用于制高点监控特殊摄像机实施应用分析

2011-03-03 15:02:17 来源:zol 责任编辑: cpslili 收藏本文

　　现在平安城市项目已经在我国各地如火如荼的展开，试点项目已经竣工投入使用，但是由于监控点的布局设计很难对突发事件的事发地点做出准确的预测，往往会无法获得事件的完整图像。更限于前端监控设备的技术能力，及时获得的图像也会由于清晰度的原因，而无法辨识，对事件的全面了解形成了障碍。在极端情况下，由于平安城市所布监控点距离事发地点很近，监控设备本身也极易被人为破坏，而丧失了提供监控图像的功能。针对这种常用的监控手段的局限性，急需有其他补充手段来达到有效监控的效果。而实现制高点监控成为众多补充监控手段中，最为成熟、稳定、易于实现的方法之一。

　　制高点监控的重要性

　　制高点监控是指在距离地面30-50米，乃至100米以上的位置布设PTZ摄像机以实现方圆一公里到十几乃至几十公里范围的视频监控。不同于普通的图像监控，它着力于在较高的位置实现大范围的图像精确监控，是一种既兼顾大场面，又实现具体目标特写拍摄的视频监控手段。弥补了普通图像监控手段无法避免环境物体阻挡、视野范围较小的缺点，从而实现基本无阻挡的大范围监控。

　　突发事件监控、城市消防监控、城市重点目标监控、城市治安监控、森林消防监控、机场周界保安监控、城市环保监控、防空安全监控、边境防卫监控、小区防卫监控、厂区监控等环境是相当复杂的，如采用普通摄象机、快球方式在5-20米的空中布设，由于建筑阻挡、易被破坏以及摄像机本身的局限性，要完全实现基本无阻挡的全面监控相当困难。而制高点监控利用其足够的高度，配合PTZ摄像机的性能可以轻而易举地实现大范围的精确监控，如果再通过GIS联动系统辅以普通的图像监控则效果更佳。

　　制高点监控系统的实施难度

　　制高点监控系统用途广泛，监控成果斐然，但搭建成功的制高点监控系统还是有一定的难度，特别是其核心部分的前端PTZ摄像系统的稳定性、望远能力、精确控制能力、夜视能力、自我保护能力是影响制高点监控系统成功实施的重要因素。

　　制高点监控系统由于布设高度较高，一般在30-50米以上的高空，风速以及自身的晃动较为严重，因此前端PTZ摄像设备的抗风能力以及自身的运行间隙控制是影响图像稳定的一个关键；由于布设位置较高，而目标的监控范围也至少在1km以上，最远可能达到几十公里，那么如何配置摄像机、镜头辅以PTZ的稳定性使远处的图像尽收眼底也是系统配置的一个难点；由于高空了望所覆盖的范围较大，普通的照明灯根本不可能实现远距离的照射，因此借助辅助设备完成低照度要求就成为了夜间制高点系统实施的唯一有效手段了（特别是在城市灯光稀少，自然照度几乎为零的地区）；而架设于高空的PTZ摄像设备如何自我清洁、防锈防雷、除霜抗冻也是制高点监控系统中的一大难点。可见要成功搭建一个制高点监控系统是非常复杂的。除了上述具体情况的制约，在技术上还有如下通光量不够引起图像灰暗、图像模糊等问题要得到有效地解决。

　　制高点监控的解决之道

　　难点并非不可克服的，日本COYAL株式会社推出了的基于一体化高精度可编程云台摄像机系统而实现的制高点监控解决方案，该方案已广泛的应用于日本国土安全防范体系之中，是日本军民共用的防范手段之一。该方案由高清摄像机、长焦距大口径镜头、高精密云台以及GIS控制软件组成，形成了一套真正可应用于实践的解决方案，对相关技术和项目实施中的问题加以解决。

　　作为整个制高点监控解决方案核心的前端云台摄像机选择是极其重要的。有效的克服普通云台摄像机的弱点，是成功实现制高点监控的关键。该解决方案选择了日本COYAL高精度一体化可编程云台、松下高清晰度摄像机以及COYAL利用独特的光学设计长焦距大口径镜头作为整个系统的前端，有效解决了图像解像力的问题。

　　另外，为了解决制高点监控中夜间监控照明的问题，该方案采用了专门为低照度环境而设计的激光辅助照明产品，该产品配合超低照度、高清晰度摄像机，以及配套的大孔径专业镜头，结合专门设计的云台、防护罩电路，可以使夜间的图像变得清晰可见。最低0.00005Lux的照度指标无论是在夜间城市、森林、海港，无论物体在100m还是10Km，皆可清晰监视。

　　几公里乃至几十公里的视频监控是一个很大的范围，因此利用必要的手段来精确操纵云台是一个很大的问题。该产品不是一般的简单转动机构，而是一个结合计算机和智能化技术所实现的一个可编程管理和控制的智能化设备。利用云台、护罩以及内置专用智能化电路功能，应用程序可以就设备的任何参数进行双向的控制和管理，包括水平转角、垂直转角、雨刷动作、回转速度、镜头光圈、变焦距离、对焦距离、快门速度、白平衡方式、增益强度等等均可双向的传输和控制。利用这些特性，哪怕是基于精确的GIS坐标定位的应用控制都变得轻而易举。

　　制高点监控的设备选型问题

　　然而，优秀的前端PTZ摄像机并不是构建成功的制高点监控系统的全部。用户对未来的监控系统要求是一个以数字网络技术为基础的、结合全方位的设备控制能力，实现快速反应的视频指挥系统。因此制高点监控系统也同样需要先进的后端处理平台来实现全方位的系统控制。真正能够发挥制高点监控系统功效的是一个以GIS（地理信息系统）为基础，以全功能云台直接控制为手段，辅助云台全方位的控制能力实现的一个“所选即所见、所见即所现”的视频指挥系统。

　　针对一个制高点监控的区域环境，可以首先建立该区域的GIS系统，以形成一个监控范围的数字化地标。每一个被安装的PTZ摄像机可以以定点的方式在地图上进行显示。构建完基础平台后，可以通过RS485直接、精确控制前端云台的每一个动作，并通过云台的返回状态功能精确地获知云台的当前状态。