A méret a lényeg: UlISSE Maxi, még nagyobb, még jobb…

A forgatható, dönthető, zoomolható (PTZ) kamerákat széles körben alkalmazzák a biztonságtechnika, a környezetvédelem, logisztika számos területén. A választék mára óriásira nőtt, ám még mindig akadnak olyan különleges körülmények és követelmények, amelyeknek egyetlen gyártó terméke sem tud eleget tenni. Ilyenkor nem marad más, mint a jó öreg kreativitás, azaz az elérhető rendszerkomponensekből egy minőségileg teljesen új megoldás kidolgozása és megvalósítása. Cikkünk egy ilyen különleges megoldás hazai megvalósításáról szól.

Minden, ami szép és jó

A Videotec ULISSE integrált pozicionáló termékei egyesítik a PTZ és a speed dóm kamerák erényéit. A „minden egyben” ULISSE rendszerek a precíz és gyors, 360 fokban forgatható feje egy kameraházzal és a vezérléshez szükséges több protokollt ismerő telemetry vevővel integráltak. Minden ULISSE rendszer IP66 védettségű, szélsőséges időjárási viszonyok között is működtethető. Az ULISSE névvel fémjelzett pozícionáló egységek számos változatban, beépített analóg, hálózati IP vagy akár hő kamerákkal, infra megvilágítással, és nagypontosságú pozíció érzékelőkkel is rendelhetők.
Az alábbiakban a teljesség igénye nélkül néhány változat képe található balról jobbra:
ULISSE Compact IR, ULISSE Compact Thermal, ULISSE Network, ULISSE IR 360, ULISSE Maxi.

Az ULISSE pozicionálóegység a videója a Youtube-on:

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=a5E00vA28Os

A most csak az ULISSE Maxi beépítésével, illetve egy kicsit az átépítésével foglalkozunk. Előtte azonban tekintsük át a forgatható kamerák fontosabb típusait, azok előnyeit és hátrányait.

A forgatható kameráknak három típusa terjedt el:

• P&T Head forgózsámolyra szerelt fixkamerák
• PTZ forgató mechanizmussal gyárilag összeépített forgatható, és zoomolható kamerák
• Speed Dóm kamerák, a PTZ kamerák dóm házba integrált nagysebességű változata

Szóval, kezdetben vala a forgózsámoly és fixkamera összeállítás. Ezt már évtizedek óta használják az analóg rendszerek kialakításánál is. Eleinte 24V-os egyenáramú forgatómotorok végezték a mozgatást, az irányváltást pedig a polaritás megcserélésével oldották meg. Ez a kialakítás nemcsak meglehetősen lassú és pontatlan volt, de a vezérlés is csak kézzel történhetett. A kotyogások, lötyögések miatt a kamerát szinte lehetetlen volt pontosan ugyanabba a pozícióba állítani.
A túl sok és vastag vezetékezés miatt később egy vezérlő elektronikát építettek a forgató fejbe, amit már soros interfészen keresztül (RS232, RS422, RS485) egy joystick-el is ellátott PTZ billentyűzet vezérel. A fejlettebb típusok a forgózsámoly forgatásán és döntésén kívül még a kamerához csatlakoztatott zoomos optikát is vezérlik. Az elektronikus vezérlésnek köszönhetően a forgató-fejek manapság többé-kevésbé pontosan pozícionálhatók így alkalmasak lettek őrjárat funkciók programozására is.
Ez a megoldás főleg kültéri változatokban terjedt el, amikor a kamerák folyamatosan pásztáznak egy megfigyelt területet. Ha a forgózsámolyra IR megvilágító reflektort is szerelünk, akkor éjszaka abban a kellemes élményben lesz részünk, hogy a reflektor oda világít, ahova a kamera néz, azaz nem kell az egész megfigyelt területet megvilágítani.
A manapság elérhető legmodernebb típusokat egyértelműen a Videotec ULISSE sorozata képviseli. Ezek különleges felhasználási lehetőségeire még visszatérünk.

A PTZ kamerák gyárilag össze vannak építve a forgatófejjel. Az újabb kamerák már egy dóm burkolatot is kapnak a kamera védelmére. A rendkívül kis súly és az egyszerű szerelés sokoldalú felhasználást tesz lehetővé. A PTZ kamerák bel- és kültéri változatban is elérhetők. A modern IP alapú PTZ kameráknál a videó képek továbbítása, a vezérlés és a tápellátás is egyetlen FTP kábelen történhet a mindenki által ismert Ethernet (IP) interfészen keresztül. Kezdetben a kamerák viszonylag kis (D1: 720×574) felbontása szabott határt a felhasználhatóságnak, szerencsére a fejlesztő mérnökök állhatatos munkájának köszönhetően manapság már Full HD (1920×1080) felbontású típusok is leemelhetőek a polcoról.

A Speed Dóm kamerák az előbbi PTZ kamerák mechanikailag sokkal pontosabb és strapabíróbb változatai. Ez a mechanika egy másodperc alatt képes bármilyen pozícióba állni, vagy folyamatos pásztázást megvalósítani tetszőleges sebességgel. Az előre eltárolható pozíciók száma gyakran meghaladja a 250 pozíciót, amelyek között előre meghatározott pásztázási programot is indíthatunk. A beépített kamera felbontása mára ez esetben is eléri a HDTV 1920×1080 felbontást, 30 kép/másodperc sebességet és az optika akár 10-36x autofókuszos optikai zoommal is rendelkezhet.
Hogy mire képes egy ilyen kamera? Nézzük meg az alábbi videót az egyik legmodernebb jelenleg elérhető AXIS Q6035 Speed Dóm kameráról:

Megnézve a fenti videót, szakmai meggyőződésünk szerint kijelenthetnénk, hogy ennél már nem kell jobb, a modern PTZ és Speed dóm kamerák teljesen kiváltják a P&T fejes, forgózsámolyos megoldásokat. És itt véget is érhetne a cikk, megvan a mindent lefedő, a legjobb és egyedüli üdvözítő megoldás!
Vagy mégsem? Melyek azok a körülmények és követelmények, amelyeknek csak egyedi megoldásokkal tudunk megfelelni?
Cikkünk további részében ezekről a problémákról és egy valóban nagyon-nagyon nagy, azaz Maxi megoldásról beszélünk.

Aki nagyon keres, az talál – főleg problémákat

Az integrált PTZ kamerák felbontása még mindig korlátozott, ahogy azt ez eddig részleteztük a jelenlegi legnagyobbak is maximum 1920×1080 HDTV felbontással bírnak. Olyan nagy szabad területek megfigyelésénél, mint kikötők, pályaudvarok, stadionok és repülőterek bizony ez a felbontás kevésnek bizonyulhat. Ilyen helyekre 5-15 MP felbontású kamerák ajánlottak.

A kültéri Speed dóm és PTZ kamerák a burkolat miatt nem látnak a horizont fölé (pontosabban vízszintestől esetleg csak 1-2 fokra látnak feljebb). Ez komoly probléma, ha a kamera nem szerelhető kellően magasra. Így nem látjuk az épület tetején, emelkedő útszakaszon, domboldalon mászkálókat, ahogy adott esetben a magasfeszültségű vezeték ellopásának módszerére sem fogunk rájönni, egyszerűen azért, mert a kamera már nem lát fel oda. Az alábbi képen látható körülmények között ez ugyan nem fog gondot okozni, de ha az eső, a hó és jég befedte a kameraház ablakát, akkor azt elég körülményes lenne megtisztítani. Ilyenkor elengedhetetlen a kameraházba épített távvezérelhető ablakmosó berendezés is.

Ha a megfigyelt terület nem rendelkezik megfelelő éjszakai megvilágítással, akkor a P&T fejre IR reflektorokat is szerelhetünk, amelyek együtt forognak a kamerával, azaz éppen oda világítanak, ahova a kamera néz. A PTZ kamerákra nyilván nem tudunk reflektorokat szerelni, így vagy az egész területet be kell világítani, vagy el kell fogadnunk, hogy a kameránk bizonyos sötétebb területekről rendkívül rossz minőségű képet fog szolgáltatni.

Ha fentiekben említett problémákat meg kell oldanunk, akkor valamilyen egyedi megoldást kell találni. Szerencsére az ehhez szükséges komponensek beszerezhetők, és némi tapasztalattal egészen speciális, különleges rendszerek építhetők ki.
Az alábbiakban egy Magyarországon megvalósíott rendszer rövid történetét ismertetjük.

A honi megvalósítás különböző gyártók termékeinek integrálásával

Egy magyarországi cég vezetője azzal az elképzeléssel keresett meg, hogy a szokásos biztonsági kamerarendszer kiépítésén túlmenően szüksége lenne egy olyan forgatható kamerára is, amely az irodaházat körülvevő, szépen parkosított területről fényképminőségű, zoomolható képet ad. A parkot számos madárfaj látogatja, amelyek viselkedésének megfigyelése és rögzítése üdítő kikapcsolódás és persze nem szorosan a biztonságtechnika körébe tartozó feladat. A kamerát az irodaház tetejére kellene szerelni, 360 fokban kellene forgatni, programozottan és kézzel is lehessen vezérelni, valamint éjszaka is jó minőségű fekete-fehér képet szolgáltasson.
Tulajdonképpen mindig is szerettem volna egy ilyen rendszert megalkotni, így habozás nélkül vállaltam el a feladatot. Az tudtam, hogy gyárilag kész megoldás nem jöhet szóba, mert ekkor a legnagyobb felbontású forgatható kamera is csak 720×576 felbontással rendelkezett.
A koncepció viszonylag egyszerű volt: biztos alapnak egy gyors és pontos P&T fej szükséges, amely elbír egy komolyabb kültéri házat, az abba épített, általunk megfizethető legnagyobb felbontású kamerát és hozzá azt a motoros zoom optikát, ami csak belefér. Szereljünk a P&T fejre a kamera mellé IR reflektorokat, amelyek mindig oda világítanak, ahova a kamera néz. Oldjuk meg a programozott és kézi vezérlést. Szinte már kész is! Már csupán csak integráljuk az egészet a Netavis Observer videó felügyeleti szoftverrel, merthogy a többi kamerát is az kezeli….

No ezt megvalósítani azért nem is olyan könnyű, de nézzük, hogyan működik a gyakorlati megoldás!

Már régóta szemezgettem a Videotec ULISSE megoldásaival, de az ez idáig megjelent termékek kameraháza nem volt alkalmas nagyobb motorizált optika befogadására. Viszont hírt adtak egy olyan rövidesen megjelenő típusról, amely már megfelelő méretű házzal rendelkezik. Ez volt az ULISSE MAXI. A MAXI gyártásba kerüléséig még egy-két hónapot várni kellett, de hogy ez az idő se vesszen kárba, a Videotec magyarországi disztributora jóvoltából hozzájutottam egy ULISSE pozicionálóhoz, ennek vezérlése és működése nagyban hasonlított a később megjelenő nagyobb testvérére, így a kísérletezést el lehetett kezdeni.

Következő lépés: a kamera(ák) kiválasztása

A központi kamerának egy IQeye 753 day/night 3 megpixeles IP kamerát választottunk. Ennek a kamerának van egy analóg PAL kimenete is, aminek majd a későbbiekben leírt módon különösen fogunk örülni.

A tervezgetés közben felmerült még egy ötlet: de jó lenne, ha még egy kisebb felbontású nagyobb látószögű „panoráma” kamera is beleférne a házba, így a központi kamera teljes zoomja mellett is láthatnánk a teljes megfigyelt területet. Van egyáltalán ilyen kicsi, jó minőségű kamera? Igen van! A Basler IP kamerái mindössze 24x44x109 mm méretűek, optika nélkül.

Nagyszerű már csak azt kellett eldönteni milyen optikát válasszunk a központi kamerára. Végül egy Computar gyártmányú 7,5-120 mm, motoros zoom optikára esett a választás. Az optikán motorral vezérelhető a nagylátószög, illetve tele állás, a fókusz és az írisz. Ez az optika ½” méretű érzékelőkkel ellátott C-Mount kamerákhoz készült, így a kisebb érzékelővel rendelkező IQeye kamera esetében még élesebb képre számíthattunk. Természetesen a kamera csatlakoztatásához egy 5mm-es C-Mount/CS-Mount közgyűrűre is szükségünk volt.

Végül megérkezett a várva várt ULISSE MAXI forgatófej, így neki láthattam a deszkamodellen kipróbált eszközök beépítésének.

A Videotec ULISSE MAXI egy olyan pozicionáló eszköz, amely elég gyors (max. 20 fok/másodperc, változtatható forgatási sebesség), elég pontos (optika érzékelők a abszolút pontos pozicionáláshoz), lefelé és felfelé is dönthető (-20 fok lefelé, + 45 fok felfelé), ablaktörlővel is ellátott, szabványos módon vezérelhető és elég nagy kamera házzal rendelkezik tetszőleges kamera-optika összeépítéshez.

A ház alaplapjának némi módosítása után mindkét kamera a helyére került. A két kamerát párhuzamosra állítottuk egymással, és egy kis ventillátort beszereltünk a termelődő hő, illetve a fűtés jobb elosztására.

A motoros zoom vezérlő kábeleinek az ULISSE vezérlő paneljához csatlakoztatása után a fej és az optika a gyári RS485 interfészen keresztül vezérelhető. Ehhez a gyártó DCJ billentyűzetét használtuk:

Ennek köszönhetően már minden kézzel vezérelhetővé válik, de hogyan kapcsoljuk össze az egészet a számítógépen futó Netavis Observer megfigyelő rendszerrel?

Sajnos az ULISSE MAXI megoldásnál csak az analóg PAL/NTSC kimenet van kivezetve a fej alá, így az IP bekötéshez külön csatlakozót kellett felszerelni. A két kamera RJ45 Ethernet csatlakozóját egyetlen FSTP kábelen vezettük ki a tetőtérben elhelyezett vezérlődobozhoz, ahonnan az informatikai switchen keresztül kapcsolódik a számítógépes rendszerhez. Így már van kamera képünk a Netavis rendszerben, csak a vezérlést kellene megoldani valahogy. Itt jön képbe a zseniális heuréka megoldás!
A vezérlődobozba beleteszünk egy AXIS M7001 videó enkódert, amely az IQeye kamera PAL videó jelét digitalizálja, emellett képes az ULISSE pozicionáló egység vezérlésére is RS232 soros vonalon PELCO-D protokoll segítségével. Ebbe az ügyes kis videó enkóderbe ez a protokoll letölthető és ennek segítségével úgy vezérelhetjük a PTZ fejet, mintha az egy szabványos AXIS PTZ kamera lenne. A megoldásnak még egy járulékos előnye van: az analóg képre az ULISSE vezérlője ráírja az aktuális pozíciót, illetve beállításnál a vezérlő teljes menürendszerét is. Ez azt jelenti, hogy nincs szükség külön analóg monitorra a beállításhoz.

Az alábbi képen éppen a fej aktuális pozíciója látható, fokokban megjelenítve (PAN, TILT).

Még egy utolsó „apró” módosítás, hogy megoldásunkat egy mindent látó igazi Big Brotherré varázsoljuk: A kameraház kiegyensúlyozása alapvető fontosságú a pontos pozíciók, PTZ pozíciók megtartása és meghajtó motorok kímélése szempontjából. Ez gyárilag állítható ellensúlyokkal van megvalósítva. Ha az ellensúlyokat leszereljük és helyébe olyan konzolokat szerelünk, amelyekre minden irányba állítható IR LED reflektorokat szerelünk, akkor két legyet ütünk egy csapásra: van ellensúlyunk és ráadásul oda ütünk, illetve világítunk ahova nézünk…

Mit látunk a rendszerrel?

A Basler kamera fix 8mm-es F0.8 DC íriszes optikával szerelve, tökéletesen betölti a panorámakamera szerepét. Körülbelül ugyanakkora látómezőt szolgáltat, mint a fő kamera a legnagyobb látószögben (wide). Az alábbi kép a panorámakamerától származik.

A pirossal bekeretezett részre a fő kamerával zoomoltunk rá. A háttérben látható kémények körülbelül 800-1000 méterre vannak a kamerától!

Végezetül tekintsük meg azt a képet, amely azt mutatja, hogy a Netavis Observer VMS felületén mindez hogyan jelenik meg:

A bal felső nagyobbik képen a központi kamera távolra zoomolt képe látható. Alatta balra a panorámakamera mutatja a teljes képet, no meg egy ablak keretét is, mert a tesztfelvétel egy emeletről egy nyitott ablakon keresztül készült. A jobbra fenti kis kép egy digitális kinagyított részlet a központi kamera képéből. Az alatta lévő pedig a kamera számítógépes vezérlésére szolgáló kép, ha ebbe az ablakba kattintunk, akkor az egér segítségével is vezérelhetjük a ULISSE-t. Természetesen lehetőség van előre definiált pozíciókra ugranunk, vagy ezek között őrjárat funkciókat aktiválnunk.

A videó megfigyelő rendszerek alkalmazási területe rohamosan bővül, és bizony már régen szélesebb körben alkalmazzák, mint a „hagyományos” biztonságtechnikai és vagyonvédelmi megoldások. Az új területek, mint a például az intelligens videó alapú kereskedelmi, közlekedési analitikák, természetfigyelés, vadgazdálkodás, környezetvédelem vagy akár az ipari gyártási folyamatok megfigyelése mind újabb és újabb kihívások elé állítják a termékek gyártóit és termékeket integráló, telepítő szakembereket. Ha a videó rendszer leendő felhasználói mernek nagyot álmodni, akkor az álomból a jól képzett, kreatív szakemberek segítségére támaszkodva példaértékű, valós alkalmazás születik.

Czuprik Zoltán
CNS Digitál Média Kft.
www.cnsdigital.hu