高速球是一种智能化摄像机前端,全名叫高速智能化
球型摄像机,或者一体化高速球智能球,或者简称
快球,简称高速球。高速球是
监控系统最复杂和综合表现效果最好的摄像机前端。
产品介绍
高速球摄像机的种种特性使之适用于各行各业大面积、活动目标的监视。如
智能大厦监控、银行保安、城市道路监控、电力部门、机场、车站监控等。 高速球摄像机通过
RS-485控制总线。支持P型和D型协议以及AD曼码协议,可通过DIP拨码开关选择。连接RS-485控制设备,如
快球键盘、
硬盘录像机等。 高速球摄像机提供开放的通讯协议,可支持多种流行的系统平台。在与其他系统匹配时,各系统连接和使用方法不尽相同。高速球一般都具有激光器保护技术。
结构原理
高速球是一种
集成度相当高的产品,集成了云台系统、通讯系统、和摄像机系统,云台系统是指电机带动的旋转部分,通讯系统是指对电机的控制以及对图象和信号的处理部分,摄像机系统是指采用的一体机机心。而几大系统之间,起着横向的连接的是一块主控核心cpu和电源部分。电源部分通过与各大系统之间供电,很多地方是采用的二极管、
三极管等微电流供电,而核心
cpu是实现所有功能正常运行的基础。
高速球的原理实际上大致就是以上所说的,而具体来说,高速球采用“精密微分
步进电机”实现高速球的快速、准确的定位、旋转。所有这一切都是通过cpu发给的指令来实现的。然后将摄像机的图象、摄像机的功能写进高速球的cpu,实现在控制云台的时候,将图象传输出来,并且能将摄像机的很多功能,例如白平衡、快门、
光圈、
变焦、对焦等功能同时实现控制。
构造
一般高速球都分为球心部分、外壳部分及配件部分。任何厂家的高速球,都有一个用机架把包一体机机心、控制解码主板和电机云台系统的统一起来的球心部分,然后球心部分跟外壳用螺丝或者别的方式连接起来,球心是核心部分,外壳一般有多种外观,比如
派尔高外观、
松下外观、和自己设计的外观。外壳一般都是采用铝合金,也有塑料的,铝合金的一般又分为铸造和冲压的两种外壳。铝合金的比塑料的好,冲压的比铸造的好。下外壳是透明罩部分,透明罩必须采用光学透明罩,才能保证通光率和图象无变形,同时还要考虑防老化、防破坏、防尘等问题。配件部分一般包括
支架部分,加热器部分,扇热部分。支架包括壁装支架、吊杆支架、表面贴装吸顶、嵌入式吸顶不需要支架,一般室外球都装有扇热的装置,而加热装置只有在
严寒地区才选装,室内球原则上没有扇热和加热部分。配件还包括电源,一般用的都是24伏2到3安电流的变压器供电。
硬件
高速球有几个主要的硬件部件,首先是电机,然后是
滑环,然后是电源部分和控制主板。传动的皮带也很重要。
通讯问题
高速球的通讯问题还有就是涉及到通讯协议和通讯方式的问题,通讯协议是指高速球跟
主机系统相通讯时候,选择的通讯协议,比如
pelco、曼码、
松下、菲利普协议等。通讯方式是指这些通讯协议采用什么方式来进行通讯,比如485通讯方式、232通讯方式、422通讯方式、同轴视控通讯方式,一般来讲,高速球都采用485通讯方式,而通讯协议各个不同厂家不同。
分类
根据外径的尺寸可以分为:9寸球(已淘汰)、7寸球、6寸球、5寸球、4寸3寸迷你球
成像光源不一样可分为:
红外高速球 激光高速球 点阵高速球 高速球
根据安装方式的不同可以分为:壁挂式、吊顶式、室内吸顶式安装
根据使用环境的不同可以分为:室内、室外
根据监控方式的不同可以分为:普通球机和智能跟踪球机
根据球内的一体机光学变倍不同可以分为:10倍 18倍 27倍 36倍
根据传输方式不同可分为:模拟高速球
网络高速球 数字高清高速球
功能
1.目标跟踪
用户可以使用控制键盘上的摇杆控制高速球的上下左右转动,用来追踪移动目标或转移视界,另外可以通过调整焦距来改变视角的大小或目标图像的大小。在缺省的
自动聚焦、
自动光圈的状态下,随着高速球的转动,镜头会自动根据景物的变化做出迅速调节,即刻得到清晰的图像。
2.焦距/转速自动调整技术
手动调节时,对焦距较长的情况,球机高速的反应使得轻微触动摇杆可能使画面迅速移动,从而造成画面丢失。基于
人性化设计,高速球根据焦距的远近自动调整云台水平和垂直转速,使手动跟踪目标操作更为简便易行。
3.自动翻转
在操作摇杆跟踪监视的过程中,如果操作者将镜头拉到底部(垂直)后仍压住摇杆,镜头将自动水平旋转180°,可直接观看到并跟踪监视背面的情景,从而实现纵向180º 的全程连续监视。
预置位功能是高速球将当前状态下的水平角度、倾斜角度和摄像机
镜头焦距等参数通过预置位编号储存,需要时可以迅速调用这些参数,并将云台和摄像头调整至该位置。本智能球能支持128个预置位。
5.巡航功能
巡航功能是高速球内置的功能,通过预先编程,将预置位按需要的顺序编排到巡航队列中。在需要巡航时调用巡航组号,使高速球自动地按设定的
预置位顺序以规定的时间间隔往返不停地运动。
6.左右扫描
本球机支持左右扫描功能,操作者可以任意设置左限位和右限位,设置好后用户可以随时调用左右扫描功能,高速球会按照用户选定的速度水平自动往返扫描。
7.报警功能
用户可以将需要重点监控的地方设为报警点,通过外接的感应器联动,如果有报警信号传到球机,高速球会迅速地将摄像机转向报警点,同时会通过报警输出端输出报警信号。
8.看守位功能
高速球自带一个看守位,用户可根据实际情况把需要重点保护的区域设置为看守位,当球机五分钟无人操作时,球机将自动转动到看守位实施监控。
9.镜头控制
用户可以通过控制键盘调整焦距的远近,得到所需的全景画面,或是近景视图。
功能特点
高速球有几个最基本的功能:
1、 高速功能:要求
预置位速度强调快,基本达到250度/秒以上;第二手控速度强调平稳,控制灵敏灵活,不能过快,不能生硬,支持变速。
2、 预置位功能:必须带有64个以上的预置位,同时要求预置位必须准确,断电后也能记忆该预置位。
3、 巡航扫描:必须可以设置高速球能在各个预置位之间巡航扫描功能。
高速球还有有些高级功能:
1、 轨迹记忆功能:要求高速球能记忆多条任意的轨迹路线,同时能将轨迹路线通过设置进行调用。
2、 菜单显示功能:能够显示一个完善的操作菜单,通过菜单进行对运行速度、
预置位停留时间、运行模式等的修改,通过菜单能进行摄像机参数的修改,以及编程,
自动跟踪、隐私遮蔽等功能。
3、 自带报警输入输出:在高速球上加一个报警输入输出模块。
4、
网络高速球,光纤高速球:在高速球里再集成网络
视频服务器模块或者
光端机模块。
对比
1、 中速球分两种,一种是精密微分
步进电机的中速球,一种是带减速比的步进电机的中速球,第一种相当于一种简化的高速球,而第二种纯粹在原理上差异比较大,第二种的电机微分是通过减速比电机的电机本身实现的,而高速球是通过控制芯片里的程序实现的。因此第二种的中速球会在
预置位精确度上和运行速度上远远逊于高速球。第一种中速球,一般是采用的普通单片机进行控制的高速球,功能简化,开发平台较低,采用的元器件也比较低档,比如在电源处理、核心芯片的选择、通讯部分等都是比较节省的方案,在稳定性、功能性、抗干扰、使用寿命等方面逊于高速球。
2、
匀速球:匀速球一般分为两种,一种是
球型云台内置解码板,而且该解码板也许带有
预置位功能,不能旋转360度。这种匀速球实际是球型云台的的外置解码器变成内置一块解码板。另一种匀速球就是采用的上述中速球中的带
减速比的
步进电机作为云台部分的匀速球,一般可以再加一个
导电滑环可以实现360度连续旋转,这种匀速球因为电机本身的扭矩和参数限制,速度提不高、预置位不准,但是技术简单,不需要多少软件支持。
3、 球型云台:球型云台采用的电机完全跟高速球不一样,采用的是直流电机,不需要程序,通过对电流的控制进行对电机的控制,即“通电即转”的原理。直流电机制造简单、使用面广、成本低,但是寿命短、扭矩小(导致速度慢)、不容易控制(导致不平稳,不能精确定位)。球型云台一般需要配置
解码器,而解码器的原理一般采用一组
继电器对电流脉冲进行控制,然后实现对
直流电机的云台进行控制,这种继电器相对简单、成本低、用量广、但是控制电流远远不如芯片指令的控制,属于一种很落后和简单的技术。
4、 以上是从原理上讲差别,在具体上,球型云台和采用减速比的
步进电机的中速球,一般是装一体机整机,不涉及到摄像机与
球机的通讯问题,而高速球采用的是摄像机机心,必须将摄像机的端口协议及功能写入到高速球里,所以在选择高速球时,一般配置的一体机是不能让客户自己安装的。
常见问题
1、 首先询问客户的工程情况,根据工程情况给他选择合理的高速球:询问工程使用场合,一般大型项目、机场、海关、交警、博物馆等采用的都是高档的高速球,同时内置的一体机都采用的是最好的一体机。然后一般工厂、学校、医院、大楼等采用的都是中档或者中档以下的高速球,而超市或者小区采用的都是比较廉价的高速球或者低速球。
2、 询问安装位置的监控范围,不同的安装位置选择内置的摄像机机心不一样,安装方式也不一样。一般室内的高速球采用纯彩色的一体机,
变焦范围小一些,起始焦距小一些的,特别是具有
广角镜头的一体机,比如采用16倍LG,18倍sony的,22倍日立的,22倍世林的等。室内球一般根据客户现场情况,采用室内壁装悬挂,吊杆悬挂、室内表面吸顶,嵌入式吸顶等方式。室外的高速球一般采用彩色低
照度或者彩转黑的一体机,而且一般要采用质量更好的一体机,比如采用LG22倍、27倍,世林22倍,sony18倍,sony26倍,日立23倍等彩转黑一体机机芯。根据客户的情况,选择价位不同的一体机机芯。
3、 客户购买的时候,要注意考虑主机的配套问题,询问主机的控制协议,如果不匹配要准备
协议转换器。
4、 高速球最容易出现的损坏问题:客户的接线不当、防水没处理好导致进水,雷击烧坏,球机本身的问题。
5、 高速球的使用场合:路口人流量比较集中的地方,跟踪活动目标的地方,目标区域需要变焦放大的地方,需要联动报警录像的地方。
6 、 高速球的安装环境,是否有灯光,是否24小时连续监控,有灯光是否强烈,周围温度也是一个重要的因素,在北方的一些地区中,由于昼夜温差过大,容易在球罩内部形成水珠的凝结。
典型应用
高速球一个重要应用就是高速公路、城市路口
监控,主要是对道路中和路口上的行人及车辆情况进行监视和记录,对发生的治安案件和其他事故快速做出反映,还可以对特殊的行人和车辆进行跟踪定位,以及事后调查取证等工作。
高速球摄像机的另一个应用就是在高速公路收费站的广场,主要是对整个收费站广场全面场景的监视和记录,可以及时了解到整个收费站发生的事件,方便管理人员快速反映,并且对重要人和物跟踪定位。
一般情况下对高速球的操作和控制要通过控制键盘,
硬盘录像机(
DVR),
网络视频服务器以及矩阵和一些电脑软件来实现。
机芯参数
1.视频输出:
复合视频信号1.0Vp-p(75欧,
BNC)3.
信噪比:50 dB (AGC OFF,Weight ON)
3.
最低照度:彩色0.7Lux/F1.8(50 IRE),黑白0.02Lux/F1.8(50 IRE)
4.白平衡: 自动追踪白平衡,
自动白平衡控制,手动
6.扫描系统: PAL 2:1隔行;NTSC 2:1隔行
7.摄像元件: 1/4英寸Interline Transfer CCD
8.有效像素: 752(H) x 582(V);768(H) x 494(V)
9.扫描频率:H: 15.625 KHz/V :50.00 Hz; H:15.734 KHz/V:59.94 Hz
10.分辨率:500TV线彩色,570TV线黑白
总结
随着社会对城市治安监控和交通监控的重视,鉴于高速球有其他摄像机不可具备的优势,在今后这种摄像机必将会有大量的应用。尽管高速球的成本相对较高,但是随着技术的发展,以及上游厂商元器件成本的下降,高速球的成本一定会有所降低,产品会有大面积的普及应用。