Рис. 12.4. Типовая скоростная поворотная камера, содержащая собственно телекамеру, объектив с автоматической фокусировкой, поворотный механизм и приемник сигналов телеуправления
Рис. 12.5. Уличная скоростная поворотная камера
И, наконец, еще одна подгруппа поворотных устройств, которая выглядит также, как и остальные, но снабжена установочными переменными резисторами. Такие устройства называются поворотными устройствами с предустановками.
Переменные резисторы встроены в поворотное устройство и механически соединены с каждым электродвигателем. Их сопротивление составляет обычно порядка 1 кОм или 5 кОм, и они подсоединены к электронике приемника сигналов телеуправления (что обсуждается в следующей главе). К каждому резистору подводится низкое напряжение (обычно 5 В постоянного тока), а с его движка снимается напряжение (зависящее от угла наклона или поворота), благодаря чему конкретная позиция поворотного устройства может быть запомнена, а затем производится отработка к этому значению либо по введенной вручную команде, либо автоматически по сигналу тревоги.
Одним словом, когда приемник сигналов телеуправления получает команду перейти в предустановленную позицию, он заставляет электродвигатели вращаться (то же касается увеличения и фокуса) до тех пор, пока на переменных резисторах не будет достигнуто предустановленное значение напряжения. Например, если дверь защищена датчиком открывания дверей, мы можем заставить телекамеру автоматически поворачиваться в этом направлении, увеличивать изображение и фокусироваться на ранее зафиксированной позиции.
Число сохраняемых предустановок в блоке управления поворотным устройством (приемнике сигналов телеуправления) зависит от самой конструкции, но обычно оно равно 8, 10, 16, 32 или 64.
Очень важный вопрос: «Насколько точно может быть воспроизведена предустановленная позиция?». Это определяется механикой, электроникой, программным и аппаратным обеспечением. Точность предустановки особенно важна для очень быстрых поворотных камер. Ошибка в пару градусов может быть незамечена, пока объектив установлен на «zoom out» (уменьшение), но если изображение полностью увеличено, то разница будет огромной.
Заказывая поворотное устройство, вы должны определить, нужна ли вам функция предустановки позиции. Поворотное устройство с предустановочными переменными резисторами выглядит так же, как обычное устройство, так как резисторы находятся внутри устройства.
Рис. 12.6. Скоростная поворотная камера в Сиднее
Рис. 12.7. Почти все современные скоростные поворотные камеры имеют функцию предустановки позиции (preset)
Самый простой способ управления поворотным устройством с питанием 24 В АС — это просто подвести 24 В к одному из электродвигателей. Это значит, что при заранее определенном соединении управление поворотным устройством может быть достигнуто приложением определенного напряжения (для каждого из четырех направлений перемещения) относительно общего провода. Итак, пять проводов дадут нам полное управление типичным поворотным устройством. Для управления фокусировкой и трансфокатором требуется еще три провода (один для увеличения, плюс и минус, один для фокуса и один общий). Всего для так называемого PTZ-контроллера потребуется восемь проводов. Это самый дешевый способ управления телекамерой на поворотном устройстве, но для дистанционного управления с расстояния в пару сотен метров это непрактично.
В большинстве систем видеонаблюдения используется цифровое управление, для которого требуется лишь кабель витой пары, через который матричный видеокоммутатор обменивается информацией с несколькими PTZ-устройствами одновременно. Эти устройства часто называют PTZ-удаленными блоками управления, PTZ-декодерами и PTZ-приемниками управления (Представляется, что более удачное название — приемник сигналов телеуправления. Прим. ред.). Они представляют собой электронные устройства (рассмотренные в разделе о
матричных видеокоммутаторах), которые получают и декодируют команды, поступающие с пульта управления положением телекамеры: поворот, наклон, увеличение и фокус (иногда еще и диафрагма).
Как упоминалось ранее, производители, к сожалению, не выработали единого стандарта кодирования и интерфейсов, это означает, что приемник сигналов телеуправления одного производителя не может быть использован вместе с матричным видеокоммутатором другого.
В зависимости от конструкции приемника сигналов телеуправления могут контролироваться и другие функции: омыватель и очиститель стекла термокожуха, включение и выключение дополнительных устройств и пр. Эти устройства могут также подавать электропитание на телекамеру: либо 12 В постоянного тока, либо 24 В переменного тока.
Рис. 12.8. PTZ-контроллер для непосредственного управления объективом и электродвигателями поворотного устройства
Рис. 12.9. Типичный приемник сигналов телеуправления
Скорость перемещения поворотного устройства при использовании синхронных электродвигателей 24 В переменного тока (такие электродвигатели используются чаще всего) зависит от частоты сети электропитания, массы и передаточного отношения поворотного механизма. Типичная скорость поворота составляет 9°/с, наклона — 6°/с. Это связано с моментом вращения, необходимым для перемещения определенной нагрузки, которая обычно превышает 5 кг (телекамера + объектив + кожух). В некоторых конструкциях достигается большая скорость поворота, около 15°/с, благодаря уменьшению веса телекамеры и объектива и различным передаточным числам. Большинство поворотных устройств переменного тока, управляемых синхронными электродвигателями, имеют фиксированные скорости, так как они зависят от частоты сети.
Существуют усовершенствованные блоки управления поворотным устройством, в которых применяется искусственная частота, ниже или выше промышленной частоты. Для более тонкого управления используются малые скорости (при полном увеличении вариообъектива), а для быстрого реагирования в кризисных ситуациях — большие скорости. Пульт управления определяет нужную скорость, основываясь на времени, в течение которого нажат указывающий направление джойстик.
Еще большие скорости могут быть достигнуты, если используются шаговые двигатели постоянного тока и специально разработанные приемники сигналов телеуправления. В последние годы поворотные устройства стали еще более быстрыми, а скоростные поворотные камеры тем более — их скорость выше 100°/с.
Создание таких быстрых поворотных систем создает некоторые проблемы, требующие своего внимания: телекамера перемещается так быстро, что ею становится невозможно управлять вручную, или, по крайней мере, это становится неудобно; еще более критичными становятся механизм конструкции и его долговечность, так как возрастают силы инерции.
Если скорость поворота умножается на коэффициент трансфокации вариообъектива, то быстрое движение нам кажется еще более быстрым.
Итак, к управлению скоростными поворотными камерами требуется новый подход. Новые решения предлагаются в некоторых новых конструкциях, которые достигают скорости более 300°/с при точном позиционировании. Это достигается за счет увеличения электронной и механической точности. Существует большая разница между просто быстрой и быстрой и дружественной для пользователя системой. В дружественной системе при увеличении изображения происходит снижение скорости поворота/наклона, и увеличение скорости, когда изображение предметов мелкое, или при работе с предустановками скорость поворота большая (300°/с), а при ручном управлении скорость падает до 45°/с