony ) и размером (распространены 1/3” и 1/4” дюйма.).
- Процессора, - сердца видеокамеры. В дешевых видеокамерах его функции сводятся к преобразованию информации поступающей с матрицы в телевизионный стандарт PAL или NTSC , а в дорогих процессор выполняет очень много функций по обработке видеосигнала, исправляя погрешности изображения, возникающие из-за неравномерной освещенности, разной силы светового потока и т.д. Это такие функции как автоматический баланс белого, компенсация встречной засветки, переход из цветного в черно-белый режим при уменьшении освещенности.
- Объектива, который направляет свет на матрицу.
Объективы отличаются:
- Качеством оптики: наиболее распространены пластиковые линзы, у стеклянных качество естественно выше, но они значительно дороже.
- Фокусным расстоянием. От фокусного расстояния объектива зависит угол зрения камеры и, как следствие, максимальная дистанция на которой можно уверенно рассмотреть объект.
- Наличием автодиафрагмы. Устройства автоматического изменения диафрагмы объективы при изменении освещенности. При установке на улице или в условиях, когда освещенность с течением времени может изменяться в больших пределах необходимо устанавливать объективы с автодиафрагмой. (В некоторых моделях дешевых видеокамер функцию автодиафрагмы выполняет электронный затвор.)
- Наличием трансфокатора (ручной регулировки фокусного расстояния). Используя трансфокатор можно вручную очень точно выставить необходимо фокусное расстояние.
- Наличием моторизованного трансфокатора. При помощи моторизованного трансфокатора можно управлять изменением фокусного расстояния (приближать и удалять объект) с компьютера. Моторизованный трансфокатор незаменим при совместной работе с поворотным устройством или при видеонаблюдении узких и длинных объектов (например, при установке видеокамеры вдоль забора предприятия).
Выбор фокусного расстояния объектива
Для того чтобы рассчитать фокусное расстояние необходимо определиться с несколькими величинами: расстоянием до объекта наблюдения, его высотой или шириной.
где, F -фокусное расстояние, мм
L - расстояние до объекта, м
H -высота объекта, м
W -ширина объекта, м
С рассчитанным по этой формуле фокусным расстоянием объект займет все окно видеоизображения, при условии, что объект находится в плоскости камеры (оптическая ось камеры перпендикулярна наблюдаемому объекту). Данные коэффициенты подобраны для ПЗС-матрицы 1/3” дюйма.
Допустим необходимо наблюдать за воротами на территорию предприятия. Расстояние от камеры до ворот 15 м , ширина ворот 5 метров , высота ворот 3 метра. Для того чтобы увидеть в окне видеоизображения только ворота нам необходимо поставить объектив со следующим фокусным расстоянием
Округляем в меньшую сторону до ближайшего стандартного фокусного расстояния и получаем F =14 мм.
Допустим необходимо наблюдать за забором предприятия. Объектом наблюдения в этом случае будет человек на фоне забора. Поэтому при расчете необходимо исходить из размера человека относительно общего размера видеоизображения. Уверенно распознать человека можно если он занимает по горизонтали не менее 5% изображения, отличить его от других объектов если он занимает по горизонтали не менее 2%. Расстояние от камеры до забора 30 м , ширина человека 0,5 метров . Таким образом, мы сможем уверенно распознать человека на фоне 10 метров забора или определить факт проникновения на фоне 25 метров забора.
Рассчитаем фокусное расстояние:
Распознавание человека
Факт проникновения
Зависимость фокусного расстояния объектива от дистанции до объекта и его ширины представлена в таблице:
| Расстояние до объекта, м (L) |
Ширина объекта, м (W) | ||||||
| 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1 | 3 | 5 | 10 | |
| 1 | 1,23 | 0,62 | 0,25 | 0,12 | 0,04 | 0,02 | 0,01 |
| 10 | 12,33 | 6,16 | 2,47 | 1,23 | 0,41 | 0,25 | 0,12 |
| 20 | 24,65 | 12,33 | 4,93 | 2,47 | 0,82 | 0,49 | 0,25 |
| 30 | 36,99 | 18,49 | 7,40 | 3,70 | 1,23 | 0,74 | 0,37 |
| 40 | 49,32 | 24,66 | 9,86 | 4,93 | 1,64 | 0,99 | 0,49 |
| 50 | 61,65 | 30,82 | 12,33 | 60,16 | 2,05 | 1,23 | 0,62 |
| 60 | 73,98 | 36,99 | 14,80 | 7,40 | 2,47 | 1,48 | 0,74 |
| 70 | 86,31 | 43,15 | 17,26 | 8,63 | 2,88 | 1,73 | 0,86 |
| 80 | 98,64 | 49,32 | 19,73 | 9,86 | 3,29 | 1,97 | 0,99 |
| 90 | 110,97 | 55,48 | 22,19 | 11,10 | 3,70 | 2,22 | 1,11 |
| 100 | 123,30 | 61,65 | 24,66 | 12,33 | 4,11 | 2,47 | 1,23 |
Видеокамеры можно условно разделить на несколько типов:
1. Бескорпусные минивидеокамеры можно устанавливать:
- в гермокожухи для применения на улице;
- в корпус типа купол, продаваемый отдельно;
- в датчики движения для скрытой установки;
- в любой элемент интерьера для организации скрытого видеонаблюдения.
2. Минивидеокамеры в квадратном или цилиндрическом корпусе подходят для установки в большинстве случаев, где требуется низкое или среднее качество изображения. Их удобно крепить на стены. Могут быть установлены на улице в случае обеспечения защиты от атмосферных осадков при температуре не ниже чем -10ºС.
3. Корпусные видеокамеры. Отличаются более высоким качеством получаемого изображения, благодаря использованию более мощного процессора имеющего широкий набор функций постобработки видео. Обычно поставляются без объектива и кронштейна. Применяются в том случае, когда качества выдаваемого минивидеокамерами недостаточно.
4. Купольные видеокамеры. Обычно применяются для установки на подвесные потолки. Отличаются элегантным дизайном и удобством установки и настройки. Цена и качество получаемого изображения варьируется в широких пределах.
5. Уличные видеокамеры в специализированных корпусах с обогревом. Обычно выдерживают морозы до -30ºС. Вместо автодиафрагмы обычно применяется электронный затвор. Подходят для большинства случаев, когда необходимо среднее качество видеоизображения.
6. IP-Видеокамеры. Все рассмотренные выше видеокамеры имеют выход стандарта PAL или NTSC, но наиболее прогрессивными на данный момент являются IP-видеокамеры. Эти видеокамеры имеют внутри себя преобразователь аналогового сигнала в цифровой протокол TCP. Их можно подключать в локальную сеть предприятия или сеть Интернет. В любом месте этой сети может находиться видеосервер системы видеонаблюдения «Видеолокатор», который сохранит и обработает видеоинофрмацию транслируемую камерой. Единственным недостатком этих устройств является высокая цена.
Рассмотрим технические характеристики видеокамер:
- Видеокамеры бывают черно-белые и цветные
- Видеокамеры отличаются разрешением. Черно-белые видеокамеры могут иметь от 420 до 600 ТВ-линий. 420 ТВ-линий – среднее качество изображения. 600 ТВ-линий – отличное качество изображения. Цветные видеокамеры могут иметь от 380 до 480 ТВ-линий. 380 ТВ-линий – среднее качество изображения. 480 ТВ-линий – отличное качество изображения
- По минимальной освещенности, при которой камера работает. Для цветных видеокамер 1 Люкс – среднее качество, 0,1 Люкса – отличное качество. Для черно-белых камер 0,1 Люкса – среднее качество, 0,01 Люкса – отличное качество.
Рассмотрим оборудование, применяемое совместно с видеокамерами:
- Кронштейны. Требуются для корпусных видеокамер. Бывают разного дизайна и качества. Могут быть рассчитаны для крепления видеокамеры на потолке.
- Гермокожухи. Применяются для установки видеокамер на улице. Могут быть рассчитаны на питание 12 В или 220В. Бывают разных типоразмеров и обычно позволяют размещать внутри себя любую видеокамеру.
- Поворотные устройства. Бывают для уличной и наружной установки. Отличаются углом поворота и скоростью. Для управления поворотным устройством обычно применяется приемник телеметрии.
- Приемники телеметрии бывают разных стандартов, но система «Видеолокатор» поддерживает большинство из них. Приемники телеметрии обычно подключаются к общей для всех устройств этого класса шине RS -485 (это два провода), а эта шина через преобразователь интерфейса к COM -порту компьютера.
- Преобразователь интерфейса RS-232/ RS -485 применяется для подключения приемников телеметрии к видеосерверу.
Как выбрать место установки видеокамер.
При выборе места установки видеокамеры необходимо исходить из нескольких факторов: целей и задач видеонаблюдения конкретного объекта, технической возможности прокладки до места установки камеры сигнального и питающего кабеля, эстетических соображений.
Идеальный способ выбора места установки – встать на точку установки видеокамеры и посмотреть, что вы сможете увидеть, применяя систему видеонаблюдения. При этом необходимо помнить, что стандартный объектив (2,8- 3,6 мм ) имеет угол обзора около 90º.
Кабель от видеосервера до видеокамер желательно прокладывать в коробах или гофротрубе, даже в том случае если он идет под подвесным потолком. Поэтому при выборе места установки продумайте как вы проложите короба, или скроете кабель каким-либо другим способом.
При установке видеокамер на подвесной потолок рекомендуем использовать купольные камеры, как наиболее удобные по установке и идеально подходящие по дизайну.
Для установки скрытой камеры можно использовать датчик детектора движения охранно-пожарной сигнализации. Потенциальный объект наблюдения не заподозрит в установленном приборе видеокамеру.
Рассмотрим установку видеокамер в магазине розничной торговли.
- Необходимо установить видеокамеры над каждой кассой, так чтобы были видны руки кассира и денежный ящик.
- Необходимо установить видеокамеры в помещениях, где производится обработка товаров (развешивание печенья, приготовление салатов, разделка мяса). В таких помещениях обычно устанавливают две камеры: одну для видеонаблюдения входной двери, вторую для обзорного видеонаблюдения помещения.
- Вход в магазин, а также ворота для приема товара должны быть в обязательном порядке оборудованы видеокамерами, причем на каждый вход необходимо две видеокамеры: одна, установленная снаружи помещения и фиксирующая подходящих людей и подъезжающие машины и вторая - внутри помещения, фиксирующая выходящих людей.
- Для видеонаблюдения торгового зала камеры необходимо установить видеокамеры в направлении прохода между стеллажами. В том случае если проход имеет длину более 15 метров длиной, ставим две камеры, по одной с каждой стороны.
При выборе видеокамеры и скорости записи необходимо в первую очередь исходить из имеющихся финансовых ресурсов. Единственное требование – видеонаблюдение касс должно осуществляться цветной видеокамерой со скоростью запись не менее 17 кадров в секунду.
Рассмотрим установку видеокамер на производственном предприятии.
- Проходные предприятия, а также въездные ворота должны быть в обязательном порядке оборудованы видеокамерами, причем на каждую проходную необходимо установить две видеокамеры для регистрации, как входящих, так и выходящих людей.
- Необходимо установить видеокамеры в складах для хранения комплектующих и готовой продукции. В таких помещениях обычно устанавливают две камеры: одну для видеонаблюдения входной двери, вторую для обзорного видеонаблюдения помещения. При наличии высоких стеллажей видеокамеры устанавливаются в каждый проход между стеллажами. В том случае если проход имеет длину более 15 метров длиной, ставим две камеры, по одной с каждой стороны
- Для видеонаблюдения производственного процесса необходимо установить видеокамеры так, чтобы решались следующие задачи: контроль качества производимой продукции, пресечение воровства продукции и материалов в процессе производства, количественный контроль при производстве и особенно упаковке готовой продукции
- Офисные помещения предприятия необходимо оборудовать видеокамерами в тех местах, где в основном требуется видеонаблюдение для целей управления (на месте ли сотрудник, чем он занимается).
- Видеокамера и микрофон могут быть установлены в приемной директора для того, чтобы он мог принять решение о приеме того или иного посетителя, а также в непосредственно кабинете высшего руководства или переговорном зале для скрытой аудио и видеозаписи переговоров с целью их дальнейшего анализа и использования.
- Периметр предприятия может быть оборудован камерами видеонаблюдения. В этом случае камеры устанавливаются в створе забора для видеорегистрации всех нарушителей. Одной видеокамерой можно осуществлять видеонаблюдение не более чем 30 метров забора. Периметр предприятия может быть оснащен специализированными охранными датчиками, которые также подключаются к системе видеонаблюдения «Видеолокатор». В этом случае видеонаблюдение осуществляется только на наиболее ответственных участках (предрасположенных к правонарушениям). «Видеолокатор» может быть сконфигурирован так, чтобы по сработке определенного периметрального датчика производилось наведение на нарушителя скоростной поворотной видеокамеры с трансфокатором, а при необходимости и поворотного устройства на котором смонтирован прожектор.
В реальном времени (25 кадров в секунду) необходимо осуществлять видеонаблюдение проходных, производственных процессов, переговорных комнат. При выборе скорости записи для остальных видеокамер можно исходить из финансовых возможностей предприятия.
