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球形转台和非球形转台在视频监控中的选用

2017年09月05日 浏览次数:1638

  视频监控设备领域中的球形转台①和非球形转台,是由行业内根据设备外形的不同进行的区分,继而被整个安防监控行业沿用的称谓。

  在相关专业媒体及网站上,对球形转台和非球形转台的描述和解释非常少,仅有的一些介绍也只是从大安防的角度用球机和枪机的概念进行区分。比如,用传统的枪机和最新的球机进行比较区分,用专用定向枪机和能旋转的球机比较旋转角度等,这些信息介绍根本没有触及大范围监控所使用的球形转台和非球形转台,所以本文仅就用于具有大视野、大范围视频监控特征的森林防火监控、高空瞭望、航(河)道视频监控、江(海)防视频监控等领域所使用的球形转台和非球形转台略作分析,以便用户更好的了解、甄别、选用。

  球形转台和非球形转台两种设备在智能视频监控领域所实现的基本功能是相同的,内部功能模块也基本相同,都是在护罩仓(此处所说的护罩仓即球型和非球型)内置变焦镜头一体化摄像机,然后把内置摄像机的护罩仓固定在转台上,实现转台带动内置摄像机的护罩仓俯仰、左右旋转,达到采集视频/图像的功能。

  1、通过外观选用球形转台和非球形转台

  非球形转台是把含有变焦镜头一体化摄像机的护罩仓(方筒型或圆筒形)固定在底部的转台上,转台内部附带各种功能电路板及驱动电机,可以实现360°连续旋转和-60°~60°的俯仰角旋转,有些性能高的非球形转台还能设置转台的运行模式,比如“削苹果”模式、水平连续旋转模式及阴、雨、晴天等模式,可以根据天气情况和季节选择相应的运行方案。

  非球形转台的护罩仓外形是随变焦镜头一体化摄像机的形状确定的,是典型的随“机”赋“形”,最大程度的减少了护罩仓的体积,减小了重量。但也不能就此认为非球形转台的护罩仓外形就是不加修饰的、不美观。在诸多非球形转台设备中,方形护罩仓的转角处多做倒角处理,采用流线型设计,在考虑风阻的同时方便人工搬运。

非球形转台和球形转台.jpg

  球形转台是把含有变焦镜头一体化摄像机的球型护罩仓固定在底部的转台上,转台内部附带各种功能电路板、驱动电机,可以实现360°连续旋转和-60°~60°的俯仰角旋转,有些球形转台的俯仰角更大一些。在所实现的基本功能相同的情况下,球形转台为了追求美观和减小风阻把长方形的变焦镜头一体化摄像机放进球形护罩仓里面,无形中增加了球形转台护罩仓的体积和重量,加大了制造难度和设备运行功耗,增加了整体监控系统的投入成本,对后期搬运、安装、维护带来一系列困难。

  2、通过风阻来选用球形转台和非球形转台

  对球形转台和非球形转台来说,风阻主要来自三个因素:一是视频监控设备(球形转台和非球形转台)在高速运行时来自空气的阻力;二是视频监控设备在运行时遇到高风速形成的阻力。

  首先,要剔除一个伪概念:就是球形转台和非球形转台在转台驱动下的“高”转速。现在有些视频监控设备制造商无视用户的实际需求,片面追求高转速,刻意比较一些没有实际意义的参数。视频监控设备制造商应该根据设备的应用领域及用途,测定一个合理的转速范围,具体到大空间、大范围的监控区域,多快的转速才是合理的转速?在多大范围内的转速是适合的,这个范围值就是合理转速范围,高于或低于这个范围的转速,都可视为该视频监控设备不是匹配设备。

  其次,风阻和视频监控设备的迎风面密切相关。迎风面越大,阻力越大。同样长度的焦距段的镜头内置到护罩仓后,球形转台的护罩仓体积大于非球形转台护罩仓的体积。因此球形转台的体积大于非球形转台,所以相对来说球形转台的阻力应大于非球型转台。

  常识也告诉我们,物体在高速运动时且具有相当迎风面时才会产生空气阻力。对于大范围、大空间视频监控设备的球形转台和非球形转台来说,其速度既谈不上高速,其面积也谈不上具有相当迎风面,因此以转台设备的形状不同来谈风阻,没有实际意义。

  其三,设备在运行时遇到高风速会形成阻力。物体高速迎风运动,较容易产生阻力。非球机转台在运行时,运行一周只有两个时间点是其整个侧面全部是迎风面,但此迎风面也比监控范围相当的球形转台的迎风面小,所以两种设备在高风速中运行时的风阻比较,高下立判。

  况且,以上谈的诸多因素都没有考虑“设备所处的环境”。球形转台减小风阻主要目是防抖(防止球形转台由于抖动导致拍摄的视频/图像模糊)。用于大范围、大环境的视频监控设备要实现远望,必须要高架。现在解决高架的方式绝大多数是搭建铁塔,在强风作用下,铁塔本身会抖动。因此,处于抖动铁塔之上的转台,风阻大些或小些,没有实际意义。

  可见,要考察设备的风阻,不单要考虑设备的体积,还要考虑设备所处的具体环境等相关因素。如果仅仅从体积和风速两个因素来判断,球形转台和非球形转台两种设备因转速所形成的风阻可以忽略不计;因转速和高风速形成的风阻,球形转台要大于非球形转台,因此对于球机的所谓球体造型减小风阻的说法,有待商榷。

  3、通过维护选用球形转台和非球形转台

  当前视频监控器材市场,特别是大范围的视频监控器材市场良莠不齐、鱼龙混杂,诸多制造商看中的不是安防市场本身,而是看中卖方和买方之间信息的不对称、有机可乘,想的是浑水摸鱼。有些制造商使用球形转台这种没有实用价值的外观和噱头来博取注意,所以他们在产品设备的研发和制造上,大多是抄袭、拼凑、组装,功能模块之间匹配度低、兼容性弱、稳定性差,造成的后果是高故障率、高维护成本、高安装/运输费用、大功耗,使用户苦不堪言。笔者曾与云南省的一位用户接触中,得知他们单位几年前曾投巨资建了几个视频监控点,第二个监控点还没建好,第一个监控点就出故障了,频繁的故障和缺乏稳定性的系统,使该项目搁置至今。

  上文提到,非球形转台是依照变焦镜头一体化摄像机的外形塑造成型的,即根据变焦镜头摄像机的大小确定非球形转台护罩的大小。这种“随物(变焦镜头一体化摄像机)赋形(非球形转台)”的设计思路使得非球形转台的体积比球形转台小,相应的重量也比球形转台轻。市场上现有的非球形转台系统的重量大都在50~80kg不等,也有个别厂商研制的非球形转台系统的重量低至40~50kg左右。而球形转台系统的重量动辄要200kg以上。

  球型转台重量大,周边附属设备多,造成整个视频监控系统功耗极大(绝大多数球形转台系统的功耗都在200~300W左右;而非球型转台系统功耗多在60~100W左右,个别厂商研制的非球形转台系统功耗低至40W左右)。整体设备功耗大,后备电源(蓄电池)的需求量就增加。整体功耗大的设备往往需要40节左右的蓄电池来维持系统正常运行,而功耗低的系统只需要四五节蓄电池就可以。因此在进行风能、太阳能发电和蓄电系统的建设时,可以节省初期建设成本。特别是在高寒地带,为了保持电源处于正常工作温度,需要做深埋保温处理,高功耗意味着还要增加大量的“深挖低埋”的基建费用。

  球形转台在故障设备维修时,由于设备不同功能模块的拼凑、部件间电路连接复杂,除非专业人员,根本无法解决;即使有专业人员,检测、检修故障,也不可能在设备所在地完成,这又涉及到监控设备下架、搬运返厂,频繁的进行安装、拆卸,无形中又减短了设备的使用寿命。并且,在设备维修期间,如果没有备用监控设备,就等于是视频监控的空白期,如果在此期间发生森林火灾而因为设备故障没有监控到,其损失的责任应该在谁?如果有备用设备,就相当于采购了两套设备,造成视频监控设备采购费用高企。

  市场上也有一种说法是球形转台重量大也能增强稳定性。这个说法同样是抛弃了诸多与稳定性相关的其他因素,单纯就重量论稳定。用于大范围、大环境中的视频监控设备,其稳固性主要还是来自设备的材质、部件之间的咬合度及紧密度、设备结构重心的设定等因素,而不能单从重量这个因素来谈设备的稳定程度。

  视频监控设备,大多安装在郊野、山间、河岸等人迹罕至处,没有现成的道路可行,球型转台系统重量大,对于安装、运输,无疑要专门开辟、铺设道路进行运输,还有可能使用重型机械进行吊装、搭脚手架,其运输、安装成本又是一笔不菲的费用。

  而非球形转台轻量化、小型化,方便运输、安装、维护等,极大的方便了用户。随着视频监控器材市场越来越成熟,用户也在慢慢认识、了解视频监控设备,这也是目前市场上出现大范围视频监控设备绝大多数是非球形转台的原因。

  通过比较分析,在视频监控项目建设中选用那种设备已一目了然,希望以上分析能对用户甄别、选用设备有所帮助。随着视频监控在各个领域中发挥的作用越来越大,视频监控设备的市场前景向好,特别是大范围视频监控设备,其未来发展趋势一定是轻型化、集成化,谁具备了这两个特征的研发制造能力,谁就将在未来的市场中扮演至关重要的角色。