4 ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ

4.1 ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ КАМЕРЫ И ОБЪЕКТИВЫ

4.1.1 Количество телевизионных камер

При определении количества ТК необходимо иметь ввиду следующее:

1) недостаточное количество ТК приводит к наличию на охраняемом объекте не просматриваемых зон, в которых может перемещаться нарушитель, оставаясь незамеченным, либо могут находиться материальные ценности;

2) чрезмерное количество ТК приводит к:

— возможности многократного повторения большого количества ракурсов из одной зоны видеоконтроля, что может помешать оператору правильно оценить ситуацию;

— неоправданному росту стоимости оборудования (камеры, объективы, кожухи, кабели, разъемы и др.);

— усложнению коммутационной аппаратуры;

— уменьшению времени наблюдения каждой камеры или уменьшению размеров изображения на экране монитора (при отображении мультикартины).

В итоге, вместо ожидаемого увеличения информативности, происходит ее уменьшение.

4.1.2 Поле зрения объектива

Выбор каждой конкретной ТК начинают с расчета необходимого поля зрения объектива по горизонтали (V) и вертикали (Н), а также расстояния до объекта контроля (D). По этим данным углы зрения необходимого объектива по горизонтали (aг) и вертикали (aв) определяют по формулам:

(1)

где V, H — поле зрения объектива по горизонтали и вертикали, м;

D — расстояние до объекта контроля, м.

Затем определяют фокусное расстояние объектива (f):

 (2)

где V и Н — размер ПЗС-матрицы по горизонтали и вертикали, мм (см. таблицу 1);

f1, f2 — фокусные расстояния объектива, мм.

Из значений f1 и f2 выбирают меньшее для охвата всего необходимого поля зрения. Затем выбирают стандартный объектив с ближайшим меньшим фокусным расстоянием, который обеспечивает несколько большее поле зрения.

Таблица 1 — Значения ширины и высоты матрицы для разных форматов

Далее определяют минимальную деталь объекта контроля, которая может различаться с помощью выбранных камеры и объектива:

(3)

где R — разрешение ТК, ТВЛ;

D — расстояние до объекта контроля, м;

SН, SV — размеры МРД по горизонтали и вертикали, мм.

После этого рассчитанное значение размера МРД по горизонтали сравнивают с показателями, приведенными в таблице 2.

Таблица 2 — Размер МРД в зависимости от целевой задачи видеоконтроля

Примечание — Размер МРД по вертикали определяется стандартом строчной развертки (625 строк) и практически всегда меньше размера МРД по горизонтали.

Для выбранной ТК с объективом определяют целевую задачу видеоконтроля и сравнивают с задачей, определенной для данной СОТ. Если для выполнения поставленной целевой задачи видеоконтроля требуется лучшее распознавание объекта контроля, чем могут обеспечить выбранный объектив и камера, то:

— выбирают объектив с большим фокусным расстоянием. При этом уменьшается поле зрения ТК и, чтобы не оставить без внимания всю зону видеоконтроля, ставят несколько ТК;

— выбирают ТК большого расширения;

— выбирают вариообъектив, у которого наименьшее фокусное расстояние определяется необходимым полем зрения ТК, а наибольшее — необходимостью выполнения целевой задачи.

Для решения задачи обнаружения рекомендуется использовать камеры обычного, а для решения задачи идентификации — высокого разрешения. В любом случае отношение сигнал/шум ТК не должно быть менее 40 дБ, а коэффициент модуляции выходного видеосигнала при максимальном разрешении — не менее 15 процентов.

4.1.3 Чувствительность телевизионной камеры

При определении необходимой чувствительности ТК во внимание должно приниматься следующее:

— тип источника освещения (спектральная характеристика);

— освещенность сцены;

— коэффициент отражения объекта контроля;

— коэффициент пропускания объектива.

Последовательность определения чувствительности следующая:

1) с помощью люксметра, который имеет спектральную характеристику, соответствующую характеристике зрения человека, измеряют освещенность сцены;

2) определяют значение коэффициента отражения реального объекта контроля (по таблице 3).

Таблица 3 — Коэффициент отражения объекта контроля

3) по технической документации определяют светосилу объектива для определения необходимого коэффициента прохождения (таблица 4).

4) рассчитывают минимальную освещенность на датчике изображения (Esensor), которая может быть получена в зоне контроля камеры по формуле

Esensor=Escene х R х T / (4 х F2),

(4)

где Esensor — освещенность на датчике изображения, лк;

Escene — освещенность сцены, лк;

R — коэффициент отражения объекта контроля;

F — светосила объектива;

Т — коэффициент передачи объектива.

Полученный результат Еsensor должен быть выше чувствительности, указанной в паспорте на ТК для данного типа источника освещения.

Таблица 4 — Светосила объектива и коэффициент прохождения

4.1.4 Синхронизация по сети питания

Синхронность работы всех ТК обеспечивает четкое (без срывов синхронизации видеомонитора) переключение камер. Это особенно важно при проведении записи на видеомагнитофон, так как время захвата синхронизации у него достаточно велико.

Наиболее простым и удобным способом синхронизации ТК является синхронизация по сети питания. Этот способ предпочтителен еще и по другой причине. При освещении помещения лампами дневного света, освещенность в помещении колеблется с частотой 100 Гц, а информация с ПЗС-матрицы снимается с частотой 50 Гц. Но частота сети питания (ламп дневного света) может отличаться от 50 (± 1) Гц. В результате соседние полукадры снимаются в моменты разной освещенности помещения и, следовательно, яркость изображения на экране монитора будет «плавать». Для устранения данного эффекта следует снимать информацию с ПЗС-матрицы гарантированно в один и тот же момент времени. Это можно сделать только путем синхронизации ТК с частотой питающей сети.

На предприятиях-изготовителях ТК настраивают на синхронизацию по переходу питающего напряжения через ноль. Однако при питании ТК от разных фаз трехфазной сети требуется проводить регулировку фазы синхронизации. Поэтому при выборе ТК необходимо соблюдать условие, чтобы в ней была предусмотрена возможность плавной (или ступенчатой) подстройки задержки фазы синхронизации.

Наиболее простой способ настройки синхронизации ТК состоит в следующем:

1) одну из камер принимают за образцовую, а вторую — за регулируемую;

2) обе камеры подключают на один монитор — на два видеовхода или на один видеовход с помощью Т-соединителя;

3) с помощью регулировки монитора «Стабильность по горизонтали» добиваются однородного изображения;

4) с помощью регулировки монитора «Стабильность по вертикали» выводят на экран две черные полосы (импульсы вертикальной синхронизации);

5) регулировкой фазы синхронизации ТК совмещают указанные две полосы.

В моделях ТК, которые питаются постоянным напряжением, стандартной является внутренняя синхронизация по кварцевому генератору.

4.1.5 Установка телевизионной камеры

При установке ТК следует руководствоваться следующими принципами:

— камеру следует располагать на местности так, чтобы избежать возможных прямых засветок объектива яркими источниками света (солнце, фары машин и др.);

— размешать ТК так, чтобы размеры «мертвой» зоны были минимальными (рисунок 2).

Рисунок 2 — «Мертвая» зона ТК (вид сбоку)

Размер «мертвой» зоны определяют по формуле

(5)

где L1 — расстояние от стены до объектива ТК, м;

Н — высота установки ТК, м;

aV — угол зрения объектива ТК по вертикали;

b — угол между вертикальной осью и осью ТК (угол наклона ТК).

Указанные расчеты проводят для каждой выбранной зоны видеоконтроля и затем рассчитывают общее число камер в СОТ. 

Далее >>>