Rtz что это в видеокамере
IP и Аналоговые Ptz камеры видеонаблюдения
Видеокамеры PTZ — это камеры, оборудованные электродвигателем и поворотным механизмом, работающие в системах ip и аналогового видеонаблюдения.
Отличительной чертой популярной камеры PTZ является возможность управления этим механизмом. Об этом информирует аббревиатура PTZ, что можно расшифровать как панорама – наклон – масштабирование. Такая камера управляется удаленно. Оператор, сидя перед монитором, имеет возможность поворачивать камеру на угол до 360 градусов, менять ее наклон, а также производить приближение за счет вариофакального объектива. Такая широкая возможность манипулирования камерой позволяет заменить ею несколько камер, которые имеют статичное положение и передают изображение только с одного видимого обзора.
Как управляется камера PTZ
Действия, направленные на управление камерой PTZ, обеспечивает встроенный в нее электромеханический привод. С его помощью камера способна осуществлять повороты, и изменять угол наклона. В камере имеется встроенный оптический трансфокатор, позволяющий в удаленном режиме управлять фокусным расстоянием объектива. Само манипулирование механизмом возможно осуществить посредством специализированных программ или через интерфейс видеорегистратора. Также имеется возможность управлять камерой посредством специального PTZ пульта. Последнее кстати самое удобное решение, но требует дополнительных затрат.
Очень просто манипулировать камерой PTZ в ручном режиме. В этом случае оператор, сидя за компьютером осуществляет повороты и наклоны с помощью кнопок клавиатуры или джойстиком.
Принцип автоматического маневрирования камерой заключается в ее реагировании на изменение пикселей в зоне действия камеры. То есть, посредством установленной программы, камера реагирует на движение в фокусе слежения. Если зафиксированный объект передвигается, то она поворачивается и отслеживает его движение. Если объект прекращает свое движение, то камера также останавливается. Остановка и возвращение камеры в первоначальное положение происходит тогда, когда зафиксированный объект покидает ее рабочую зону. Программу можно настроить таким образом, что камера не будет реагировать на зоны, где фиксируется регулярное, не представляющее опасность, передвижение. Примером такого постоянного движения может служить вольер для собак.
Еще один бесспорный плюс многих поворотных камер — возможность программировать их на автоматическое патрулирование заданной территории. В этом случае камера в автоматическом режиме отслеживает периметр, двигаясь по запрограммированной траектории. Разные модификации камер позволят программировать от 8 до 200 предустановок.
Имеющаяся функция «автопереворот» позволяет камере автоматически разворачиваться на 360 градусов до достижения ею механического ограничителя. Затем механизм продолжает свой «обход» по запрограммированному периметру.
На видео: Как происходит настройка режима патрулирования ptz камеры.
Дополнительные особенности камеры PTZ
Для аналоговых камер PTZ возможность оптического увеличения объектива может быть до 36х, в цифровых камерах — 22х. Показатель цифрового увеличения достигает по максимуму 18х.
Аналогично фиксированным механизмам видеослежения, поворотные камеры могут иметь датчики, реагирующие на движение, шумовые эффекты и т.д. Поворотные камеры имеют в своем распоряжении функцию день/ночь, которая позволяет автоматом переходить на черно-белое изображение в вечернее и ночное время суток. Помимо этого, камеры, имеющие купольное или сферическое устройство, оборудуются встроенными диодами ИК. Это дает возможность осуществлять подсветку при съемке в ночном режиме.
Модификации поворотных камер
Как статические, так и поворотные камеры, предназначенные для видеослежения, могут отличаться друг от друга своим корпусом. Также они применяются для внутреннего или наружного наблюдения. Камеры PTZ представлены в корпусном, купольном и полусферическом исполнении. Наибольшей популярностью у заказчиков пользуются купольные камеры как наиболее надежные. Сохранность обеспечивается закрытым нахождением камеры под куполом. Рабочий механизм защищен купольным устройством и предохраняет его от механических повреждений и различных негативных природных проявлений при ее непосредственной эксплуатации.
Купольные камеры дают возможность настроить ее зону наблюдения вниз под прямым углом и запрограммировать поворот на 360 градусов. Все такого рода камеры оснащены хорошей ИК подсветкой, установить которую позволяет особенности строения таких моделей.
Полусферические и купольные поворотные камеры, предназначенные для внешнего наблюдения, надежно защищены от всех неблагоприятных климатических проявлений, так как весь рабочий механизм заключен внутри герметической сферы.
Что касается корпусных камер, то их механизма непосредственно соприкасается с агрессивным воздействием окружающей среды, и корпус не защищает их механизм от неблагоприятного воздействия осадков и других природных проявлений. Поэтому корпусные поворотные камеры в основном используют для внутреннего слежения и в тех помещениях, где отсутствует запыленность или превышенная влажность воздуха.
Виды поворотных камер PTZ
Камеры PTZ, как и все подобные устройства, подразделяются на 2 вида: аналоговые и цифровые.
Среди аналоговых камер PTZ большего внимания достойны камеры AHD. Данные современные устройства обладают простым подключением, высоким разрешением картинки (HD, Full HD), которое сочетаемо с IP устройством видеослежения, что не наблюдается у аналоговых механизмов старого образца. Современная аналоговая камера AHD проста в подключении, которое заключается в передаче видео и аудио-сигнала, а также в манипуляции камерой, которое производится по одному каоксиальному кабелю. Для аналогичных старых камер, для их управления, необходимо проводить дополнительный кабель.
IP поворотные камеры обладают высоким разрешением, к тому же их можно подключить к сети интернет или к серверу-облаку, предназначенному для осуществления наблюдения удаленно. Также это дает возможность управлять камерой из любого места на карте при помощи любого гаджета при наличии интернета. Передачу всех видов сигнала осуществляет один кабель UTP типа 5е.
На видео: Работа Ptz камеры Hikvision DS-2DE7174-A
Область использования поворотной камеры PTZ
Поворотный механизм камеры PTZ способен обеспечить контроль всего территориального участка. Данная камера применяется в тех случаях, где необходим общий обзор по кругу территории и в течение нескольких секунд увеличить кадр с местом происшествия. Такими объектами являются магазины, банки, учебные заведения и другие общественные объекты.
Наибольший эффект достигается совместной эксплуатацией статичных и поворотных камер. Статичные камеры производят наблюдение на постоянной основе. В случае возникновения непредвиденной ситуации подключается поворотная камера. Она дает круговой обзор места ЧП и позволяет максимально приблизить объект для определения нестандартной ситуации. Отличным решением такой задачи является программный модуль Trassir Activedom+.
На видео: Совместная работа скоростной камеры совместно со статическими, обще-обзорными.
PTZ камеры видеонаблюдения: что это такое и нужны ли они вам?
PTZ видеокамеры являются прекрасным дополнением к любой системе видеонаблюдения. Ключевой вопрос, который Вы должны себе задать, прежде чем её приобрести: «Оно мне надо?»
PTZ означает Pan Tilt Zoom (панорама, наклон, увеличение). Камера PTZ может выполнить панорамирование взад и вперед, наклонить вверх или вниз, или увеличить или уменьшить масштаб. Камеры могут управляются локально с помощью джойстика или удаленно через Интернет или смарт-приложения телефона.
Поэтому мы рекомендуем использовать PTZ видеокамеру как дополнение к Вашей системе безопасности. Организуйте должным образом наблюдение при помощи фиксированных камер, а затем добавьте PTZ в качестве «вишенки на верхушке» Вашего «торта». Теперь вы охватываете всю область и всё еще можете использовать поворотную камеру для вашей собственности, локально или удаленно.
Цена PTZ видеокамер
Многие люди думают, что они могут сэкономить деньги, используя PTZ, поскольку она может покрыть большую площадь. Но PTZ камеры обычно стоят в 3 или 4 раза дороже фиксированной видеокамеры, поэтому Вы ничего не выгадаете. Кроме того, так как PTZ видеокамеры имеют множество движущихся механизмов они требуют большего содержания и не могут служить так же долго без сервиса как камеры с фиксированным объективом. К обслуживанию PTZ камер можно отнести уборку купола, замена ремня и замена двигателя управления объективом, платы передачи данных RS485 или модуля масштабирования.
Мегапиксельные и цифровые PTZ видеокамеры
Осталось только рассмотреть мегапиксельные IP видеокамеры. Мегапиксельные видеокамеры записывают в более высоком разрешении, чем аналоговые PTZ видеокамеры, предоставляющие функцию «цифровое увеличение». При записи 5-мегапиксельной камерой с разрешением изображения 2560 x 1920, Вы получаете много информации о наблюдаемом объекте, и естественно, есть возможность использовать цифровое увеличение для перемещения по изображению, имитируя PTZ, как при он-лайн наблюдении, так и во время воспроизведения. По мере того, как мегапиксельные видеокамеры будут распространятся, PTZ камеры отойдут на второй план.
Вывод
Если прочитав нашу статью у Вас появилось ощущение, что мы пытаемся Вас отговорить от покупки PTZ-видеокамеры, приносим наши извинения. Мы ставили перед собой цель уведомить Вас о преимуществах и недостатках данного типа видеокамеры, а решение о покупке принимать Вам.
Интеллектуализация купольной поворотной камеры: автоматическое патрулирование, выбор целей и слежение
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.
 |  |
| Рис. 1. Экспериментальная установка для автономного PTZ-слежения: видеоаналитическое устройство MagicBox, PTZ-камера Pelco и обзорная камера CNB. | Рис. 2.Предпозиции PTZ-камеры, управляемые зональным детектором движения. |
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 многоканальная (мнокамерной) видеоаналитика. 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 привязываются все камеры. 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 знаком, иллюстрируют взаимодействие клиента ONVIF с PTZ-камерой и видеоаналитическим сервисом (рис. 4).
Рис. 3. Слежение за целью при помощи встроенной видеоаналитики. Передача 2D и 3D координат цели в метаданных ONVIF для автоматического наведения PTZ-камеры. Буква M означает, что цель двигается (moving). Буква S означает, что цель остановилась. Фон цели подвижный (листья деревьев шевелятся).
Рис. 4. Ручное и автоматическое управление PTZ-камерой по протоколу ONVIF через Менеджер устройств ONVIF.
Коаксиальное управление камерой PTZ (как настроить)
Коаксиальное управление PTZ-камерой очень полезно, если вы используете аналоговые камеры.
В настоящее время управлять камерой PTZ (Pan, Tilt, Zoom) проще, используя IP-протокол, но в прошлом для аналоговых камер требовались дополнительные кабели.
Специалисты CCTV, работающие с традиционными аналоговыми системами, должны понимать, как подключить камеру PTZ к DVR с помощью проводов и интерфейса RS-485.
Управление PTZ-камерой по коаксиальному кабелю
Управление PTZ-камерой по коаксиальному кабелю (AKA PTZ-up-to-coax) было создано для упрощения установки и настройки камеры.
Pelco был первым производителем, который создал и сделал этот тип управления популярным.
Протокол был назван Coaxitron и использовался для работы только между камерами Pelco и цифровыми видеорегистраторами (Digital Video Recorder), пока другие не начнут его реализовывать.
Через некоторое время разные камеры стали совместимы с протоколом КОАКСИТРОН.
Как работает коаксиальное управление PTZ камерой
Компания Pelco создала стандарт коаксиального управления PTZ-камерой, чтобы использовать только один кабель для передачи видео и данных (команд) на камеру, тем самым уменьшая количество кабелей и затраты.
Идея состоит в том, чтобы прекратить использование старого стандарта RS-485, который требует дополнительных кабелей.
С коаксиальным управлением PTZ DVR может отправлять такие данные на камеры.
Как видно на схеме, видеорегистратор работает со своим собственным коаксиальным протоколом управления (CCVC), но также совместим с Pelco Coaxitron.
В этом примере есть видеорегистратор Hanwha (бывший Samsung Techwin), который имеет собственный коаксиальный протокол.
Различные способы управления камерой PTZ
Можно управлять PTZ-камерой с помощью цифрового видеорегистратора или других устройств, таких как джойстики, ноутбуки или компьютеры. Пока основная настройка работает правильно.
На приведенной ниже схеме показан пример коаксиального управления PTZ-камерой с помощью джойстика.
Идея очень проста, поскольку DVR может управлять камерами de PTZ, другие устройства, которые подключаются к DVR только с помощью джойстика, также могут управлять ими.
Джойстик в основном посылает команды на DVR, которые повторно передают их на камеры. То же самое происходит с компьютером, как показано ниже:
Есть и другие производители камер видеонаблюдения, которые также создали версию коаксиального управления PTZ-камерой. Например, Hikvision предлагает собственную версию протокола (на основе лицензии от Pelco Coaxitron) и имеет дополнительную версию, называемую PoC (Power over Coax), которая передает питание на камеру с помощью коаксиальных кабелей.
Как настроить коаксиальное управление PTZ камерой
Настройка коаксиального управления камерой PTZ очень проста.
Обычно камера PTZ готова к работе с коаксиальным протоколом.
Вам просто нужно войти в меню DVR и настроить, какой протокол использовать.
Как вы можете видеть на предыдущем рисунке, протокол Hikvision-C доступен в меню камеры. Если вы используете камеру Hikvision PTZ, просто выберите эту.