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浅论智能球

随着数字技术、图像压缩技术的不断完善,智能球机得到了广泛运用。本文从智能球的功能特点和应用,以及安装要点等方面做了较为详细的介绍。\r\n
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随着智能球机的广泛运用和普及,以及用户对智能球机功能需求的日益增多,智能快球所集成的功能也越来越强大,其人性化的设计也越来越受到客户的青睐。

智能球的功能和特点
通常,对智能球评估先从其摄像机与云台的性能来进行考虑:一般先考虑摄像机的图像分辨率,以确保监控图像的质量。还考虑摄像机镜头变倍范围,比如在宽广的交通道路监控系统、森林防火系统中,为了监视较远范围的情况,必须选择变倍范围较大的摄像机,而在室内会议室,办公室,银行等,则可以选用变倍范围较小的摄像机。此外,还应考虑摄像机的焦距范围、像素、水平分辨率、信噪比、快门调节方式、白平衡自动追踪模式、背光补偿、以及低照度时彩色黑白自动转换能力等。而对云台则应考虑其水平、垂直连续运转角度、运行速度调节范围,包括快速反应能力、高速运转时的可靠性与寿命、低速时运动的稳定性,图像是否抖动等因素。另外对智能球机还要考虑其内在的功能,包括其能设定的预置点个数、对场景的记忆能力,包括对云台预置位、摄像机变倍、变焦位置记忆定位的精确度等等因素。

智能球的通信协议兼容性也是需考虑的重要因素。电子,由于RS-422与RS-485具有带节点负载能力较强、通信距离较长的特点,一般智能球都采用RS485或RS422的电气接口。RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定,不涉及接插件、电缆或协议,而在此基础上产品开发商可以建立自己的高层通信协议。比如PELCO、AD、Panasonic等等,这些企业制定的通信协议都已被广泛地运用在其智能球和矩阵,多媒体,画面处理器,DVR等产品中。但在实际的工程中,可能会使用到众多不同厂家的产品,由于不同协议之间存在很大的差异,为了考虑到系统兼容性问题,智能球集成了解码器功能,可以和多种协议相兼容。例如AD采用的Manchester码通信方式,有些品牌的智能球就兼容了对此类通信方式的协议。

在某些特殊的应用环境中,不允许使用双绞线或同轴电缆作为通信介质,为了适应这种场合,有的智能球增加可红外接收的通信方式。另外,为了满足网络迅速发展的趋势,有的智能球还增加了标准的网络接口,并支持标准的网络通信协议。

具有“功能选择菜单”功能,也是智能球的一大特点。考虑到用户对智能球操作的直观性和方便性,智能球增加了On-Screen Display(OSD 功能选择菜单)菜单功能。与该智能球相关的信息可以通过OSD功能显示给用户,通过字符、图标等显示方式,用户可以直观地对智能球进行操作,对需要处理的事件进行编程,在某种程度上使人机信息交换界面更加友好。通过该功能,可以设定智能球标题,便于用户选取所需要控制的对象;对摄像机软地址进行编码,修改控制对象地址(ID),该操作可以增加系统安全性,防止非操作人员进行误操作;可以对智能球预置位置情况编程,显示预置位置基本信息,将当前所处状态反馈给用户,使用户在第一时间进行相关处理。当然,还可以通过该功能对智能球功能进行设定操作,对一些特殊功能进行编程控制等等。[nextpage]

遮蔽功能也是当前智能球流行的一个特点,即在考虑安全监控的情况下,也必须考虑保护个人隐私。国外对监控产品,尤其摄像机,如果能带遮蔽功能更是首选。国内尽管对此反响不是很强烈,但随着中国加入世贸组织,为了适应市场需求,较多的智能球开始配置具有遮蔽功能。遮蔽功能的实现方式是在视频流的特定位置增加特定的遮蔽块,屏蔽摄像机在该区域采样到的视频信号,从而达到遮蔽效果。在选择了遮蔽功能后,当智能球中摄像机摄制的图像随云台转动变化时,其遮蔽块也随之相应变化;当摄像机倍率有所变化时,相应遮蔽块也随之放大或者缩小,从而既达到了监控的目的,也达到了保护隐私的效果。在某些特定场合,可能需要多处实现遮蔽,这对智能球提出了更高的遮蔽要求。

智能球的预置点巡视功能,以往有的监控系统,需对多点监视就使用多个固定摄像机实现多点监视,由于智能球的全方位功能,所以以往的多点监视往往可能会被一个智能球所替代。需被监视的多点可以设置成为预置点,通过调用预置点来观察各个点的情况。通常大多数智能球都带有64个预置点,现在已出现带有更多预置点的智能球(比如128个预置点),所谓巡视功能,是指球机在指定的预置点之间巡回扫描,其中包括扫描速度,每个预置点的停留时间。由于常规的巡视方式有其局限性,主要体现在:巡视过程为点到点的运动,是在三维空间进行的球面运动,即走最短的曲线。如果用户希望智能球还原用户在每个点之间的操作过程,或者重复实现一些特定的简单动作,那么很难使用常规的巡视功能来还原。因此,智能球增加了人性化的自学习功能。使用该功能,在特定的时间内用户对球机进行的所有操作都可以被原版地记忆和还原。从而使对于某些复杂的、特定的、往复的轨迹运动,通过自学习功能,能够有效的重复实现。

智能球的长焦视控功能,在实时监控系统中,由于人眼对于移动物体识别反映需要相应的时间,如果球机转速过快,那么图像变化愈快,相应人眼识别物体的能力愈低。考虑到人的视觉因素,为了便于在变倍过快的情况下容易捕捉目标,智能球增加了长焦视控功能,即水平、垂直运动速度自动随变倍变化而反比变化。当物体在屏幕上显示的比例越大,球机运行的速度越慢。有的甚至达到了“爬行”的速度,而且在此速度下,图像平稳,无明显的抖动现象。

智能球的报警处理功能,硬件方面,智能球机集成了报警处理模块,实现了多路报警输入、输出方式可选。报警方式可以是继电器干触点输出、图像冻结、调用特定预置点等等方式。

为了便于系统维护和升级,为给客户更好的服务,智能球还增加了与PC机相匹配的下载接口。为了保护智能球、延长智能球使用寿命,减少意外事故的发生,在智能球设计时还考虑了电源防浪涌和雷击保护措施、数据总线的保护措施、以及摄像机视频信号的保护措施。[nextpage]

随着科学技术的发展及各项学科的相互渗透、运用,智能球的综合能力在不断增强,集成了区域动态检测、人体识别追踪功能、网络功能的智能球正在出现,使用户可通过以太网进行远程实时监控将成为现实。

智能球的应用
由于智能球区别与传统的摄像机+云台+解码器的模式,具有快速定位,快速响应的能力,性价比更高,调试、安装、操作更方便等诸多优点,得到了广泛的运用。凡是涉及公共安全的场合,几乎都需要视频监控产品,以便随时随地监控、保障公共的财产和人身安全。典型的如同广场、农场、车站、码头、交通(高速公路、机场、道路、桥梁、城市交通系统)、水利、监狱系统、森林防火等等。这些场合使用室外型智能球,对球机性能要求较高:需要充分考虑摄像机镜头变倍数,自动曝光性能,是否具有低照度彩色黑白自动转换功能,防灰尘、防潮湿,以及在恶劣气候环境下(高温、低温环境)正常运作的能力。在某些事故隐患较多的场合,需要选购具有特殊功能的智能球:如防火系统,可能需要选购带红外温度感应识别,动态检测等功能。

以往使用监控设备较早的保安系统、银行、其他保密要求较高的场所,以及现今出现的智能小区、楼宇、商场、超市等等场合,使用的智能球多数为室内型。这需要考虑摄像机的清晰度,球机高速运行的寿命,低速运行时图像的质量,以及电机运行产生的噪声大小。某些特殊场合,需要适当选择带遮蔽功能的智能球,用于保护个人隐私。

随着数字信息化的发展,传统的定点监控渐渐显露出其局限性的一面,已不能满足远程实时监控的需求,例如外向型工厂,跨地域公司,多点连锁超市等如果无法利用传统的双绞线或光端机作为图像、数据的传播介质,则可借助城域网络进行图像信息、音频信息的传送,从而达到远程监控的目的。由此相应的网络智能球也开始起步,网络智能球集成了图像采集,音频信号采集,图像、音频信号压缩,网卡驱动等功能。现已被广泛应用于电力系统、远程会议系统等跨地域办公系统。

智能球的安装要点
室内型智能球与室外型智能球不光在功能选型上有区别,其安装附件也不同。室外型要求配置室外型防护罩(内置风扇、加热器)、防尘罩等配件,必须考虑防尘、防水。在特殊的环境,根据具体情况还需要选择相应的保护器件。室内型通常只需要固定附件。智能球常见的安装方式有:室内吸顶、室内嵌入、室内吊顶、室内壁装、室外壁装和室外吊装等。用户可以根据具体运用场合选择相应的安装方式。[nextpage]

如果使用传统的双绞线作为传输介质,必须严格按照电气安装准则,将强电与弱电信号隔离,避免干扰以及防止由于浪涌电压将通信芯片或数据总线击坏。在广场,车站等空旷的环境,更应该作好外部防雷措施。在高温地区,需要注意产品的散热、通风;在高寒地区,需要注意产品的加热问题。通常智能球使用步进电机驱动,步进电机具有定位精确,易于控制的特点。电机是智能球运动的核心,温度过高可能引起工作不正常,温度过低,容易使电机冻结,启动不正常。另外室内安装,必须注意安装位置,安装高度,避免出现监视盲点 。线路检测完毕以后,在安装智能球之前,如果有条件,建议先在总控室对球机进行操作检验,确保球机性能的完好。这样操作,可以避免因为由于球机原因,而导致安装过程的往复,可以减少安装过程中投入的人力、物力以及提高安全性。

智能球机人性化的安装设计,使安装更简洁、安全、可靠。不同厂家的产品安装方式各有其自身特点,必须参照《安装说明》,按步骤操作。否则,可能产生意外的情况,导致系统紊乱。比如,球机地址必须是唯一,安装时根据需要选择拨码。在任何485总线通信系统中,尤其是负载较多的情况下,为了增加RS485总线带负载的能力,减少信号干扰,通常需要在最远端的总线设备接入与总线阻抗相匹配的端接电阻,而智能球设计过程中通常为用户考虑到了,如果用户没有仔细阅读《安装说明》,可能会导致系统出现故障。

结语
随着智能球专用芯片功能集成度的迅速提高,智能球越来越向小型化、多功能化方向发展。随着数字技术、图像压缩技术的不断完善,智能球将不再局限于模拟监控领域。处理信息更为宽广,可使产品更加人性化,将被越来越多地运用于音频、数字图像处理领域,可完成进行人体识别,动态检测、移动侦测、语音识别等复杂而重要的任务。借助网络信息业的长足发展,可实现网络远程监控,实时监控范围更宽广,实现真正意义上的实时监控。

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