Главная › Срок годности › Управление камерами видеонаблюдения. PTZ камеры видеонаблюдения — управление, характеристики и особенности

Управление камерами видеонаблюдения. PTZ камеры видеонаблюдения — управление, характеристики и особенности

Системы видеонаблюдения занимают все больше и больше места в нашей жизни, и совершенно естественно наблюдать видеоглазок, домофон, GSM сигнализацию, IP-камеру используемую с легкостью обыкновенной бытовой техники. Постояно появляются новые системы видеонаблюдения от таких известных производителей и торговых марок, как Axis, Computar, Ganz, Hikvision, Ildvr, Vision Hi-Tech, Sunell, Avtech, которые выпускают полный спектр оборудования от видеокамер до видеорегистраторов и плат видеозахвата. Они постоянно пополняют модельный ряд, улучшают технические характеристики и просто внешний вид устройств видеонаблюдения. Комплексные системы безопасности включающие в себя контроль доступа, охранную сигнализацию и пожарные системы, постоянно развиваются и совершенствуются, становятся еще доступнее и дешевле, установка видеонаблюдения и других систем безопасности становится обязательной составляющей многих проектов. Один из основных элементов CCTV- камера видеонаблюдения, купить которую очень легко и просто в нашем магазине, который имеет отличный фильтр, что поможет вам подобрать видеокамеру по техническим характеристикам, или выбрать любой другой элемент, как-то: витая пара или кожух для камеры, блок питания или объектив. Наша служба доставки отлично работает, поэтому сейчас очень просто купить видеокамеру в Киеве, Донецк, Днепропетровск, Одесса и других городах Украины. Мы уверены, что у нас есть та видеокамера, купить которую вам необходимо, а также новая ступень эволюции аналоговых камер – IP камера. Да, цена на сетевую камеру в среднем дороже, чем аналоговая камера, но сетевое видео открывает совершенно новые возможности по построению систем видеонаблюдения. Нельзя не упомянуть об отличном качестве и разрешении сетевого видео, стоимость которого полностью оправдала себя. И обязательно стоит отметить, что системы видеонаблюдения, цены на которые совсем разные, и любой другой товар нашего магазина доступен почти в любом городе Украины. Любая, дорогая или дешёвая видеокамера может быть доставлена в ваш город, и гарантировано будет высокого качества. Вы всегда можете купить видеонаблюдение недорого с помощью телефонного звонка или заказа в электронном виде. В последнее время в связи с возросшими возможностями сотовых сетей, очень активно развивается безпроводное видеонаблюдение, цена на которое значительно снизилась. Продолжая тему огромной широты асортимента нашого магазина, который продает платы видеозахвата, видеорегистраторы, аналоговые камеры, IP-камеры в Киеве, Украине, недорогие цены на которые порадуют ваше изумительное, но так понятное нам чувство экономии, мы предлагаем очень много моделей видеокамер, да и не только камер, по сниженным ценам, совсем недорого, а кое-что почти даром. У нас можно купить внутренние и наружные видеокамеры, влагозащищенные и морозоустойчивые, маленькие и большие, объективы и блоки питания, кабель и камеры с ИК подсветкой, видеорегистратор DVR или плату видеозахвата. Скрытое видеонаблюдение, правовой аспект которого можно прочитать в нашей статье, НЕ входит в сферу наших интересов. Мы подскажем правильное решение при построении системы видеонаблюдения в офисе, квартире, загородном доме, свяжем его с охранной GSM сигнализацией, подскажем решение для беспроводного видео или интернет трансляции. Ведь наши камеры CCTV могут быть установлены в любое помещение, улицу, подъезд, где за разумные деньги принесут контроль, и как следствие безопасность и спокойствие.

По статистике портала IPVM - поворотные камеры () используются в проектах все реже и реже. Еще 10 лет назад таких камер в системах было до 40%, теперь же этот показатель не дотягивает и до 10%. По нашей статистике, на каждые 100 реализованных камер приходится всего 2-3 «поворотки». Их могло бы быть больше, но после того, как мы задаем Заказчику пару простых вопросов, он нередко отказывается от идеи с PTZ камерами.

Заказчик сам просит поворотную камеру (PTZ камеру) как правило, насмотревшись боевиков, детективов и прочих голливудских (и не только) творений. Крутой коп просматривает запись вчерашнего ограбления, командует оператору «поверни, приблизь, улучши изображение, распечатай это лицо и разошли всем нашим». И как он, спрашивается, может повернуть и приблизить то, что было снято вчера?

Когда лучше подумать об альтернативе?

Наша компания, как и все на рынке, имеет свою нишу. Мы работаем с «коммерческим сегментом», в основном с малым и средним бизнесом. Среди наших клиентов много офисов, магазинов, складов, частных домов и дач и т.д. В большинстве случаев на таких объектах нет оператора системы видеонаблюдения, отслеживающего происходящее в реальном времени. Основная задача в таких системах - увидеть, что произошло «вчера», т.е. к видеоархиву обращаются по факту уже случившегося негативного события.

В отсутствие оператора (а то и пары операторов, работающих посменно), камера смотрит туда, куда она смотрела, когда к ней последний раз обращался оператор. Происходящее в это время в другой части помещения совершенно не контролируется.

Можно включить поворотную камеру в режиме непрерывного патрулирования, когда она по очереди обходит заданные точки. Но, по закону подлости, именно в тот самый момент происшествия, камера будет смотреть в другую сторону. Частично эту проблему решает использование специального ПО, позволяющего работать PTZ камере в связке с одной или несколькими обзорными, поворачиваясь на движение, обнаруженное обзорной камерой. О таком решении мы расскажем ниже.

Альтернативное решение, которое мы, как правило, и рекомендуем - установить несколько фиксированных камер высокого разрешения, покрыв все помещение постоянной зоной обзора с приличным уровнем детализации. Собственно, частое применение PTZ камер в прошлом связанно именно с тем фактом, что для получения полного покрытия с хорошей детализацией нужно было установить множество (иногда - десятки) аналоговых фиксированных камер.

С появлением и удешевлением ip-камер высокого разрешения задача сильно упростилась. Например, 3 камеры с разрешением в 3 мегапикселя и углом обзора около 30 градусов (каждая) обеспечат увереннуюидентификацию лица человека при горизонтальном линейном разрешении 300 пикселей/метр (ширина лица человека ~55 пикселей) на расстоянии до 15 метров, покрыв помещение более 200м.кв площадью. Безусловно, PTZ-камера может обеспечить туже детализацию с куда большего расстояния, но… об ограничениях мы уже написали выше.

Итак, если у вас нет оператора, постоянно следящего за происходящим через монитор системы видеонаблюдения, целесообразность использования PTZ камер - под вопросом.

Когда без PTZ не обойтись?

Иногда, даже если оператора за пультом нет, поворотные камеры остаются незаменимыми.

Случай первый. Иногда система видеонаблюдения используется не для обеспечения безопасности, разбора ЧП и т.д., а для организации «эффекта присутствия». Например, компания франчайзор (тот, кто передает свою франшизу множеству магазинов) желает иметь возможность видеть выкладку товаров, соблюдение фирменного стиля, отсутствие левого товара и т.д. Магазины разбросаны по всей России и посылать с проверками супервайзера в каждый из них весьма накладно. Выход - по условиям франшизы франчайзи (тот кто приобретает право использования марки) обязан установить в магазине PTZ камеру и предоставить к ней доступ «наверх».

Случай второй. Очень большая территория, сложности монтажа и т.д. Хорошая с мощным оптическим зумом способна «отработать» человека на удалении до 100м., т.е. покрыть более 30 тысяч квадратных метров, покрыть которые фиксированными камерами будет весьма проблематично и накладно. Но кто будет «крутить камерой» если у нас нет оператора?

Как мы уже упоминали выше, существуют решения, позволяющие автоматизировать этот процесс. Например, интеллектуальный модуль Trassir ActiveDomePlus, обеспечивающий автоматическое управление поворотными камерами без участия оператора для сопровождения целей.

Данный подход требует наличия в системе как минимум двух камер, одна из которых - фиксированная обзорная, другая - поворотной, имеющая объектив с трансфокатором. При обнаружении обзорной камерой движения, PTZ камера поворачивается в данном направлении и приближает движущийся объект. Могут применяться различные комбинации обзорных и поворотной камер в зависимости от специфики объекта. Количество обзорных видеокамер может быть неограниченным. По заверениям разработчиков, система видеонаблюдения, оборудованная комплектом из двух видеокамер (обзорной и PTZ), является эквивалентом видеокамеры с разрешением в 380 Мегапикселей с записью только движущихся объектов, что существенно экономит дисковое пространство. Однако существуют некоторые сложности при возникновении движения сразу в множестве зон обзора, поэтому данное решение может не подойти например, для мест массового скопления людей и скорее подойдет для территорий, где любой движущийся объект требует внимания (заводские территории, складские комплексы и т.д.).

Таким образом, если вы подумываете о внедрении поворотных камер, вспомните о таких важных пунктах:

несколько фиксированных камер высокого разрешения покроют тоже пространство, причем полностью и постоянно
стоить эти несколько камер будут соизмеримо стоимости одной PTZ
если у вас нет оператора, постоянно дежурящего за монитором, то кто будет управлять поворотными камерами?
автоматизация управления ptz камерами в значительной мере нивелирует недостатки, изложенные выше. И хотя такое ПО и стоит дополнительных денег, его применение оправданно в большинстве случаев

Остались вопросы? Нужно помочь определиться с выбором? Звоните или пишите нам, наши специалисты будут рады помочь!

Камеры типа PTZ представляют собой ответвленный сегмент компактных устройств видеонаблюдения. Разработчики данной аппаратуры подняли охранные миниатюрные камеры на новый уровень благодаря их наделению более эффективными системами автоматического, а в некоторых случаях и роботизированного интеллектуального управления. Частично подобные технологии использовались и в первых поколениях систем видеонаблюдения, но современные решения заметно отличаются по целому ряду параметров, что и подтверждает своим примером PTZ-камера. Что это значит на практике пользования? В первую очередь - это более широкие возможности контроля за настройками камеры, причем в удаленном режиме. Кроме этого, создатели PTZ-моделей уделяют внимание базовым характеристикам съемки, позволяя получать высокое качество изображения при сохранении скромных размеров самой камеры.

Общие сведения о PTZ-камерах

Это нестандартная камера, главным отличием которой является наличие встроенного электронно-механического привода. Причем сама матрица, обеспечивающая фиксацию видеопотока, вполне соответствует по характеристикам традиционным компактным камерам для видеонаблюдения. Особенности обуславливает именно привод с роботизированным принципом управления, который, к слову, может выступать отдельной частью - элементом комплектации. Впрочем, последние модели такого типа отличаются и внутренним устройством. Оптический трансфокатор, в частности, позволяет изменять угол обзора, который захватывает PTZ-камера. Что это такое с точки зрения потребителя? В сущности это означает переменное с оптическим уменьшением и увеличением целевого объекта. Сигналы для управления приводным механизмом и внутренними сенсорами могут поступать от пульта ДУ, а могут генерироваться контроллерами, которые взаимодействуют с компьютером. То есть посредством программного обеспечения пользователь может настроить полностью автоматическую работу камеры.

Основные характеристики камеры

Количество пикселей является основным показателем качества работы для всех видов таких камер. Простейшие версии обеспечиваются матрицами на 0,3 МП, а высокотехнологичные - модулями на 5 МП. Количество регистрируемых кадров за секунду обычно находится в диапазоне 6-30 ед. Конечно, в оценке качества изображения не обойтись и без разрешающей способности устройства PTZ - HD-камеры, к примеру, уверенно поддерживают формат 1920x1080. При этом остается актуальной и устаревающая матрица VGA на 640x480. В охранных комплексах нередко оправдывается и применение таких модулей. Но если вышеописанные характеристики полностью укладываются в набор качеств обычных камер видеонаблюдения, то в скорости поворота и увеличения фокуса PTZ имеет заметные преимущества. Так, оптическое увеличение может быть 36-кратным, а цифровое 18-кратным. Что касается скорости поворота, то в современных моделях она достигает 400 °/с. Также передовые модификации снабжаются технологией 3D-позиционирования.

Сферы применения аппаратуры PTZ

Специалисты выделяют две сферы, в которых наиболее выгодно раскрываются эксплуатационные возможности таких камер. Это охранные системы обеспечения безопасности и видеосвязь в конференц-залах. В обоих случаях пользователи ценят гибкость аппаратуры в плане управления и практически не ограниченные возможности для физической установки оборудования. Здесь важно отметить и системы беспроводного подключения, которые поддерживает современная PTZ-камера. Что это означает в процессе эксплуатации? Технологии беспроводной связи практически избавляют пользователя от необходимости подведения кабелей к устройству. С точки зрения маскировки, это оптимальное решение, поскольку у злоумышленника будет меньше шансов обнаружить признаки И наоборот, оперативная работа поворотной механики камеры позволит отслеживать происходящее в помещении с наиболее выигрышным позиционированием.

Виды конструкций видеокамер

Производители выпускают камеры такого типа в нескольких вариациях. Наибольшее распространение получила поворотная камера PTZ в виде полусферы. Данная разновидность называется Speed Dome и отличается высокой отказоустойчивостью. Сама конструкция благодаря геометрической форме минимизирует риски попадания под корпус частиц пыли и влаги.

Другой вариант - сферическая конструкция, которая во многом схожа с камерами в виде полусферы. Такие модели обычно снабжаются мощной инфракрасной подсветкой и средствами защиты от вандалов. Вообще, купольные камеры PTZ проектируются таким образом, что все механические компоненты начинки имеют минимальные шансы на прямой контакт с окружающей средой. Это достоинство особенно проявляется в корпусах уличных моделей, которые заслуживают отдельного внимания.

Особенности уличных моделей

Эксплуатация систем видеонаблюдения вне помещения требует учета целого ряда дополнительных факторов. Среди них нюансы обеспечения связи камеры и пульта управления, организация системы энергоснабжения и вопросы защиты аппаратуры от внешних воздействий. Что касается защиты, то корпуса обычно получают термокожух с пыле- и влагозащитной изоляцией. Некоторые модели дополнительно снабжаются обогревателем и системой вентиляции, которые обеспечивают возможность холодного пуска при пиковых отрицательных и положительных температурах. Питание может обеспечиваться напрямую или за счет аккумуляторов. К слову, оправдывает себя и применение источников бесперебойного энергоснабжения. Даже типовая настройка PTZ камеры позволяет автоматизировать процесс перехода на резервное питание в случае нестабильного сетевого энергоснабжения. Связь, в свою очередь, также организуется или напрямую через кабель или по беспроводной технологии с помощью радиомодуля.

Аналоговые и цифровые модели

В аналоговых моделях полученная запись автоматически подвергается обработке цифровым процессором. Далее материал отправляется на электронный преобразователь, в котором вновь происходит конвертация, но в обратном режиме. Коммуникационную связь такой аппаратуры обеспечивают коаксиальные провода. К недостаткам моделей этого типа относят невысокое разрешение, которое не позволяет рассчитывать на качественное изображение при съемке на дальних расстояниях. Цифровые PTZ-камеры видеонаблюдения также предусматривают предварительную обработку сигнала в процессоре, после чего материал может передаваться по протоколу TCP/IP в изначально заданном формате. Главным преимуществом цифровых моделей является именно высококачественная «картинка», так как в плане коммуникационного и механического оснащения аналоговые устройства в некоторых случаях оказываются более надежным решением.

Управление камерой

Кроме настройки основных параметров съемки камеры PTZ предоставляют массу возможностей управления уже в процессе непосредственного применения устройства. При установке камеры на объекте пользователь может заранее запрограммировать ее на сотни предустановленных позиций. Для каждого режима предполагается целый набор параметров положения, среди которых величина угла, уровень масштабирования и т. д. Некоторые модели также позволяют назначать индивидуальные сценарии автоматического сканирования. Например, камера PTZ уличная в этом плане наиболее развита, поскольку ей приходится охватывать большие территории, в том числе с дальними планами. Дистанционное управление, в свою очередь, дает возможность коррекции с наклоном. Для этого чаще всего используется телеметрический пульт.

Производители PTZ-камер

Высокотехнологичные сегменты довольно быстро наполняются продукцией от крупных производителей. В данном же случае ситуация несколько иная, поскольку наиболее удачные разработки демонстрируют менее известные компании. Лидерские позиции занимает камера Axis PTZ, модификации которой ориентированы как на специализированные, так и на универсальные задачи видеонаблюдения. Также заслуживают внимания предложения от Dahua, Geovision и комплексные решения фирмы Optimus. Из крупных всемирно известных брендов технологию PTZ неплохо освоили инженеры Samsung, хотя из-за высокой стоимости данная продукция не так популярна по сравнению с аналогами от вышеназванных производителей.

Заключение

Не так выражен интерес и самих потребителей к системам видеонаблюдения этого типа. Несмотря на очевидный технологический прорыв отдельных решений, данная продукция все еще занимает отдельную узкую нишу. Понимают это и производители, стремящиеся разрабатывать новые опции и функциональные возможности, которыми в принципе может обладать PTZ-камера. Что это значит в контексте общего развития сегмента? На данном этапе технологи делают ставку на оптимизацию коммуникационного взаимодействия самой камеры и управляющего комплекса. На практике это будет означать упрощение средств организации связи между отдельными компонентами систем видеонаблюдения, и в то же время более плотное схождение механики камер и программного обеспечения.

Pelco-D - is a PTZ-camera control protocol developed by the same name by Pelco. As a rule, used over RS482/485 interface for communicating with cameras equipped with servo drives.

Pelco-D protocol has in the arsenal of a set of standard commands, as well as advanced instruction set. This article will look at how to work with a standard set of commands. Protocol Pelco-D Let us examine the example of the abstract and the abstract command source SDK, which receives the message for onward transmission to its RS485 interface. This reservation was made deliberately, because it is such a challenge recently stood in front of me.

Therefore there is a protocol by which data is transmitted, and further understand the data transmitted to the SDK, which sends a message already in the RS485 transmission path. Below is a picture in which there is a yellow square. It is in this function and will form the necessary us the message you want to convey in the SDK.

Message Structure

Post Pelco-D protocol consists of 7 bytes. Let us analyze the value of each byte:

Byte synchronization - always has #FF value in hexadecimal;
Address - address byte PTZ-camera or any other device on the RS485 / 482 line;
Command 1 - the first byte standard commands Pelco-D;
Command 2 - the second byte standard commands Pelco-D;
Data 1 - byte rotation speed camera left / right, is from #00 to #3F;
Data 2 - speed bytes tilt the camera up / down, is from #00 to #3F;
Checksum - is an 8-bit bytes by the sum of the 2nd to 6th.

Standard set of commands

To send the message must be necessary to form two teams messages. If the data will not be passed on, then it will be necessary to set the zero value bit responsible for this or that functionality.

Consider the structure of commands.

Sense bit charge is meaning of bits 3 and 4. When the bit is lifted, the set bits 3 and 4 have the camera and the auto scan switch, respectively, otherwise raised by bits 3 and 4 have the shutdown. Bits 5 and 6 are reserved and should be set to 0. Other settings are responsible for the diaphragm (Iris), Focus (Focus), Zoom (Zoom), Tilt (Tilt), Rotate (PAN). To enable these parameters should be set to activate the corresponding bits in the unit.

Examples of commands

Rotation to left: FF 01 00 04 00 00 05
Rotation to right: FF 01 00 02 00 00 03
Tilt up: FF 01 00 08 00 00 09
Tilt down: FF 01 00 10 00 00 11
Zoom +: FF 01 00 20 00 00 21
Zoom -: FF 01 00 40 00 00 41

Sample code

In this abstract code was created in a vacuum, such a situation that the function of these values fall:

address;
PanSpeed - rotation speed with the direction, from - 100 to +100;
TiltSpeed - Tilt speed with the direction, from -100 to +100;
ZoomSpeed - Zoom speed with direction, from -100 to +100. Why so submitted data for Zuma - is a question for me, given that Pelco is no speed setting, but that is what it is.

But SDK has already formed a team takes a pointer to an array of data, and an indication of the length of the array. The result is the following code.

Void ptzCmd(int addressPTZ, int panSpeed, int tiltSpeed, int zoomSpeed) { unsigned char *dataPelco; unsigned char address, command1, command2, data1, data2, checkSum; address = command1 = command2 = data1 = data2 = checkSum = 0x00; dataPelco = (unsigned char*) malloc(7); memset(dataPelco,0,7); address = (unsigned char)addressPTZ; if(panSpeed < 0) { command2 |= 0x04; panSpeed *= (-1); } else if(panSpeed > 0) { command2 |= 0x02; } data1 = (unsigned char)panSpeed*63/100; if(tiltSpeed < 0) { command2 |= 0x10; tiltSpeed *= (-1); } else if(tiltSpeed > 0) { command2 |= 0x08; } data2 = (unsigned char)tiltSpeed*63/100; if(zoomSpeed < 0) { command2 |= 0x40; } else if(zoomSpeed > 0) { command2 |= 0x20; } checkSum = address + command1 + command2 + data1 + data2; checkSum %= 100; dataPelco = 0xFF; dataPelco = address; dataPelco = command1; dataPelco = command2; dataPelco = data1; dataPelco = data2; dataPelco = checkSum; sdk_write_pelco_cmd(7, dataPelco); // 7 - это длина сообщения free(dataPelco); }

Автоматизация системы управления купольной поворотной камеры (PTZ-камеры) – интересная и актуальная задача. По мере концентрации ситуационных центров и внедрения видеоаналитики возникает потребность в интеллектуальных алгоритмах, позволяющих не только анализировать видео со стационарных (неподвижных) камер, но и наводить роботизированную камеру на цель без участия оператора. Задержка, вносимая цифровой подсистемой кодирования и декодирования видео, ограничивает возможности дистанционного слежения за целью при помощи поворотной камеры и усиливает необходимость локальной автоматизации слежения. Наш пост Хабру содержит обзор основных задач по интеллектуализации PTZ-камер, подходов к их решению и предложений на рынке.

Задачи автоматизации

Рассмотрим основные задачи, решаемые при автоматизации системы управления PTZ-камерой:

1. Автоматическое патрулирование

В рамках функции патрулирования, PTZ-камера циклически «обходит» предпозиции наблюдения, заданные оператором, останавливается в каждой позиции на заданное время и транслирует видео с выбранным увеличением. Данная функция является стандартной и встроена практически во все модели купольных поворотных камер. Преимуществом патрулирования по предпозициям является возможность охватить большую территорию и получить изображения в каждой позиции с хорошей детализацией. Недостатки функции – наличие слепой зоны во всех позициях кроме текущей и постоянное изменение фона сцены, что затрудняет анализ видео аналитикой и оператором. В режиме патрулирования сложно распознать медленные изменения сцены за короткий интервал нахождения камеры в каждой позиции. Если оператор направляет камеру в некоторую позицию, то события, происходящие в других позициях, не регистрируются в видеоархив.

Перечисленные недостатки могут быть устранены установкой обзорных неподвижных камер, полностью закрывающих охраняемую территорию. Тогда PTZ-камера используется исключительно для получения детализированного изображения целей, обнаруживаемых при помощи обзорных камер. Так же увеличивается срок службы PTZ-камеры за счет того, что уменьшается ее механическая нагрузка.

2. Автоматический выбор цели для PTZ-слежения

Источниками сигнала для автоматического выбора цели могу быть: а) обзорная неподвижная камера, используемая параллельно с купольной; б) купольная камера в режиме патрулирования; в) другие сенсоры, например, радиоволновые или вибрационные датчики периметральной системы. Видеосигнал с телевизионной или тепловизионной камеры обрабатывается видеоаналитикой, которая детектирует цели и определяет их местонахождения для наведения PTZ-камеры без участия оператора. Пример установки, реализуемый данных подход представлен на рис. 1. Если используется несколько обзорных камер с перекрывающимися зонами действия, то желательно . Особенно важна многоканальная видеоаналитика при частом появлении целей. Повторное детектирование цели каждой камерой будет приводить к неэффективному использованию PTZ-камер и срывам слежения, что затруднит ретроспективный анализ архива.

3. Автоматическая расстановка приоритетов для детализации и слежения

В случае, когда в поле зрения системы наблюдения находится несколько целей, а число PTZ-камер ограничено, требуется распределять задачи между PTZ-камерами оптимальным образом с точки зрения их важности. Алгоритм может вычислять приоритет цели с учетом нескольких критериев, таких как: а) местонахождения цели (близость к охраняемому рубежу или наиболее важному объекту); б) время слежения за объектом (например, каждая цель может должна сопровождаться PTZ-камерой не менее 10 секунд, после чего возможно переключение на другую цель); в) классификации поведения человека (например, поведение «праздношатание в зоне» может иметь более высокий приоритет, чем «вход в зону»). Все найденные цели ставятся в приоритезированную очередь для последующей обработки интеллектуальной системой видеонаблюдения.

4. Автоматический выбор PTZ-камеры

Алгоритм должен забирать цели из приоритезированной очереди в порядке их важности и распределять цели между доступными PTZ-камерами с учетом взаимного расположения целей и доступных камер. В работу алгоритма может вмешаться оператор, подающий команды на PTZ-камеру с помощью джойстика или программного интерфейса (рис. 4). В этом случае, алгоритм должен задействовать другие PTZ-камеры для слежения за целями, оставшимися без внимания оператора. На сложных объектах необходимо применение трехмерных моделей охраняемого объекта и зон действия камер .

5. Автоматическое наведение PTZ-камеры

В простейшем случае, алгоритм наведения может быть реализован при помощи многозонного детектора движения обзорной камеры: кадр разбивается на множество зон, каждая из которых ассоциируются с препозициями PTZ-камеры. При срабатывании детектора движения в зоне (рис. 2), PTZ-камера переводится в соответствующую предпозицию (риc. 4). Чем больше зон задается при настройке, тем большее увеличение можно получить на PTZ-камере. Недостатком данного подхода являются неустойчивая работа при наличии нескольких целей и ограничения точности наведения, связанными с выбранными предпозициями PTZ-камеры.
На объекте с большим пространством наблюдения и большим числом камер рекомендуется аналитическое преобразование координат обзорной камеры в систему координаты поворотной камеры без разделения кадров на зоны (рис. 3,4).

Более качественное наведение может быть получено при помощи профессиональной видеоаналитики . Связь обзорной и управляемой камерой устанавливается через глобальную систему координат реального мира, к которой . Точность преобразования из двумерной системы координат кадра в трехмерное пространство реального мира ограничивает приближение PTZ-камеры, т.к. в случае ошибки преобразования, на сильном увеличении объект может оказаться вне поля зрения. Поэтому особенные требования предъявляются к видеоаналитики обзорной камеры: необходима качественная локализация (сегментирование) цели и качественная калибровка для связи его координат с поворотной камерой.

6. Автоматическое слежение за целью

После того как PTZ-камера наведена на цель, желательно применение алгоритмов слежения для отображения и записи целостного фрагмента видео цели, сопровождаемой PTZ-камерой. В процессе настройки алгоритма слежения приходиться искать компромисс между степенью увеличения (и, следовательно, детализацией) цели и частотой смещений PTZ-камеры. Чем сильнее увеличение, тем чаще приходиться передвигать камеру.

Распространенные PTZ-камеры не позволяют плавно поворачивать камеру с переменно скоростью. При шаговом смещении положение PTZ-камеры изображение «дергается» и смазывается. Поэтому хороший алгоритм слежения должен минимизировать количество смещений камеры для заданного увеличения. Алгоритм слежения должен корректно работать в случае временного взаимного перекрытия целей, например, если люди идут навстречу друг-другу (см. видеодемострацию и слайды про алгоритм).

PTZ-cлежение за целью может осуществляться тремя способами: а) при помощи PTZ-камеры (самослежение); б) при помощи обзорной камеры (внешнее слежение) и в) гибридными образом. Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки, которые мы сравним в отдельной публикации. Алгоритм самослежения удобен в случае, когда оператор задает цель в ручную, а обзорная камера отсутствуют или не видит цель. Алгоритм внешнего слежения более устойчиво работает при наличии нескольких целей. Для объектов одинокого видимого размера, алгоритмы слежения на подвижной камере работают хуже, чем на неподвижной камере, т.к. в последнем случае алгоритм может лучше адаптироваться к неподвижному фону. В теории, гибридный способ должен обеспечить наиболее устойчивое слежение во всех ситуациях, но в известных нам системах он пока не реализован

Влияние задержки

Слежение за целью при помощи привода PTZ – задача реального масштаба времени, чувствительная к задержке. Если общая задержка видео в IP-сети превышает 500 мс (половина секунды), то эффективно управлять камерой не может ни оператор, ни серверная видеоаналитика. Как правило, около 300 мс вносится передающим устройством (камерой или кодером) и около 100 мс вносится VMS-системой, декодирующей видео.

Качественное слежение за объектом может быть реализовано при локальной обработке видео до компрессии. В этом случае координаты цели могут быть рассчитаны по данным обзорной или PTZ-камеры за 20-40 мс. Такая система может сопровождать быстродвижущиеся цели, такие как бегущий человек и транспортное средство, на хорошем увеличении.

Поддержка стандартов

Начиная с версии 1.02, международный стандарт ONVIF позволяет строить унифицированные решения для автоматического и ручного управления PTZ-камерами. В частности, стандарт описывает команды управления и считывания положения PTZ-камеры, системы координат, а так же формат передачи метаданных о подвижных объектов с обзорной камеры в систему управления видео (VMS) и/или иные устройства для управления PTZ-камерой.

Оживленные сцены

Применение интеллектуальных функций PTZ в общественных местах ограничено возможностями видеоаналитики слежения. Сегодня на рынке не существует видеоаналитики, способной сопровождать человека в толпе без применения детектора лиц на обзорной камере. Если разрешающая способность и угол наблюдения обзорной камеры позволяет использовать детектор лиц, то возможно автоматизация наведения PTZ-камеры для более точного распознавания лиц и записи детализированного изображения. При этом необходима реализация системы слежения по данным детектора лиц, чтобы оптимизировать работу PTZ-камеры для нужного сценария, например, для слежения за одним человеком или для быстрого сканирования всех лиц в поле зрения.

Специальные требования к PTZ-камере

Большинство PTZ-камер, представленных на рынке, с интерфейсами Pelco D (для последовательного интерфейса RS422/485) или ONVIF (для IP-сети) не имеют обратной связи системой управления, в частности, невозможно запросить текущую позицию камеры и установить камеру по абсолютным координатам. Это ограничение не позволяет использовать PTZ-камеру для слежения по координатам обзорной камеры.

Обзор решений на рынке

В модуле Trassir ActiveDome компании DSSL реализована функция PTZ-слежения с аналитическим преобразованием координат. В кадре обзорной камеры задается область, которая путем процедуры калибровки создает связь координат с поворотной видеокамерой. По информации от разработчика, количество обзорных камер в системе видеонаблюдения может быть неограниченно и связано с размером контролируемой зоны. Например, чтобы обеспечить обзор в 360°, рекомендуется установить 4 обзорные и одну поворотную камеру.

В продукте Интеллект компании iTV может быть реализовано PTZ-слежение при помощи многозонного детектора движения обзорной камеры без автоматизации процесса калибровки. Для этого необходимо выполнить шаги: 1) разбить кадр обзорной камеры на множество зон детектирования движения; 2) запрограммировать соответствующие предпозиции на PTZ-камере; 3) написать скрипт, который будет устанавливать PTZ-камеру в предпозицию, соответствующую зоне движения. Для PTZ-слежения в условиях движения двух и более целей, необходима реализация более сложной логики, при помощи скрипта или компонента ActiveX.

Наша компания работает над реализацией PTZ-слежения с многозонным детектором движения и аналитическим преобразованием координат в IP-видеосервере MagicBox. В текущей версии прошивки устройства, передача метаданных с координатами целей и управления приводом PTZ осуществляется в рамках международного стандарта ONVIF, что позволяет реализовать внешнюю логику управления PTZ-камеры. Приложение Менеджер устройств ONVIF, с которым Хабр уже