Проектирование систем видеонаблюдения

В процессе проектирования телевизионных систем инженерам приходится тратить много времени для расчёта фокусных расстояний объективов и правильных мест размещения видеокамер для получения необходимого изображения на экранах мониторов.

Дополнительные сложности вызывает расчёт зон опознавания человека и чтения автомобильного номера. Задача усложняется многократно, когда требуется выбрать оптимальное взаимное положение нескольких камер или одной видеокамерой решать одновременно несколько задач (например, опознавание входящих и наблюдение за периметром). Добавьте сюда часто возникающую необходимость рассчитать, как подробно будет отображаться тот или иной объект, в каких областях пространства детектор движения будет обнаруживать человека хотя бы при достаточном освещении и контрасте, а в каких нет.

Следует учесть, что на конечную картинку влияет не только фокусное расстояние объектива, но и высота установки видеокамеры, максимальное расстояние и высота наблюдения. При неправильно выбранном месте размещения камеры и высоте установки даже заменой объектива не получить желаемую картинку!

Если вспомнить ещё и о препятствиях, искажающих зону обзора, мёртвой зоне под видеокамерой, то можно себе представить сложность поставленных задач. А чем сложнее задачи, тем больше вероятность ошибки, результат которой в лучшем случае — удорожание проекта, а в худшем – неэффективная система видеонаблюдения, напрасно потраченные средства.

Решаются эти задачи по разному.

Кто-то скрупулезно рассчитывает зоны обзора для нескольких высот и фокусных расстояний объектива каждой камеры с помощью самостоятельно выведенных или взятых из руководящих документов формул, а затем перемещает и комбинирует полученные шаблоны.

Кто-то упрощает расчёт и, вводя значительные запасы, получает ориентировочные значения с помощью калькуляторов.

Кто-то рисует на планах лишь горизонтальные углы из паспортов объективов, ещё больше запутывая себя и заказчика.

А многие вообще игнорируют данные расчёты из-за их сложности и трудоёмкости и ставят в проектах широкоугольные или самые дорогие из прайс-листа производителя объективы, планируя в процессе монтажных работ подобрать нужные объективы практически.

Между тем проект телевизионной системы, в котором не показано что же каждая камера будет видеть, и какие функции в каких областях пространства будет выполнять нельзя считать профессиональным.

Широкоугольные объективы (часто они такими и остаются после пусконаладки) как правило удовлетворяют заказчика только до первого ЧП. После ЧП выясняется, что пользы от такой системы видеонаблюдения почти никакой. Преступник не опознан, номер не прочитан, детектор движения не обнаружил никакого движения. Вдруг оказывается, что камер должно быть больше, расположены они должны быть по-другому и объективы должны иметь совсем другие фокусные расстояния.

Но заказчик зачастую сам утверждает заведомо не решающий его задач проект. Ведь в этом проекте и не показано, что и как подробно каждая камера будет видеть, то есть, утверждается проект, в котором отсутствует самая важная информация!

Ситуация выглядит иначе если в тендере участвуют действительно профессиональные проекты.

Ведь с помощью грамотного проекта можно подробно обсудить с заказчиком задачи, решаемые каждой камерой, выбрать и обосновать необходимое их количество.

И совсем не обязательно после расчёта потребуется больше видеокамер, ведь одной камерой может решаться одновременно несколько задач. Такие решения требуют ещё больше времени при расчёте, но позволяют создать эффективные и в то же время экономичные проекты.

Но после каждого обсуждения и изменения размещения и параметров видеокамер приходится многое пересчитывать заново, рассчитывать и сравнивать между собой несколько вариантов размещения видеокамер. Таким образом, грамотное проектирование телевизионной системы — весьма трудоёмкая задача, требующая времени.

Но не все заказчики это понимают, и бывает, что предпочтение отдаётся не лучшему, а быстро представленному или самому недорогому коммерческому предложению.

В тоже время делать достаточно сложные расчёты быстро и точно в условиях реальной загрузки несколькими заданиями одновременно по силам не каждому проектировщику.

Однако все зависимости формирования зон обзора видеокамер подчиняются законам геометрической оптики и могут быть описаны математически.

Большое распространение получили калькуляторы для расчёта фокусных расстояний объективов (Lens Calculator), существующие на многих сайтах по безопасности в on-line варианте, в виде небольших программ и даже в виде пластикового круга. Зона обзора рассматривается, как правило, в двухмерном варианте, что позволяет использовать относительно несложные расчёты. Возможности калькуляторов примерно одинаковы, но явно недостаточны для грамотного проектирования. Наиболее удобным можно признать вариант в виде пластикового круга, который может использоваться в полевых условиях. Калькуляторы удобны для быстрых, «прикидочных» расчётов ширины и высоты поля зрения, но они не позволяют рассчитать даже мёртвую зону под видеокамерой, не говоря уже о полноценном расчёте проекций зон обзора для рисования на плане объекта. О расчётах проекций зон обнаружения и опознавания человека, зоны чтения автомобильного номера можно даже не думать.

С переходом в трёхмерную систему координат сложность и громоздкость расчётов многократно возрастают, поэтому найти хороший трёхмерный бесплатный калькулятор довольно сложно.

Но работать даже со специализированным трёхмерным математическим калькулятором всё ещё неудобно, особенно когда приходится рассчитывать несколько связанных видеокамер. Приходится одновременно использовать программу-калькулятор и основную CAD программу, в которой размещаются видеокамеры на плане объекта, многократно пересчитывая и перерисовывая проекции зон обзора до достижения нужного результата.

Следующим шагом является тесная интеграция трехмерного калькулятора и CAD программы. Сам калькулятор обретает графический интерфейс, и результаты его расчёта представляются в графическом виде. Полученные графические результаты расчёта отображаются непосредственно на плане объекта в горизонтальной и вертикальной проекциях.

При необходимости можно получить и трёхмерную модель изображения с каждой видеокамеры в проекте, смоделировать реальное качество видеоизображения, то есть ещё на этапе проектирования увидеть то ради чего строится система видеонаблюдения.

Графический интерфейс, позволяющий размещать камеры одним кликом мыши, поворотом колёсика мыши поднимать или опускать видеокамеру, менять её угол наклона и фокусное расстояние объектива и тут же видеть полученный результат, превращает проектирование телевизионных систем в простое и увлекательное занятие.

Полученные в результате проекты обладают максимальной из всех имеющихся вариантов точностью, быстро выполняются и корректируются, и практически не требуют от проектировщика математической подготовки и понимания особенностей отображения объектов в разных участках зоны обзора (хотя такое понимание всё-таки остаётся весьма полезным).

Эти и многие другие идеи в полной мере реализованы в программе VideoCAD, специально предназначенной для профессионального проектирования телевизионных систем безопасности.

В составе поставки ПО VideoCAD предоставляется информационная база для инсталляторов и проектировщиков систем безопасности, которая включает в себя:
— законодательную, методическую и нормативно-техническую документацию;
— справочную базу по зарубежному и отечественному оборудованию;
— учебно-методические пособия и руководства по проектированию, монтажу, наладке и техническому обслуживанию систем безопасности;
— комплект ПО для быстрого графического проектирования любых систем безопасности;
— типовые проекты и другие практические материалы, необходимые для выполнения работ.
Объем предоставляемой информации — более 40 Гигабайт, 7 дисков DVD.