Ptz камеры. Виды конструкций видеокамер

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.

Альтернативой фиксированным камерам являются видеокамеры с функциями поворота, наклона и масштабирования (иначе известные, как камеры PTZ), получившие название благодаря способности поворачиваться влево и вправо, наклоняться вверх и вниз и увеличить изображение. Поворотные камеры выполняют эти действия благодаря уникальному сочетанию функций управления панорамированием, наклоном и объективом с приближением. Общая способность камеры PTZ по приближению изображения складывается из значения цифрового и оптического зумов. Цифровой зум использует электронику для увеличения и уменьшения изображения, в то время как оптический зум использует движение линз. Общее значение возможности приближения видеокамеры можно рассчитать, умножив значение цифрового и оптического зума. Для обеспечения возможностей панорамирования, наклона и масштабирования у видеокамер необходимы клавиатура и приемник сигналов. Однако большинство купольных камер PTZ поставляются уже со встроенными в них приемниками.

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.

Особенности камеры PTZ

В большинстве камер PTZ можно создавать алгоритмы для автоматического слежения с заданной позиции по определенному маршруту для постоянного обследования этих зон. Количество предустановленных позиций варьируется в зависимости от производителя и модели камеры, но в среднем от 8 до 32. Способность камеры точно вернуться к заданной позиции различается в зависимости от механики, электроники и программного обеспечения. В дополнении к предустановке позиций, PTZ камеры можно настраивать, чтобы они действовали только в случае конкретных изменений в наблюдаемой зоне, например, шум, движение. Это возможно с помощью детекторов движения, встроенных в видеокамеру или интегрированных с ней. Таким образом, процесс записи может быть сведен к минимуму и только по важнейшим событиям.

Кроме того, поворотные IP камеры могут обеспечить доступ к просмотру видеоинформации и управлению камерой из любой точки мира благодаря возможности назначать IP-адрес.

Еще одной особенностью общей для PTZ камер является возможность маскирования. Это позволяет замаскировать некоторые области в области наблюдения камеры, такие как окно или дверь одного из домов. Позицию маски можно взаимно соединить с движением камеры, чтобы в случае наклона или масштабирования камеры маска соответственно перемещалась и изменяла размер. Это дает пользователю избежать судебных разбирательств в связи с нарушением конфиденциальности и вторжением в личную жизнь.

Фотографии до и после маскирования

Перевод Хай-Тек Секьюрити.

Pelco-D - is a PTZ-camera control protocol developed by the same name by Pelco. As a rule, used over RS482/485 interface for communicating with cameras equipped with servo drives.

Pelco-D protocol has in the arsenal of a set of standard commands, as well as advanced instruction set. This article will look at how to work with a standard set of commands. Protocol Pelco-D Let us examine the example of the abstract and the abstract command source SDK, which receives the message for onward transmission to its RS485 interface. This reservation was made deliberately, because it is such a challenge recently stood in front of me.

Therefore there is a protocol by which data is transmitted, and further understand the data transmitted to the SDK, which sends a message already in the RS485 transmission path. Below is a picture in which there is a yellow square. It is in this function and will form the necessary us the message you want to convey in the SDK.

Message Structure

Post Pelco-D protocol consists of 7 bytes. Let us analyze the value of each byte:

Byte synchronization - always has #FF value in hexadecimal;
Address - address byte PTZ-camera or any other device on the RS485 / 482 line;
Command 1 - the first byte standard commands Pelco-D;
Command 2 - the second byte standard commands Pelco-D;
Data 1 - byte rotation speed camera left / right, is from #00 to #3F;
Data 2 - speed bytes tilt the camera up / down, is from #00 to #3F;
Checksum - is an 8-bit bytes by the sum of the 2nd to 6th.

Standard set of commands

To send the message must be necessary to form two teams messages. If the data will not be passed on, then it will be necessary to set the zero value bit responsible for this or that functionality.

Consider the structure of commands.

Sense bit charge is meaning of bits 3 and 4. When the bit is lifted, the set bits 3 and 4 have the camera and the auto scan switch, respectively, otherwise raised by bits 3 and 4 have the shutdown. Bits 5 and 6 are reserved and should be set to 0. Other settings are responsible for the diaphragm (Iris), Focus (Focus), Zoom (Zoom), Tilt (Tilt), Rotate (PAN). To enable these parameters should be set to activate the corresponding bits in the unit.

Examples of commands

Rotation to left: FF 01 00 04 00 00 05
Rotation to right: FF 01 00 02 00 00 03
Tilt up: FF 01 00 08 00 00 09
Tilt down: FF 01 00 10 00 00 11
Zoom +: FF 01 00 20 00 00 21
Zoom -: FF 01 00 40 00 00 41

Sample code

In this abstract code was created in a vacuum, such a situation that the function of these values fall:

address;
PanSpeed - rotation speed with the direction, from - 100 to +100;
TiltSpeed - Tilt speed with the direction, from -100 to +100;
ZoomSpeed - Zoom speed with direction, from -100 to +100. Why so submitted data for Zuma - is a question for me, given that Pelco is no speed setting, but that is what it is.

But SDK has already formed a team takes a pointer to an array of data, and an indication of the length of the array. The result is the following code.

Void ptzCmd(int addressPTZ, int panSpeed, int tiltSpeed, int zoomSpeed) { unsigned char *dataPelco; unsigned char address, command1, command2, data1, data2, checkSum; address = command1 = command2 = data1 = data2 = checkSum = 0x00; dataPelco = (unsigned char*) malloc(7); memset(dataPelco,0,7); address = (unsigned char)addressPTZ; if(panSpeed < 0) { command2 |= 0x04; panSpeed *= (-1); } else if(panSpeed > 0) { command2 |= 0x02; } data1 = (unsigned char)panSpeed*63/100; if(tiltSpeed < 0) { command2 |= 0x10; tiltSpeed *= (-1); } else if(tiltSpeed > 0) { command2 |= 0x08; } data2 = (unsigned char)tiltSpeed*63/100; if(zoomSpeed < 0) { command2 |= 0x40; } else if(zoomSpeed > 0) { command2 |= 0x20; } checkSum = address + command1 + command2 + data1 + data2; checkSum %= 100; dataPelco = 0xFF; dataPelco = address; dataPelco = command1; dataPelco = command2; dataPelco = data1; dataPelco = data2; dataPelco = checkSum; sdk_write_pelco_cmd(7, dataPelco); // 7 - это длина сообщения free(dataPelco); }

Камеры типа PTZ представляют собой ответвленный сегмент компактных устройств видеонаблюдения. Разработчики данной аппаратуры подняли охранные миниатюрные камеры на новый уровень благодаря их наделению более эффективными системами автоматического, а в некоторых случаях и роботизированного интеллектуального управления. Частично подобные технологии использовались и в первых поколениях систем видеонаблюдения, но современные решения заметно отличаются по целому ряду параметров, что и подтверждает своим примером PTZ-камера. Что это значит на практике пользования? В первую очередь - это более широкие возможности контроля за настройками камеры, причем в удаленном режиме. Кроме этого, создатели PTZ-моделей уделяют внимание базовым характеристикам съемки, позволяя получать высокое качество изображения при сохранении скромных размеров самой камеры.

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.

Основные характеристики камеры

Количество пикселей является основным показателем качества работы для всех видов таких камер. Простейшие версии обеспечиваются матрицами на 0,3 МП, а высокотехнологичные - модулями на 5 МП. Количество регистрируемых кадров за секунду обычно находится в диапазоне 6-30 ед. Конечно, в оценке качества изображения не обойтись и без разрешающей способности устройства PTZ - HD-камеры, к примеру, уверенно поддерживают формат 1920x1080. При этом остается актуальной и устаревающая матрица VGA на 640x480. В охранных комплексах нередко оправдывается и применение таких модулей. Но если вышеописанные характеристики полностью укладываются в набор качеств обычных камер видеонаблюдения, то в скорости поворота и увеличения фокуса PTZ имеет заметные преимущества. Так, оптическое увеличение может быть 36-кратным, а цифровое 18-кратным. Что касается скорости поворота, то в современных моделях она достигает 400 °/с. Также передовые модификации снабжаются технологией 3D-позиционирования.

Сферы применения аппаратуры PTZ

Специалисты выделяют две сферы, в которых наиболее выгодно раскрываются эксплуатационные возможности таких камер. Это охранные системы обеспечения безопасности и видеосвязь в конференц-залах. В обоих случаях пользователи ценят гибкость аппаратуры в плане управления и практически не ограниченные возможности для физической установки оборудования. Здесь важно отметить и системы беспроводного подключения, которые поддерживает современная PTZ-камера. Что это означает в процессе эксплуатации? Технологии беспроводной связи практически избавляют пользователя от необходимости подведения кабелей к устройству. С точки зрения маскировки, это оптимальное решение, поскольку у злоумышленника будет меньше шансов обнаружить признаки И наоборот, оперативная работа поворотной механики камеры позволит отслеживать происходящее в помещении с наиболее выигрышным позиционированием.

Виды конструкций видеокамер

Производители выпускают камеры такого типа в нескольких вариациях. Наибольшее распространение получила поворотная камера PTZ в виде полусферы. Данная разновидность называется Speed Dome и отличается высокой отказоустойчивостью. Сама конструкция благодаря геометрической форме минимизирует риски попадания под корпус частиц пыли и влаги.

Другой вариант - сферическая конструкция, которая во многом схожа с камерами в виде полусферы. Такие модели обычно снабжаются мощной инфракрасной подсветкой и средствами защиты от вандалов. Вообще, купольные камеры PTZ проектируются таким образом, что все механические компоненты начинки имеют минимальные шансы на прямой контакт с окружающей средой. Это достоинство особенно проявляется в корпусах уличных моделей, которые заслуживают отдельного внимания.

Особенности уличных моделей

Эксплуатация систем видеонаблюдения вне помещения требует учета целого ряда дополнительных факторов. Среди них нюансы обеспечения связи камеры и пульта управления, организация системы энергоснабжения и вопросы защиты аппаратуры от внешних воздействий. Что касается защиты, то корпуса обычно получают термокожух с пыле- и влагозащитной изоляцией. Некоторые модели дополнительно снабжаются обогревателем и системой вентиляции, которые обеспечивают возможность холодного пуска при пиковых отрицательных и положительных температурах. Питание может обеспечиваться напрямую или за счет аккумуляторов. К слову, оправдывает себя и применение источников бесперебойного энергоснабжения. Даже типовая настройка PTZ камеры позволяет автоматизировать процесс перехода на резервное питание в случае нестабильного сетевого энергоснабжения. Связь, в свою очередь, также организуется или напрямую через кабель или по беспроводной технологии с помощью радиомодуля.

Аналоговые и цифровые модели

В аналоговых моделях полученная запись автоматически подвергается обработке цифровым процессором. Далее материал отправляется на электронный преобразователь, в котором вновь происходит конвертация, но в обратном режиме. Коммуникационную связь такой аппаратуры обеспечивают коаксиальные провода. К недостаткам моделей этого типа относят невысокое разрешение, которое не позволяет рассчитывать на качественное изображение при съемке на дальних расстояниях. Цифровые PTZ-камеры видеонаблюдения также предусматривают предварительную обработку сигнала в процессоре, после чего материал может передаваться по протоколу TCP/IP в изначально заданном формате. Главным преимуществом цифровых моделей является именно высококачественная «картинка», так как в плане коммуникационного и механического оснащения аналоговые устройства в некоторых случаях оказываются более надежным решением.

Управление камерой

Кроме настройки основных параметров съемки камеры PTZ предоставляют массу возможностей управления уже в процессе непосредственного применения устройства. При установке камеры на объекте пользователь может заранее запрограммировать ее на сотни предустановленных позиций. Для каждого режима предполагается целый набор параметров положения, среди которых величина угла, уровень масштабирования и т. д. Некоторые модели также позволяют назначать индивидуальные сценарии автоматического сканирования. Например, камера PTZ уличная в этом плане наиболее развита, поскольку ей приходится охватывать большие территории, в том числе с дальними планами. Дистанционное управление, в свою очередь, дает возможность коррекции с наклоном. Для этого чаще всего используется телеметрический пульт.

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.

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.