3.2. ВЫБОР ТЕЛЕВИЗИОННЫХ КАМЕР
Выбор телевизионных камер является принципиально самым важным моментом в проектировании системы охранного телевидения в целом.
От правильного выбора количества и типа ТВК будет зависеть наиболее полное выполнение целевой задачи, поставленной перед СОТ на данном конкретном охраняемом объекте. Для обоснованного выбора ТВК необходимо придерживаться объективных критериев, вытекающих из поставленной целевой задачи, технических возможностей и условий эксплуатации ТВК. На практике потребитель может дополнять и расширять состав СОТ на объекте, но не должен отступать от требований объективных критериев, игнорирование или неправильное понимание которых могут повлечь за собой непреодолимые сложности для работы оператора, наблюдающего изображение охраняемой зоны, ошибки в работе автоматических систем обнаружения (обнаружителей движения) - пропуск нарушителя и/или ложные тревоги, и, как следствие, потерю у персонала службы безопасности доверия к эффективности работы СОТ в целом.
Поэтому при выборе количества, типа ТВК и мест их установки на охраняемом объекте необходимо руководствоваться следующим алгоритмом:
1. Определить в соответствии с объективной оценкой и желанием заказчика необходимую целевую задачу СОТ (обнаружение, различение или идентификация объекта) в его составных частях и фрагментах.
2. Выбрать количество, геометрические размеры и ориентацию зон наблюдения в конкретных частях охраняемого объекта.
3. Определить вид наблюдения для каждой охраняемой зоны (скрытое или открытое).
4. Определить освещенность зоны наблюдения каждой ТВК, наличие дежурного освещения и необходимость подсветки.
На основании п.п. 1-4 выбрать модели ТВК и дополнительные принадлежности к ним.
5. Установить условия эксплуатации ТВК и выбрать при необходимости модель защитных кожухов.
Важнейшим фактором в ряду всех необходимых требований является ориентация зон наблюдения ТВК, от которой зависит надежная работа ТВК без потери качества изображения.
Ориентация зон наблюдения ТВК зависит, например, в помещении от расположения уязвимых мест – окон, дверей, люков и т.п., а так же, особенно для открытых пространств, от направления солнечного и искусственного освещения.
Общими правилами в данном случае для ориентации ТВК являются следующие:
1. Не ориентировать ТВК на солнце и источники искусственного света.
2. Не ориентировать ТВК на окна, зеркальные и полированные поверхности.
3. Ориентировать ТВК сверху вниз с отрицательным углом к горизонту ее верхней границы зоны наблюдения.
4. Применять ТВК, как минимум, с козырьком для снижения запыленности объективов и вероятности засветок.
3.2.1. Геометрические размеры и вид зон наблюдения телевизионных камер
Известно, что ТВК воспринимает изображение пространства из одной точки, что обуславливает ее секторный обзор. При этом создается секторная зона наблюдения с различными углами зрения в вертикальной и горизонтальной плоскостях из-за прямоугольного вида фотоэлектрического преобразователя (ПЗС матрицы), размер которой по горизонтали примерно в 1,3 раза больше, чем по вертикали.
Размер зоны наблюдения ТВК определяется размерами конкретных наблюдаемых фрагментов или частей охраняемого объекта - дверь, комната, фасад здания, площадка и т.п., а также расстоянием до ТВК, исходя из реальных условий охраняемого объекта. Высота или ширина наблюдаемого фрагмента, к которой привязывается угол зрения ТВК, называется базой зоны наблюдения телевизионной камеры. База зоны наблюдения ТВК и дальность, с которой необходимо проводить наблюдение, автоматически определяют угол зрения ТВК в вертикальной (av) или горизонтальной (<хн) плоскостях.
Для определенности рассмотрим пример: необходимо наблюдать за дверью (рис. 3.3) при следующих условиях: высота двери V = 2 м (вертикальная база зоны наблюдения), расстояние наблюдения D = 5 м.
Из геометрических соображений находим, что угол зрения ТВК по вертикали должен составить:
av=2arctg (V/2D). (3.1)
Откуда находим
av = 2arctgO,2 ~ 24º.
Следовательно, необходимо ТВК с углом зрения в вертикальной плоскости около 24 º.
При этом в горизонтальной плоскости поперек двери ТВК будет "видеть" пространство размером около Н≈2,6 м, т.к. горизонтальный угол зрения ТВК больше.
Таким образом, для каждого определенного фрагмента охраняемого объекта выбираются ТВК с соответствующим углом зрения, исходя из его геометрических размеров и целевой задачи СОТ.
3.2.2. Идентификация объекта
Под идентификацией понимается возможность узнавания объекта на экране видеомонитора, т.е. определения с большой вероятностью сходства в сопоставлении зафиксированного на экране видеомонитора изображения с реальным человеком, предметом и т.п., достаточно точно различая детали изображения на экране.
Для идентификации на экране видеомонитора объекта (личности, номера автомобиля и т.п.) необходимо применять телевизионные камеры повышенного разрешения и/или ТВК с длиннофокусными объективами, имеющими малые углы зрения.
Если в соответствии с геометрическими размерами охраняемой зоны уже определен угол зрения ТВК, то минимальный размер деталей, различимых на экране видемонитора, можно определить по формуле:
d = 150Dtg(α/2)/R, (3.2)
где: d - минимальный размер детали на экране видеомонитора, мм;
D - расстояние от ТВК до наблюдаемого объекта, м;
α - угол зрения ТВК;
R - разрешение канала системы охранного телевидения.
Например, если наблюдается дверь, рассмотренная выше, и принять R=400 ТВЛ, то, подставляя формулу (3.1) в (3.2), получим размер минимальной детали по вертикали:
dv=150V/R. (3.3)
При задании исходных данных dv = 0, 75 мм наблюдаемого объекта, находящегося в дверном проеме (рис. 3.3).
При том же разрешении системы размер детали по горизонтали в соответствии с (3.3) будет несколько хуже и составит:
dH=150H/R=0,975MM.
В обоих случаях полученное разрешение вполне достаточно для идентификации человека, но это достижимо лишь в тех случаях, когда размер объекта соизмерим с базой зоны наблюдения ТВК. На практике может оказаться, что ТВК с необходимым углом зрения не позволяет получить требуемый для идентификации размер минимально различимой детали изображения, например, когда база зоны наблюдения ТВК намного больше идентифицируемого объекта, а идентификация необходима по всей охраняемой зоне. В таких случаях применение в охраняемой зоне одной ТВК с фиксированным фокусом и жесткой ориентацией не позволит решить задачу идентификации. Для этой цели применяют ТВК с малым углом зрения, но установленную на автоматическое поворотное устройство. При этом ТВК осуществляет автоматическое сканирование с заданной скоростью всей охраняемой зоны. При появлении нарушителя, ТВК останавливается вручную или автоматически на направлении, в котором обнаружен нарушитель.
Еще более лучшие результаты дает применение ТВК с вариообъективом совместно с поворотным устройством. В нормальной обстановке, когда нет нарушителя, установлено малое фокусное расстояние объектива, камера имеет широкий угол зрения и под наблюдением находится вся охраняемая зона. При возникновении тревожной ситуации в охраняемой зоне (либо по желанию оператора) ТВК поворачивается в нужном направлении, фокусное расстояние объектива увеличивается, поле зрения уменьшается и изображение увеличивается, интересующий объект "приближается" и, следовательно, возможно выполнение задачи идентификации объекта.