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    摄像快球高速球的技术

    作者:施工队长    来源:成都系统集成公司    更新时间:2010-6-30 18:31:11    设计指数:          ★★★ 

      在现代电视监控系统中,越来越多地使用了球形一体化摄像机(简称为“球机”),其中有些结构更紧凑、旋转速度更快的球形一体化摄像机还被简称为“快球”,而在早期,也有公司称这种摄像机为集成式穹顶摄像机。

      1.球机与快球

      所谓球机,其实就是将摄像机、电动变焦镜头、球形云台、球形护罩等模块集成于一体,有些球机(特别是品牌机)往往进一步将解码器也集成进来。这样,整个摄像前端系统就由原来普通分立的摄像机、电动变焦镜头、全方位云台、防护罩和解码器等5个独立的部分有机地结合为一个整体,而设备制造商在设计并整合球机时还会充分考虑各功能模块的结构关系,使集成后的球机结构更加紧凑。

      另外,由于球机本身已经是一个小的集成系统,因此还可以在其内部再增加一部分协调各独立模块功能的智能信号处理电路,从而实现基于电动镜头的自动聚焦、基于云台及镜头的自动跟踪以及在连续跟踪过程中因移动目标垂直经过球机下方而自动上下翻转画面、因移动目标与球机作径向运动而自动变焦放大的功能等等。如此说来,虽然球机中的摄像机、电动变焦镜头、球形云台、球形护罩、解码器这5部分模块的工作原理与分立设备完全一样,但它们各自的外形结构与分立设备相比则有了较大的差异,并且,作为小而全的集成设备,球机中还可能再增加第6个模块(智能信号处理)、第7个模块(通信协议转换)以及第8个模块(网络接口)等。

      有了上述球机的概念,就不难理解快球了,因为快球指的就是可快速变焦、快速旋转的球形一体化摄像机。

      2.快球的显著特点

      随着科学技术的不断发展,无论是球机还是快球,其功能、技术指标等都有了很大程度的提高,其中快球往往又可看成是增加了更多功能且指标也进一步提高的高档球机。在当今的闭路电视监控系统中,球机特别是快球的应用已成为一大特征。

      由于快球可能由上述5~8个功能模块组成,因而它既具有这5~8个功能模块各自的特点,又具有各模块整合后的整体特点。

      就摄像机部分来说,快球一般都具备了高分辨率、低照度、高信噪比、宽动态等当今摄像机技术的最高指标,其中有些摄像机自身即是日夜两用型的。通过机器内部的DSP处理,快球在摄像方面还可以提供多区域(如8~24个区域)的画面隐私遮挡功能,当设定了这些隐私遮挡区域后,这些区域的画面内容将不再显示。

      就变焦镜头部分来说,快球一般都选择了较高性能的非球面镜头,有些还特别配备了红外适应型镜头,其光学变焦倍率一般可达20倍以上,而结合数码变焦的快球的整体变焦倍率更是可高达200倍以上。智能型的快球甚至可实现对径向跟踪目标的自动变焦及聚焦,也就是,当目标走近或远离摄像机时,快球可以自动地调整焦距,以保证目标物体在画面中占据合适的比例。

      就云台部分来说,快球一般都配备可预置球形全方位云台,且预置位数量、扫描速度均达到很高指标。有些快球的预置位已达255个,最高扫描速度也已达400o/s,这就意味着快球旋转一周的时间还不到1秒钟。

      就解码器部分来说,由于快球一般都有预置功能,因而解码器部分的功能也就更多一些,除了基本的控制指令输出外,还可进行预置点以及巡游路径的设置,并通过本地或远程键盘使快球高速旋转到预置的位置,或直接启动巡游程序。有些型号的快球更是内置了协议转换器,可以直接接收由不同厂家(品牌)的控制主机发出的指令,经内部协议转换后去响应指令动作。

      在其他方面,有些球机或快球还进一步集成了网络接口,从而实现了网络摄像机的所有功能,不仅可通过网络对摄像机进行全方位控制,还可以实现报警输出以及自动跟踪功能,更有些球形摄像机还具备了PoE(Power over Ethernet)功能,只要插上网线,无需额外的供电即可正常工作。

      需要注意的是,高速球形云台与大倍数变焦镜头结合在一起固然提高了快球的整体性能,但若摄像机在高倍率望远状态下拍摄时,其镜头的视场角只有2o~4o,因而镜头在转动时的视场线速度极高。例如,对于一个转速为400o/s的球形摄像机来说,1/100s的时间误差即会造成4o的视场角变化,结果极有可能使被拍摄的对象越出视场角而漏监。


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