Альтернативой фиксированным телекамерам являются телекамеры, положение которых в пространстве можно изменять (с помощью поворотного устройства). Такая телекамера помещается на способную поворачиваться платформу, при этом обычно используются вариообъективы с сервоуправлением, так что весь комплекс может поворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, увеличивать изображение объектов и осуществлять фокусировку.
В терминологии видеонаблюдения телекамеры этого типа называются «PTZ-камерами». Возможно, более подходящим термином будет «PTZF-камера» (Pan/Tilt/Zoom/Focus), или еще более точно «PTZFI», так как в последние годы к существующим характеристикам добавилось еще управление диафрагмой.
Однако более распространен термин «PTZ-камера», и мы будем использовать именно этот термин для обозначения телекамеры, которая, кроме функций поворота, наклона и увеличения, обладает функциями фокусировки и дистанционного управления диафрагмой.
Типичное поворотное устройство, представленное на рис. 12.1, имеет боковую платформу, на которую устанавливается нагрузка (телекамера с вариообъективом в термокожухе). Существуют поворотные устройства с верхним расположением платформы, они отличаются по величине номинальной нагрузки, которая зависит от центра тяжести нагрузки. В случае поворотных устройств с боковыми платформами центр тяжести располагается ниже, это означает, что из двух типов устройств (при одинаковых электродвигателях и вращающем моменте) боковая платформа имеет большую номинальную нагрузку. Из этого не стоит делать выводов о том, что поворотные устройства с платформой сверху хуже, разница касается только номинальной нагрузки, которая в последние годы не является столь критичной, так как размеры телекамер, объективов и, соответственно, кожухов, становятся меньше. (Поворотные устройства с боковым размещением телекамеры обеспечивают угол поворота в обеих плоскостях около 360°, в то время как при верхнем размещении — в горизонтальной плоскости около 360°, а в вертикальной около 60°. Прим. ред.)
Рис. 12.1. Типичное поворотное устройство для уличных условий
С точки зрения применения выделяются два типа поворотных устройств:
— Наружные (используемые вне помещений);
— Внутренние (используемые внутри помещений).
Наружные поворотные устройства делятся на три категории:
— Большой нагрузки (нагрузка выше 35 кг)
— Средней нагрузки (нагрузка 10–35 кг)
— Малой нагрузки (нагрузка до 10 кг).
Сегодня, когда размеры и масса телекамер уменьшаются, происходит миниатюризация вариообъективов и кожухов, вряд ли вам понадобится сверхмощное поворотное устройство. Номинальная нагрузка устройств средней группы подойдет для большей части приложений.
Наружные поворотные устройства устойчивы к погодным воздействиям, они тяжелее и прочнее — ведь они несут более тяжелый кожух, а часто еще и дополнительные устройства, такие как блок омыватель/очиститель и/или инфракрасный осветитель.
Внутренние поворотные устройства используются только в условиях, защищенных от внешних факторов, особенно от дождя, ветра и снега. Внутренние поворотные устройства обычно меньше и легче, в большинстве случаев они попадают в третью категорию, то есть могут нести не более нескольких килограммов. Поэтому внутренние поворотные устройства часто изготавливают из литой пластмассы, и выглядят они более эстетично, чем уличные устройства.
В большинстве случаев типичным поворотным устройством управляют синхронные электродвигатели 24 В переменного тока. Бывают поворотные устройства с питанием от электросети (220/240 В АС или 110 В АС), но более популярны устройства 24 В АС — из-за фактора безопасности (напряжение меньше 50 вольт переменного тока для человека неопасно); к тому же они более универсальны, независимо от того, в какой системе видеонаблюдения они используются — европейской, американской или австралийской (В РОССИИ в помещениях с повышенной опасностью и особоопасных должно применяться переменное напряжение не выше 42 В. При наличии особо неблагоприятных условий должно применяться напряжение не выше 12 В. Преимущество использования напряжения 24 В — уменьшение влияния токовых петель на качество изображения за счет применения трансформаторов. Прим. ред.). Большинство производителей выпускают приемники сигналов телеуправления с напряжением питания 24 В АС.
Рис. 12.2. Поворотное крепление с кронштейном, изготовленным по специальному заказу
Рис. 12.3. Внешняя телекамера на поворотном устройстве с приемником сигналов телеуправления, установленная на мачте
Имеется и другое направление в области поворотных устройств, которые по их внешнему сходству с куполами называют как купольные поворотные устройства (Логичнее подобные функционально и конструктивно законченные приборы называть как скоростные поворотные камеры. Едва ли не главная черта этих устройств, в отличие от традиционных поворотных устройств, достаточно инерционных — это высокая скорость поворота, что обеспечивается за счет малой массы собственно телекамеры. Прим. ред.). Они работают так же, как и обычные поворотные устройства, но внутри куполов находятся и механизм поворотного устройства, и управляющая электроника. Заключенные в прозрачные или полупрозрачные сферы или полусферы, такие устройства выглядят вполне приемлемо даже в интерьерах, требующих эстетического подхода. В связи с миниатюризацией телекамер и объективов поворотные купола тоже становятся меньше в диаметре. Еще несколько лет назад можно было встретить скоростные поворотные камеры до 1 м в диаметре, а сегодня большинство устройств имеет всего 300–400 мм в диаметре.
Одна из главных проблем скоростных поворотных камер — это оптическая точность. Очень трудно полностью избавиться от искажений, особенно если прозрачная полусфера изготавливается стеклодувным методом. Лучшая точность достигается при использовании литых куполов, но они дороже. Более толстые полусферы вызывают больше искажений, особенно когда объектив увеличивает изображение.
Так что наилучшее оптическое качество имеют тонкие и литые полусферы.
Многие производители вместо того, чтобы связываться с изготовлением оптически неискажающих полусфер, концентрируют оптическую точность на тонкой вертикальной полоске на сфере, через которую «смотрит» телекамера, свободно наклоняясь вверх и вниз. При поворотах камера поворачивается вместе с куполом. Хотя это и разумное решение, но механически оно может быть проблемным — ограничивается скорость поворота.
Отметим также, что сферы могут быть прозрачными или нейтрально серыми. В прозрачных куполах перед объективом расположена внутренняя маска с оптически прозрачной областью, а остальная часть маски сделана из непрозрачного черного пластика. Темные купола (черные корпуса вариообъективов и телекамер) позволяют вести скрытое наблюдение. Часто просто невозможно понять, куда направлена телекамера, и это является одной из самых важных особенностей скоростных поворотных камер.
Тонированные полусферы обычно не имеют маски — весь купол прозрачен, но тонирован. В таких случаях для компенсации потери света важно знать F-число с учетом ослабления тонированной поверхности. Типичное значение ослабления составляет около одного F-числа, что соответствует 50-процентному ослаблению света. В современных ПЗС-телекамерах это не приводит к ухудшению качества изображения. Цвет корпуса телекамеры и объектива более критичен для этого типа куполов, так что если снаружи они выглядят чересчур навязчивыми, то черное матированное покрытие может минимизировать этот эффект. При окраске следует позаботиться о защите объектива, ПЗС-матрицы и разъемов.