Проектирование систем безопасности

1. Назначение программы

Данная программа позволяет быстро найти оптимальное количество и расположение камер видеонаблюдения,  рассчитать зоны обзора, расположить камеры на существующем или созданном с нуля плане помещений, размещать тестовые объекты и препятствия: стены, автомобили, людей  в трехмерном пространстве для оценки будущей системы видеонаблюдения и предоставить заказчику профессионально выглядящий проект системы видеонаблюдения,  снабженный результатами 3D моделирования.

Преимущества ПО:

• Повышение эффективности системы видеонаблюдения путем оптимального размещения камер.
• Экономия времени за счет быстрого расчета областей видимости, углов обзора и фокусных расстояний объективов  камер видеонаблюдения.
• Подбор необходимого  разрешение камеры и максимального угла обзора для целей детекции, распознавания и идентификации людей.
• Загрузка планов помещений или карты местности перед расстановкой камер видеонаблюдения.
• Повышение уровня защиты объекта – заранее можно найти мертвые зоны с помощью 2D и 3D моделирования.
• Быстрая оценка необходимой пропускной способности сети для Вашей системы видеонаблюдения  с любым количеством IP камер и видеосерверов и подбор оптимальной скорость записи и уровня сжатия видеопотоков.
• Мгновенный расчет необходимого размера жестких дисков для хранения видеоархива.
• Возможность предварительного просмотра того, что получится после установки системы видеонаблюдения.
• Созданиепроектной документации – полученные в программе таблицы, чертежи, и результаты трехмерного моделирования могут быть легко перенесены  в Word, Excel, OpenOffice, Visio и другие офисные и САПР программы, такие как Auto CAD .

3.1.2 Системные требования

• Программа совместима с любым компьютером работающим под операционной системой Windows.
• Минимальное разрешение экрана – 1024х600.
• Рекомендуемое разрешение экрана 1920х1024.
• Манипулятор “мышь” с колесиком для быстрого изменения  масштаба и прокрутки планов помещений.

Особенности:

• В состав данной программы входят: графический калькулятор зон обзора видеокамер, учитывающий высоту установки камеры,  калькулятор объективов (расчет фокусного расстояния объективов),  калькулятор разрешения мегапиксельных камер, а также калькулятор для оценки сетевого трафика и места на диске (калькулятор  IP камер).
• Поддерживается возможность загрузки планов помещения (карт местности) в форматах JPEG/BMP.
• Программа позволяет добавлять произвольные пользовательские разрешения камер, и настраивать параметры зон мониторинга, детекции, распознавания и идентификации.
• Интерфейс программы переведен на русский язык, поддерживается метрическая система.
• Обновления программы и возможность перехода  на более новые версии в течение трех месяцев после покупки бесплатны.
• Для ознакомления Вы можете скачать 45 дневную ознакомительную версию. Ограничения ознакомительной версии:  полнофункциональная, 45 дней, 45 запусков, ограничения по загрузке ранее сохраненных проектов.

3.1.3 Описание задачи и методы ее решения

Задачей проектирования системы охранного телевидения является выбор технических характеристик видеокамеры. Для того необходимо подобрать место установки видеокамеры, высоту ее установки и объектив.

1.Создаем новый проект в программе : Проект1.jvsg. На панели инструментов программы открываем вкладку: Объектив и угол обзора -> «План помещений» (см.рис.3.2).

Рисунок 3.2 – Окно программы

2. Вносим план проектируемого  объекта в качестве фона (см.рис.3.3):

Рисунок 3.3 – Окно программы

3. Выбираем две точки для масштабирования плана проекта (см.рис.3.4):

Рисунок 3.4 – Окно программы

4. Вводим реальное расстояние между этими точками (см.рис. 3.5):

Рисунок 3.5 – Окно программы

5. Программа предусматривает построение  «препятствий» на объекте: расположение стен, заборов и предметов с регулируемой высотой и длиной (см.рис.3.6):

Рисунок 3.6 – Окно программы

6. При необходимости решения задачи идентификации людей или распознавания номеров автомобилей, можно воспользоваться тестовыми  изображениями людей с таблицей SKLили фигуркой автомобиля с номером (см.рис. 3.7):

Рисунок 3.7 – Окно программы

Если в изображении трехмерного вида с камеры вам удастся разглядеть номер автомобиля или буквы на табличке тестового человека, значит параметры идентифицирующей камеры выбраны успешно (см.рис.3.8).

Рисунок 3.8 – Окно программы

7. Далее  в разделе «Параметры камеры» выбираем  необходимое разрешение камеры, размер матрицы (см.рис.3.9):

Рисунок 3.9 – Окно программы

8. Устанавливаем ТК в необходимую точку на объекте (см.рис.3.10).

Рисунок 3.10 – Окно программы

При помощи поворота камеры, изменения высоты установки и дальности обзора камеры в панельном меню вкладки «План помещений»  можно подобрать необходимые углы и области обзора камеры.

9. Результатом работы программы является чертеж установки камеры.Посмотреть их можно во вкладке На панели инструментов программы: Объектив и угол обзора -> «чертеж установки» (см.рис.3.11).

Рисунок 3.11 – Окно программы

И трехмерное изображение с камеры: Объектив и угол обзора -> «3D виды» (см.рис.3.12).

Рисунок 3.12 – Окно программы

В качестве примера в таблице 3.1 приведены зависимости углов обзора ТК от фокусного расстояния.

Пусть расстояние от камеры 9 м, высота стен помещения 3 м, площадь помещения 5,6*6,6 м2,

Высота установки камеры – 2,8 м ( выбрана из расчета высоты стен помещения). 

Таблица 3.1 – Зависимость параметров зоны обзора ТК от фокусного расстояния

Фокусное расстояние, мм	Горизонтальный угол обзора, град	Область видимости,м	Расположение ТК на объекте	Трехмерное изображение с ТК
6	43,6	6,9
4,8	53,1	8,5

 

Фокусное расстояние, мм	Горизонтальный угол обзора,град	Область видимости, м	Расположение ТК на объекте	Трехмерное изображение с ТК
4	61,9	9,9
3,5	68,9	11
2,8	81,3	13,1

 

Фокусное расстояние, мм	Горизонтальный угол обзора,град	Область видимости, м	Расположение ТК на объекте	Трехмерное изображение с ТК
2,4	90	14,5
2	100,4	16,2

 

 

По экспериментальным данным можно сделать вывод о том, что с увеличением фокусного расстояния угол и область обзора ТК уменьшается (см.рис. Б1), что приводит к более четкому и более узконаправленному изображению. Поэтому, при выборе параметров объектива видеокамеры следует учитывать цель установки этой камеры (идентификация, распознавание, мониторинг) и размеры объекта, который  необходимо наблюдать.

Рисунок 3.13 – . График зависимости угла обзора от фокусного расстояния

 

2. Подсистема видеонаблюдения

Структурная схема системы видеонаблюдения изображена на рисунке 3.14.

Рисунок 3.14– Обобщенная структура системы охранного телевидения

1. Средства видеонаблюдения

Телекамеры и устройства их оснащения

Правильный выбор телевизионных камер является принципиально самым важным моментом в проектировании системы, так как именно характеристиками камер определяются, в конечном счете, характеристики других компонентов системы и в целом ее стоимость.

При выборе телекамеры и места ее установки учитываются:

• категория значимости зоны;
• геометрические размеры зоны;
• необходимость идентификации наблюдаемого предмета;
• ориентация зоны на местности;
• освещенность объекта наблюдения;
• расположение уязвимых мест (окон, дверей, люков и т.п.);
• условия эксплуатации;
• вид наблюдения – скрытое или открытое.

Для того чтобы определить основные параметры камер, целесообразно сгруппировать зоны объекта таким образом, чтобы требования к камерам от группы к группе были различными.

Группы зон объекта (см.рис. 3.15):

Рисунок 3.15–Группы зон объекта

• уличное наблюдение (периметр здания – т.П1 и П2; охрана склада со стороны улицы – т.С1)
• внутреннее наблюдение (телекамера в фойе здания – т.В1; телекамера наблюдения в рабочем помещении – т.Оф1 и телекамера в помещении кассового узла – т.К1)
• идентификация (для считывания номеров автомобилей – т.И2 и для идентификации личности людей на входе – т.И1)

Телевизионная камера– это устройство, которое преобразует оптическое изображение наблюдаемого объекта в электрический видеосигнал. Телевизионная камера является важнейшим элементом системы, так как именно с нее в систему поступает первичная информация об объекте и именно ее характеристиками определяется качество изображения в целом. Камера представляет собой электронную плату, на которой размещены чувствительный элемент – матрица, выполненная на приборах с зарядовой связью (ПЗС-матрица), и объектив(см.рис. 3.16).

Рисунок 3.17–Разрез объектива

Дешевые камеры оснащаются, как правило, простейшими встроенными объективами, более дорогие – сменными объективами с улучшенными характеристиками и функциями.

Различают камеры:

• корпусные и бескорпусные;
• черно-белого и цветного изображения;
• обычной и повышенной чувствительности;
• обычного и высокого разрешения;
• для внутреннего и наружного наблюдения;
• для скрытого наблюдения.

Качество телевизионной камеры определяется целым рядом показателей, однако, в большинстве случаев при выборе камеры для конкретной системы достаточно ориентироваться на следующие ее характеристики:

1. Оптический формат – размер фоточувствительной области ПЗС-матрицы в дюймах. Основными форматами являются: 1/3", 1/2", 2/3" и 1". Чем больше оптический формат, тем меньше (при прочих равных условиях) геометрические искажения изображения. В особенности это сказывается при больших углах зрения. ВСОТ среднего и высокого классов обычно используются камеры формата 1/2", 2/3" и 1". Камеры с оптическим форматом 1/3" имеют небольшие габариты и стоимость и используются, в основном, для ведения скрытого наблюдения, а также в системах с невысокими требованиями к качеству изображения. В последнее время на рынке появились миниатюрные камеры с ПЗС-матрицей формата 1/4". Следует отметить, что камеры меньшего формата, как правило, более позднего выпуска, т.е. по всем параметрам превосходят старые большие камеры.
2. Разрешающая способность (разрешение) – максимальное количество телевизионных линий (ТВЛ), различаемых в выходном сигнале камеры при минимально допустимой глубине модуляции – 10%. Разрешение по горизонтали определяет максимальное количество градаций от черного к белому или обратно, которые могут быть получены от камеры в центральной области экрана. На краях экрана допускается некоторое ухудшение качества изображения. Чем выше разрешение камеры, тем более мелкие детали можно различить на изображении. Обычным разрешением считается 380-420 линий для черно-белых и 300-320 линий для цветных камер. В системах высокого класса используются, как правило, камеры с повышенным разрешением (500-600 линий для черно-белых и 375-450 линий для цветных камер).
3. Пороговая чувствительность(чувствительность) – минимальная освещенность на ПЗС-матрице, при которой камера сохраняет работоспособность. Обычной чувствительностью считается 0,1-0,5 лк для черно-белых и 1-3 лк для цветных камер.В системах, предназначенных для наблюдения слабо освещенных объектов, имеющих малую отражательную способность, используются камеры высокой чувствительности (порядка 0,01 лк).ПЗС-матрицы обладают очень важным свойством – они позволяют получать четкое изображение (особенно «теплых» объектов, например, человека) в условиях полной темноты при подсветке инфракрасными лучами. С этой целью некоторые камеры оснащаются встроеннойИК-подсветкой.