Мы продолжаем серию статей о видеонаблюдении на периметре. В первой части мы поговорили о назначении и решаемых задачах системы охраны периметра. Вторая часть посвящена выбору и установке камер, освещению и ИК подсветке, а также применению тепловизоров.
Всего в серии материалов о видеонаблюдении на периметре 4 части:
Часть 1: требования заказчика, тактика охраны, мифы
Часть 2: выбор и установка камер, освещение, тепловизоры
Часть 3: построение ЛВС и оптики, коммутаторы
Часть 4: станционное оборудование и рабочее место оператора
Идеальная камера для периметра
Когда мы чётко понимаем, зачем организуется система видеонаблюдения на периметре, и какие задачи перед ней стоят, можно переходить к выбору решений этих задач. В основе любого решения, конечно, находится источник видеоизображения – видеокамера. Сегодня говорить о сложных и больших системах с десятками и сотнями камер в части выбора типа видеонаблюдения не имеет смысла. Всем давно ясно, что альтернативы IP-видеонаблюдению на протяженных периметрах просто не существует. Поэтому далее мы будем говорить исключительно об IP-камерах.
Видеокамера – это сложное устройство, которое включает в себя множество компонентов, обладает большим количеством разнообразных характеристик и функций, может иметь различные форм факторы. Давайте последовательно рассмотрим все эти моменты.
Разрешение и угол обзора
Говоря о разрешении камер, всегда необходимо помнить о светочувствительности. Мы не устаём повторять - чем выше разрешение, тем, при прочих равных условиях, хуже светочувствительность. А этот параметр очень важен в условиях круглосуточного наблюдения, даже при наличии хорошего освещения. Разрешение и угол обзора подбирается исходя из конкретной задачи.
Всего существует три типа задач: идентификация, распознавание и обнаружение. Решать задачу идентификации на периметре дорого, практически невозможно, да и бессмысленно. Если заказчик настаивает, то гораздо дешевле будет установить на вышке поворотную камеру и по срабатыванию сигнализации на периметре направлять поворотную камеру на место происшествия и вручную проводить отслеживание цели с достаточным для идентификации увеличением.
Подробнее об этом в статье: Разрешение IP-камер. Как выбрать?
Итак, у нас остаются две реальные задачи: распознавание и обнаружение. Распознавание – это определение примет наблюдаемого объекта. Для распознавания достаточно плотности пикселей 100 pix/m. Обнаружение – это фиксация объекта в поле зрения камеры и определение его типа: автомобиль, человек, животное. Для обнаружения достаточно всего лишь 20 pix/m.
В большинстве случаев для принятия оперативных мер по предотвращению правонарушения и защиты объекта вполне достаточно выполнения условия «обнаружение объекта». Запомним это значение, оно нам пригодится в дальнейшем для определения расстояния между камерами.
Фокусное расстояние подбирается исходя из баланса плотности пикселей на дальней границе зоны обзора и возможности адекватно оценивать обстановку в ближней зоне. Что это значит? Если фокусное расстояние будет очень большим (малый угол обзора), то мы сможем видеть достаточно далеко, но при этом мы теряем в обзоре вблизи камеры. Если сделать угол обзора слишком большим (малое фокусное расстояние), то мы отлично все видим вокруг камеры, но дальние объекты становятся слишком мелкими и плотность пикселей на метр на дальней границе сильно уменьшается.
Практика показывает, что для задач фиксации фактов проникновения на объект через ограждение фокусное расстояние нужно выбирать достаточно большое – 20-50 мм. Если нас дополнительно интересует, что происходит снаружи объекта и необходимо отслеживать цели на дальних подступах, то потребуется меньшее фокусное расстояние - 8-20 мм.
Для расчёта требуемого разрешения и угла обзора мы рекомендуем использовать специализированные online калькуляторы, которые можно легко найти в интернете. Наши рекомендации: использовать камеры более 2 Mpix на периметре нецелесообразно. Ведь даже камеры с разрешением 2 Mpix уже требуют хорошего освещения. Как обеспечить качественное изображение и высокую чувствительность? Об этом ниже.
Стоит обратить внимание на объективы с трансфокатором. Применение их в автоматической связке с охранной сигнализацией позволяет одной камерой охватить 200 и более метров, правда, при условии, что участок абсолютно ровный.
Светочувствительность. Размер матрицы, объектив
Как мы уже убедились, для видеонаблюдения на периметре решающее значение имеет не разрешение, а светочувствительность камеры. И тут - внимание! Светочувствительность – это комплексный параметр, который складывается из характеристик матрицы камеры и параметров оптической системы. При этом нет единых критериев оценки и измерения светочувствительности, поэтому не стоит сравнивать значения минимальной светочувствительности камер разных производителей.
Перейдем от теории к конкретным рекомендациям.
Чем больше размер матрицы, тем большее количество света попадает на неё, тем выше соотношение сигнал/шум на выходе с матрицы и тем более качественное изображение мы получим в темноте или сумерках. Размер матрицы измеряется по диагонали в дюймах. Рекомендуем использовать камеры с матрицей размером не менее 1/3”.
Мало кто обращает внимание на светосилу объектива, особенно в ситуации, когда пытаются сравнивать bullet-камеры со встроенным объективом. А ведь светосила – один из ключевых параметров, влияющих на качество изображения в темное время суток. Спросите любого, кто увлекается фотосъёмкой! Светосила объектива - параметр, от которого зависит, сколько света объектив пропускает через свою оптическую систему. Следует рассматривать объективы со светосилой не хуже, чем 1.6 (чем меньше это число, тем больше светосила), независимо от фокусного расстояния.
Для камер на периметре объектив должен быть снабжён функцией авторегулировки диафрагмы (АРД), что позволит получить качественную картинку при большом диапазоне яркостей объекта.
К сожалению, как это часто и бывает, идеальной или универсальной камеры не существует. Хороша та камера, которая обеспечивает решение задачи в заданном угле обзора, на заданном расстоянии, в условиях минимально возможной освещенности на данном участке периметра.
Расположение камер на периметре
Расположение камер зависит от решаемой задачи, наличия коммуникаций для подключения, удаленности от ближайшего коммутатора. Типовые вопросы, которые приходится решать при проектировании видеонаблюдения на периметре: высота установки камеры, расстояние между камерами и поле обзора, т.е. куда смотреть - внутрь территории, вдоль забора или снаружи.
Куда смотрим? Что видим?
Если необходимо контролировать территорию внутри периметра, то камеры устанавливаются на зданиях, прилегающих постройках или на мачтах внутри территории и направляются непосредственно на ограждение.
Более сложной является ситуация, когда необходимо производить наблюдение протяжённого периметра с контролем зоны вне ограждения или по обе его стороны. В этом случае камеры придётся устанавливать вдоль ограждения. Продольная установка даёт возможность наблюдать прилегающий периметр по обе стороны забора и фиксировать, к примеру, с одной стороны приближение к периметру, с другой стороны факты хищения, когда злоумышленник перебрасывает что-то через забор.
Высоко сижу, далеко гляжу!
Высота установки камеры должна быть порядка 3,5 метров и выше, ввиду того, что камеры на заборе легко могут стать объектом вандализма. Камеры, установленные слишком высоко, смотрят сверху и не позволяют адекватно оценить приметы объекта (например, рост человека), а также их сложно обслуживать. Если вдоль ограждения растут высокие деревья с большими кронами, то наблюдение сверху тоже будет затруднительно.
Возможно, стоит позаботиться об использовании вандалозащищённых решений, но тут нужно быть внимательным. Наиболее защищенные от вандалов решения - купольные фиксированные камеры, но купольные камеры зачастую оснащаются скромными объективами с низкой светосилой, ввиду ограниченного размера внутреннего пространства купольной камеры.
Расстояние между камерами
При расчёте расстояния между камерами необходимо учитывать «мёртвые зоны» под камерами и требуемую плотность пикселей, о которой мы говорили ранее. Например, если задача сводится к обнаружению объекта, то для её решения достаточно, чтобы плотность пикселей была не менее 20 pix/m. Для 2-х мегапиксельной камеры это соответствует дистанции обнаружения около 160 метров при фокусном расстоянии 12 мм. В условиях реального наблюдения, особенно учитывая недостаток освещения, мы рекомендуем производить расчёт исходя из 50 pix/m для 1-2-мегапиксельных стационарных камер и располагать их не реже, чем через 50 метров.
Увеличить расстояние между камерами возможно за счёт увеличения разрешения, но, как мы уже упоминали, стоит помнить о том, что многомегапиксельные матрицы имеют меньшую светочувствительность, и если в дневное время картинка будет по-настоящему качественной, то в тёмное время суток без дополнительного освещения охраняемой зоны камера зафиксирует только шумы собственной матрицы.
Коридорный формат
Стоит упомянуть о поддержке так называемого «коридорного формата», когда камеру поворачивают на 90 градусов и формат кадра 2-мегапиксельной камеры становится не 16:9, а 9:16 с сохранением полного разрешения. При использовании такой технологии на прямых участках периметра можно сэкономить на количестве камер, т.к. при данном режиме работы практически отсутствует «мёртвая зона» по вертикальному углу обзора. Нужно понимать, что «коридорный формат» сужает угол обзора по горизонтали, но тут уже что важнее - происходящее вокруг забора или в непосредственной близости к нему.
Тактика использования поворотных камер на периметре
В первой части серии статей о видеонаблюдении на периметре мы вкратце сказали о преимуществах и ограничениях поворотных камер. Рассмотрим эту тему более подробно.
«Поворотки» на периметре эффективны, но только тогда, когда они работают в связке с охранной сигнализацией. Интегрированная система позволяет по срабатыванию датчика автоматически приблизить нужный участок и вывести на экран оператора картинку для принятия решения и детального анализа. Поворотные камеры на периметре - это незаменимый инструмент в определении степени угрозы, помощь в идентификации объекта. Например, детальное рассмотрение примет человека, фиксация его лица, определение номера автомобиля.
При этом нужно помнить и о проблемах при использовании поворотных камер:
- Зона покрытия
Поворотная камера имеет большую зону покрытия, а не угол обзора. Одна «поворотка» способна в некоторых случаях в режиме патрулирования покрыть зону охраны протяженностью до 200 метров. Однако, если произойдёт попытка проникновения на периметр в двух местах одновременно, то оператор сможет наблюдать лишь один из эпизодов. - Вибрации и раскачивание
Для того, чтобы камера могла покрыть большие пространства, ее нужно установить достаточно высоко. Если мы говорим об открытом участке, то возможно потребуется установка вышки. В такой ситуации малейшие вибрации и раскачивания приводят к тому, что на максимальном фокусе изображение получается размытым. Такую камеру нужно ставить на устойчивые конструкции или здания, а это не всегда возможно. - Обслуживание
Большая площадь купола требует частой очистки от загрязнений. - Надежность решения
Сломалась камера, что-то случилось с линком, пропало питание - и мы «без глаз» на участке в несколько сотен метров.
Таким образом, правильным решением будет комбинация стационарных и поворотных камер. При этом расстояние между стационарными камерами можно увеличить, а «поворотка» обеспечит нужную детализацию в месте возникновения инцидента.
Освещение периметра. ИК подсветка
Ещё один важный вопрос для видеонаблюдения, и не только периметрального - это освещение. Для камер всегда необходим дополнительный свет, в полной темноте работают только тепловизоры (о них поговорим ниже). Есть два варианта: стандартные прожекторы и инфракрасная подсветка. Выбор между двумя этими способами зависит от стратегии охраны.
Простое освещение на периметре прожекторами в темное время суток само по себе несёт защиту от внешних угроз - если периметр хорошо освещён, то не каждый злоумышленник захочет попытать счастья под светом фонаря.
С другой стороны, если стоит задача не только обнаружить, но и поймать нарушителя, то лучше применять другие методы. В таких ситуациях, конечно, не обойтись без ИК-подсветки и камер, поддерживающих режим день/ночь.
Сейчас очень популярны камеры со встроенной ИК подсветкой с заявленными расстояниями до 50 и более метров. Но изображение, получаемое с таких камер практически непригодно к использованию, т.к. ближняя зона получается сильно пересвеченной, а дальняя остается в темноте. Если есть возможность, то стоит произвести расстановку отдельных ИК-прожекторов малой мощности на всем протяжении периметра, под каждой камерой и на участках между камерами. Когда не предусмотрено дополнительное освещение прожекторами, такое решение поможет оператору видеть ночью всю протяженность периметра и вдобавок наблюдать охраняемую зону с помощью поворотных камер, которые смогут показать картинку при наведении на участок, где сработал датчик охранной сигнализации.
Применение тепловизоров
Рассказывая о защите периметра, будет неправильным не упомянуть о тепловизионных камерах (а в простонародье - тепловизорах). Эти устройства способны обнаруживать движение объекта на дальних подступах к периметру, на расстоянии нескольких сотен метров и более. Если речь идет об обнаружении объекта, то тепловизоры способны справляться с этой задачей, когда объект в кадре занимает до 2-х пикселей на метр. Расстояние обнаружения доходит до 1,5 километров для людей или животных и до 5,5 километров для транспортных средств.
За счёт чего достигаются такие уникальные показатели? Все связано с принципом работы тепловизоров. Он основан на фиксировании распределения температуры наблюдаемой зоны. Т.е. они воспринимают не отраженное световое излучение, а собственное излучение объектов в нижнем ИК диапазоне. У тепловизоров практически отсутствуют собственные шумы, и мы можем чётко видеть объекты размерами в несколько пикселей.
Дополнительным аргументом в использовании тепловизоров на объекте будет и тот факт, что они могут работать в любую погоду. Конечно, показатели обнаружения с учётом погодных условий, таких как дождь и снег, будут снижены, но по сравнению с обычными камерами надёжность обнаружения будет в разы выше.
За счёт перечисленных уникальных свойств тепловизоры - единственные доступные устройства, которые позволяют эффективно защищать открытые пространства. Несмотря на высокую стоимость, если пересчитать расходы на покрытие рабочих для тепловизора расстояний обычными камерами наблюдения, включая всю сетевую инфраструктуру, то получится сопоставимый бюджет или даже дешевле.
Но у всякой медали есть и обратная сторона. К недостаткам тепловизоров можно отнести:
- Неспособность идентифицировать объект и зафиксировать приметы: даже в ситуации, когда человек подойдет вплотную к тепловизору и будет в него смотреть, мы не поймем, кто это.
- Существует теоретическая возможность того, что поверхность будет той же температуры, что и объект. В этом случае контраст изображения не позволит выявить движение объекта.
- Тепловизоры не видят сквозь стекло и воду.
Резюме
Итак, выбор камер и освещения для периметрального видеонаблюдения не является таким уж сложным вопросом, если хорошо представлять себе конечную задачу и учитывать технические ограничения, накладываемые применяемым оборудованием. Повторим, что для крупных объектов независимо от того, какие камеры и освещение вы используете, эффективный контроль периметра с помощью видеонаблюдения возможен только в сочетании с традиционными средствами сигнализации.
Надеемся, что данным материалом мы прояснили некоторые моменты построения периметрального видеонаблюдения. В следующей части мы расскажем об организации сети и выборе сетевого оборудования для периметра.
Если вам потребуется помощь в выработке проектного решения, вы не уверены в своем выборе или же просто хотите проконсультироваться с опытными инженерами, звоните в Видеомакс по телефону +7(495)640-55-46. Мы обязательно поможем!
Другие статьи в серии о периметральном видеонаблюдении:
Часть 1: требования заказчика, тактика охраны, мифы
Часть 3: построение ЛВС и оптики, коммутаторы
Часть 4: станционное оборудование и рабочее место оператора
Полная версия обучающего вебинара по построению систем периметрального видеонаблюдения в видеоролике на нашем YouTube канале:
Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых технологий видеонаблюдения.Подпишись на канал
