探秘高速球監控的特點和實際應用原理

　　隨著安防行業高速的發展，以及監控產品的日益科技化、智能化，越來越多的用戶開始在監視系統中使用高速球型攝像機。

　　高速球監控的特點

　　高速球是一種集成產品，集成了云臺系統、通訊系統、和攝像機系統，云臺系統是指電機帶動的旋轉部分，通訊系統是指對電機的控制以及對圖象和信號的處理部分，攝像機系統是指采用的一體機機心。高速球采用“精密微分步進電機”實現高速球的快速、準確的定位、旋轉。然后將攝像機的圖象、攝像機的功能寫進高速球的cpu，實現在控制云臺的時候，將圖象傳輸出來，并且能將攝像機的很多功能，例如白平衡、快門、光圈、變焦、對焦等功能同時實現控制。

　　高速球分為球心部分、外殼部分及配件部分。內部都有一個用機架把一體機機心、控制解碼主板和電機云臺系統的統一起來的球心部分，然后球心部分跟外殼用螺絲或者別的方式連接起來，球心是核心部分，外殼一般有多種外觀，配件部分一般包括支架部分，加熱器部分，扇熱部分。支架包括壁裝支架、吊桿支架、表面貼裝吸頂、嵌入式吸頂不需要支架，一般室外球都裝有扇熱的裝置，而加熱裝置只有在嚴寒地區才選裝，室內球原則上沒有扇熱和加熱部分。配件還包括電源，一般用的都是24伏2到3安電流的變壓器供電。硬件部件，首先是電機，然后是滑環，然后是電源部分和控制主板。

　　高速球的通訊協議是指高速球跟主機系統相通訊時候，選擇的通訊協議，比如pelco、曼碼、松下、菲利普協議等。通訊方式是指這些通訊協議采用什么方式來進行通訊，比如485通訊方式、232通訊方式、422通訊方式、同軸視控通訊方式，一般來講，高速球都采用485通訊方式，而通訊協議各個不同廠家不同。

　　城市道路監控高速球應用

　　· 監控范圍廣，無盲點

　　道路監控要求監控范圍廣，在人口密度大的交通道路路口要求360度監控，全方位、無盲點，圖像清晰，可以作為取證依據。高速球設備中具有導電滑環，可以360度連續高速旋轉，配有自動聚焦的高倍數的一體化攝像機，一般光學變倍為18倍、22倍等，在要求高的重要交通路口可選用26倍、35倍的一體化攝像機，這樣可以完全滿足監控的全方位需求。

　　· 精準定位，快速跟蹤

　　道路監控中必須處理違章、交通事故、治安案件等異常情況，要求前端攝像機快速精準的定位和跟蹤快速移動的目標。高速球內置一體化攝像機的自動聚焦可以迅速聚焦定位，更關鍵的是，高速球一般內置高解細分的步進電機，最大旋轉速度用預置位速度衡量，一般高速球都可以做到每秒鐘旋轉300度以上，基本上每秒鐘可以旋轉一圈保證足夠快速。自動翻轉是指在攝像機在垂直向下時可以做到180度自動翻轉，這樣保障攝像機可以連續跟蹤監控目標。手動速度是指交管部門在中央控制室操作鍵盤等后端控制設備時的手動操作速度，一般分為手動最低速度和手動最高速度，手動最低速度可以保證在變倍放大時圖像的平穩性，手動最高速度可以手動快速跟蹤監控目標如可疑人物、肇事車輛等。

　　· 重要目標方向定點監控

　　道路監控中要求對定點目標進行監控，比如對道路的主要車流方向定點監控，對路口指揮交通的民警進行監控，對路口重要目標政府機關門口進行監控等。實現重要定點目標進行三維坐標的定位需要使用高速球的預置位功能，現在很多高速球都具有128個預置位，完全滿足一個交通路口各種重要定點目標的數量要求。一個路口需要監控多個定點目標時，可以使用高速球的自動巡航功能，即將多個預置點編輯成為一條巡航路線，每一個監控點停留時間可以設置。另外，目前高速球可以做到將預置位和巡航進行中文字符的編輯定義，在調用預置位和巡航路線時顯示該位置的中文信息名稱和巡航路線名稱，極大地方便了交管部門的使用。

　　· 范圍監控

　　道路監控中，要求對一定范圍內的目標進行監控，如廣場、政府機關周界、重要道路路段等。高速球的自動掃描功能，可以設定監控區域的左右邊界，掃描速度，與自動巡航監控重“定點”輕“過程”正相反，自動掃描重“過程”而輕“定點”。同樣目前功能較好的高速球還開發了花樣線掃功能，即突破自動線掃兩點間直線掃描，例如適合廣場的“波浪式”大范圍掃描，適合高空向下的“削蘋果式”大范圍掃描，這樣高速球既可以保證高清晰的圖像和監控效果，又可以進行較大范圍的監控。

　　· 定制型監控

　　道路監控中還有更多的人性化要求，每個路口的情況不同，不同時間監控需求不同，一種監控動作無法滿足，而是需要各種監控動作組合起來形成“定制型”的需求。高速球具有巡跡自學習功能(路徑學習)，可以根據現場情況用手動控制攝像機控制一遍監控路線，由高速球智能“記錄”下來，然后按照記錄下來的路徑監控。巡跡自學習功能還可以和高速球的初始位狀態結合，設置不同時間自動啟動不同的智能監控路徑。

　　高速球的發展方向

　　1、操作與功能

　　(1)速度：

　　這是高速球區別于勻速球或其它一體化球類產品的一個非常明顯的特性。擁有更高的轉速，可以大大縮短高速球在突發情況下的時間差，以便監控人員及時了解監控區域內的異常情況，同時，監控設備可以記錄更多的有效信息。這一點，在高速球與報警聯動系統中的體現尤為明顯。目前高速球的水平轉速至少也大于100度/s，高的已經達到400度/s。而勻速球或其它一體化球類產品的水平轉速多為幾度/s，或十幾度/s。

　　(2)精確度：

　　這也是高速球一個最為基本的特性指標，與高速球的預置位功能緊密相連。目前市場上，精度高的產品，其重復定位精確度可達到+/-0.1度左右，精確度低的產品，其重復定位精度可達到+/-2度左右。對于大多數的用戶來說，+/-0.1度與+/-2度的差異似乎并不大。但是，如果考慮到是采用高速一體化攝像機來獲取視頻圖像，而一體化攝像機有著少則十幾倍，多則二十幾倍甚至三十多倍的光學變焦范圍，在實際使用過程中，當把一體化攝像機的光學變焦拉到極限時，在屏幕上的+/-0.1度的誤差就比較明顯，更無需說+/-2度了。

　　很可能用戶最初所設置預置位的圖像已經無法在屏幕上找到了。但是如果這種現象發生在緊急情況下，可以想象會帶來什么樣的后果。但是，需要指出的是，高速球的運行速度與重復定位精度，在設計時，存在著一定的矛盾關系，所以需要在速度與精度之間尋求一個平衡點來滿足實際的需要，這是大多數高速球廠家采取的解決辦法。

　　(3)功能方面：

　　最初的高速球功能十分簡單，只有預置位設置與調用的幾個少數功能，而且，高速球之外的其它一體化球類產品大多只解決了整機集成和旋轉等基本問題。但是，目前市場上的高速球產品所擁有的功能已經非常強大了，除了基本的預置位設置功能外，如：報警聯動、OSD菜單、巡航掃描、花樣掃描、兩點掃描、看守位、方位顯示等功能等。這給用戶有了更多的選擇，大大減少了監控人員的工作強度與工作量，使監控范圍更加全面，監控效率更高，應對突發事件反應更快，有效地達到了監控的目的。

　　2、傳輸方式

　　傳輸是針對高速球的視頻信號與控制信號的傳輸，傳統高速球的視頻信號是采用同軸視頻線來傳輸，控制信號用專用信號線來傳輸，隨著相關技術的不斷完善，也出現了同軸視控傳輸、網絡傳輸、光傳輸和無線傳輸的高速球。

　　(1)同軸視控傳輸：

　　就是利用同軸視頻線傳輸視頻信號的同時，把控制信號經過相應處理，通過同軸視頻線來傳輸，由于在施工中不需要單獨布置信號傳輸線，這樣就大大減少了工程量，相應降低了工程成本。只是由于同軸視頻線的損耗，要實現遠程傳輸則需增加大量的設備投入，實際傳輸的質量也并不理想;

　　(2)網絡傳輸：

　　集成了網絡傳輸功能模塊的高速球被稱為網絡高速球，是利用網線，以及互聯網來傳輸視頻和控制信號，這種傳輸方式對施工是相當有利的。由于可以利用互聯網來傳輸，則可以實現真正意義上的遠程監控，只要可以上網，監控就可以在任何時間任何地點下進行。

　　目前制約這一技術發展的瓶頸是國內網絡的帶寬不足，以及網絡的不穩定。但從技術的發展來看，這一類產品的市場非常廣闊，隨著相關配套的完善，它將成為一個不可避免的發展方向。

　　(3)光傳輸：

　　就是在高速球內部集成了光傳輸的光端機模塊，利用光纖來傳輸視頻和控制信號，由于光纖傳輸，具有信號傳輸量大，損耗低等特點，因此即使遠距離傳輸信號，在后端的監控人員也可以看到優異的監控圖像，這對提高監控質量是非常有益的;

　　(4)無線傳輸：

　　顧名思義，所謂無線傳輸，就是高速球的視頻信號與控制信號均是采用無線的方式進行傳輸，這種傳輸方式，通常用于特殊情況下的監控，可以用于監控范圍大、監控點分散、監控范圍不確定和監控場所難于施工等場所。

　　無線監控最大的特點就是幾乎無布線的工程，只要解決電源的問題即可。但它也有設備造價高、調試困難、受環境影響大等諸多不利因素，因此難以廣泛應用。