TV przemysłowa / CCTV

Systemy alarmowe

Kontrola dostępu

Kamery sportowe

Partnerzy LC Security

Kamery online

Pomoc techniczna

Wybór kamery IP

W celu zapewnienia maksymalnej wydajności pracy sieciowego systemu telewizji przemysłowej, należy odpowiednio przystosować do niego kamery IP. Podczas wyboru kamer sieciowych IP podobnie jak w przypadku standardowych analogowych kamer przemysłowych należy kierować się kilkoma zasadami. W szczególności warto zwrócić uwagę na dobór poszczególnych podzespołów kamery, optymalizację ustawień oraz inne czynniki, mające wpływ na osiąganie szczegółowych obrazów o wysokim poziomie jakości.

Rodzaje kamer sieciowych IP

W sytuacjach gdy nasz sieciowy system monitoringu wizyjnego jest systemem nowym, w którym nie ma analogowych kamer przemysłowych, najlepszym rozwiązaniem jest użycie specjalizowanych kamer sieciowych IP, których specyfikacja techniczna została optymalnie przystosowana pod kątem pracy w instalacjach CCTV IP. Kamery sieciowe IP dostępne są w wielu wersjach, co pozwala na ich dostosowanie do różnych potrzeb i wymagań stawianych przez sieciowe systemy wizyjne. Ponadto, kamery IP podobnie jak kamery analogowe dostępne są w różnych wersjach.

• Stałe kamery sieciowe IP – są to urządzenia ze stałym korpusem i obiektywem, które stanowią odpowiednik tradycyjnych kamer przemysłowych. Stałe kamery IP znajdują zastosowanie przeważnie w miejscach, gdzie urządzenia montuje się w miejscach widocznych dla osób obserwowanych. Stała konstrukcja sprawia, że zarówno kamera, jak i kierunek prowadzonej obserwacji jest bardzo dobrze widziany. Dużą zaletą użytkową tej grupy kamer IP jest możliwość stosowania wymiennych obiektywów typu C/CS, co pozwala na odpowiednie przystosowanie urządzenia do miejsca pracy.





Fot. Bezprzewodowa kamera IP kompaktowa LC-358 IP

• Stałe kopułkowe kamery sieciowe (dome) - nazywane również minikopułkami to kamery stałe wyposażone w półkulistą obudowę. Podstawową zaletą tej grupy urządzeń jest możliwość łatwego ustawienia dowolnego kierunku obserwacji. Stałe kopułkowe kamery sieciowe IP cechują się dużą dyskrecją prowadzonej obserwacji, co sprawia, że stosuje się je w miejscach gdzie kamera powinna pozostać mało zauważalna. Ponadto, charakterystyczna obudowa, często z przyciemnioną szybką znacznie utrudnia rozpoznanie kierunku prowadzonej obserwacji. Zazwyczaj urządzenia tego typu wyposażane są w obiektywy stałe, których nie da się wymienić, a nawet jeśli istnieje taka możliwość to jest ona ograniczona z powodu małej ilości miejsca pod obudową.





Fot.Kamera megapikselowa IP w obudowie kopułkowej LC-460 IP

• Obrotowe sieciowe kamery PTZ (Pan Tilt Zoom) – to urządzenia które pozwalają na dokonanie przesunięcia, obrotu w poziomie i pionie oraz zbliżenia zoom. Obraz może być przybliżany ręcznie lub automatycznie w wyniku reakcji na wcześniej zdefiniowane zdarzenie. Obrotowe sieciowe kamery PTZ stosuje się w miejscach gdzie konieczne jest śledzenie pojedynczych obiektów, a także w miejscach o dużym natężeniu ruchu np. monitoring imprez masowych. Większość dostępnych na runku obrotowych kamer IP PTZ nie pozwala na dokonanie pełnego obrotu w zakresie 360 stopni. Urządzenia tego typu nie są też przystosowane do ciągłej pracy automatycznej (patrolowanie, panoramowanie), tzw. trasy strażnika. Na swoim wyposażeniu zazwyczaj posiadają wysokiej klasy zoom optyczny z zakresu od 18x do 26x.





Fot. Bezprzewodowa kamera megapikselowa PTZ LC-455 LC Security

• Szybkoobrotowe kopułkowe kamery sieciowe IP (speed dome) – podobnie jak kamery kopułkowe doskonale sprawdzają się w zastosowaniach dyskretnych, ponieważ ich konstrukcja uniemożliwia rozpoznanie kierunku prowadzonej obserwacji. Szybkoobrotowe kamery IP w porównaniu z obrotowymi kamerami PTZ dają możliwość pełnego obrotu w zakresie 360 stopni. Urządzenia tej grupy są odporne na uszkodzenia mechaniczne i doskonale sprawdzają się w pracy ciągłej w wymiarze 24 godzinnym. Dodatkowo na swoim wyposażeniu posiadają szereg programowalnych funkcji np. 10 nastaw (presetów), co sprawia, że jedne urządzenie może swoim dozorem objąć taki obszar, co 10 kamer stałych. Zoom optyczny najczęściej w zakresie od 18x do 32x.





Fot. Wewnętrzna kamera szybkoobrotowa IP SNC-ER521 Sony

• Sieciowe kamery PTZ bez części mechanicznych – grupa urządzeń, która pojawiła się na rynku wraz z wprowadzeniem profesjonalnych kamer sieciowych IP. Urządzenia tej klasy wyposażane są w megapikselowe przetworniki obrazu, dzięki którym są w stanie pokryć obszar z zakresu od 140 do 360 stopni. Operator urządzenia może sterować obrotem w poziomie, pionie oraz przybliżać interesujący go kadr. Podstawową zaletą użytkową sieciowych kamer PTZ z tej grupy jest brak części mechanicznych, co w znacznym stopniu obniża ryzyko awarii urządzenia. Ponadto, kolejnym atutem tych urządzeń jest możliwość natychmiastowego przestawienia kamery w innym kierunku, co w przypadku tradycyjnych kamer PTZ zajmuje do 1 sekundy. Efektywne sieciowe kamery PTZ bez części mechanicznych zazwyczaj wyposażane są w przetwornik obrazu o zdolności rozdzielczej na poziomie 3Mpx. W celu zachowania wysokiej jakości obrazu obrót w poziomie i pionie powinien być ograniczony do około 140 stopni, a zoom do 3x.

Każdy z powyższej opisanych typów kamer IP występuje w kilku odmianach, co jeszcze bardziej zwiększa możliwości instalacyjne. Do najczęściej występujących wersji z całą pewnością można zaliczyć:

• Wandaloodporne – urządzenia, których obudowy zostały stworzone z wysoce odpornych na uszkodzenia materiałów. Kamery odporne na akty wandalizmu.





Fot. Wandaloodporna kamera IP kopułkowa AXIS M3005-V

• Odporne na warunki atmosferyczne – urządzenia posiadające specjalne obudowy, które pozwalają na prawidłową i bezawaryjną pracę w trudnych warunkach atmosferycznych. Odporne na nasłonecznienie, wilgotność, zakurzenie, itd.





Fot. Zewnętrzna kamera 5-megapikselowa LC-505 IP

• Do pracy ciągłej (tzw. Dzień/Noc) – kamery które pozwalają na prowadzenie monitoringu w trybie całodobowym. W warunkach korzystnego oświetlenia (dzień) pracują w trybie kolorowym, zaś gdy poziom oświetlenia spada poniżej określonej wartości automatycznie przechodzą w tryb monochromatyczny, który pozwala na prowadzenie efektywnego nadzoru nocnego. Ponadto, przy skrajnie niskim poziomie oświetlenia można stosować reflektory podczerwieni IR, dzięki którym kamery mogą pracować w całkowitych ciemnościach.

Dobór obiektywu do kamery IP

Kolejnym krokiem po wyborze rodzaju kamery IP jest dobór do niej odpowiedniego obiektywu. Jest to ważny element konstrukcyjny każdej kamery IP, gdyż dzięki niemu urządzenie „widzi” i jest w stanie prowadzić skuteczny monitoring wizyjny IP.

Standardy mocowań obiektywów do kamer

Obecnie na rynku urządzeń CCTV dostępne są dwa podstawowe standardy mocowania obiektów do kamer, mianowicie typ C i CS. Oba standardy mocować obiektywów cechują się takim samym 1” gwintem i wyglądem. Różnica polega na odległości między mocowanym obiektywem a przetwornikiem obrazu kamery IP. W przypadku obiektywów typu CS odległość między obiektywem a przetwornikiem powinna wynosić 12,5mm, natomiast dla mocowania typu C powinna wynosić 17,5mm. Każdy obiektyw typu C możemy w łatwy sposób przekształcić w obiektyw CS. Możliwie jest to dzięki użyciu 5-mm elementu dystansującego (adaptera pierścieniowego C/CS). Zmiana obiektywu CS na C ze względów konstrukcyjnych nie jest możliwa. Obecnie niemal wszystkie kamery i obiektywy dostępne na rynku są w wersji CS, gdyż typ C był pierwotnie stosowanym standardem. Należy pamiętać, że jeżeli w kamerze nie da się ustawić odpowiedniej ostrości, w większości przypadków oznacza to, że został zastosowany nieprawidłowy typ obiektywu.

Rozmiary przetworników obrazu

W kamerach sieciowych IP możemy spotkać się z kilkoma standardowymi rozmiarami przetworników obrazu, których matryce posiadają przekątną 2/3”, 1/2”, 1/3” i 1/4". Niezwykle istotny jest prawidłowy dobór obiektywu do przetwornika kamery IP.

Reguła jest jedna, obiektyw o danej wielkości można stosować z przetwornikiem o tej samej przekątnej matrycy lub mniejszej. Przykładowo obiektyw przeznaczony do przetwornika 1/2 cala może także współpracować z przetwornikami o rozmiarach 1/2, 1/3 i 1/4 cala. Obiektyw do przetwornika 1/4" nie może współpracować z przetwornikiem 1/3 i 1/2 cala. W przypadku gdy obiektyw jest przeznaczony do przetwornika mniejszego niż ten zastosowany w kamerze na obrazie pojawiają się czarne narożniki, które negatywnie wpływają na jego poziom jakości i ilość detali. W odwrotnym przypadku (do większego niż zamontowany) wówczas kąt widzenia obiektywu jest mniejszy od domyślnego (część informacji utracona).

Ogniskowa obiektywu

Ogniskowa obiektywu to odległość od której zależne jest pole widzenia kamery sieciowej IP. Z definicji ogniskowej wynika, że im jest ona większa, tym pole widzenia jest mniejsza. Inaczej mówiąc długość ogniskowej jest odwrotnie proporcjonalna do uzyskiwanego kąta widzenia. Ogniskową obiektywu możemy w prosty sposób obliczyć. Większość producentów wraz ze swoimi produktami łatwy w użyciu, przesuwny i obrotowy przyrząd (kalkulator) do obliczania ogniskowej obiektywu na podstawie wielkości obiektu (sceny) i jego odległości od obiektywu. W przypadku systemów telewizji przemysłowej aby wykrycie osoby na ekranie było możliwe musi ona stanowić minimum 10% wysokości obrazu. Precyzyjna identyfikacja możliwa jest gdy osoba zajmuje przynajmniej 30% wysokości wyświetlanego obrazu. Z tego też względu przez zastosowaniem należy dokładnie sprawdzić poprzez przeanalizowanie obrazu na ekranie, jak dana kamera współpracuje z wybranym obiektywem, i wtedy stwierdzić czy konieczna jest korekta ogniskowej.

Podstawowe typy obiektywów

Obiektywy do kamer sieciowych IP podobnie jak w przypadku kamer analogowych, występują w kilku wersjach. Podstawowy podział obiektywów do kamer:

• Obiektywy o stałej długości ogniskowej – np. układy optyczne ze ogniskową 4mm. Cechują się stałym niezmiennym kątem widzenia.

• Obiektywy o zmiennej długości ogniskowej – układy optyczne pozwalające na ręczne ustawienie ogniskowej w pewnym zakresie, co pozwala na przystosowanie pola widzenia kamery do miejsca w którym prowadzony jest nadzór wizyjny. Najczęściej możemy spotkać się z obiektywami zmienno-ogniskowymi z długością ogniskowej od 3,5 do 8mm.

• Obiektywy z tzw. zoomem (możliwość powiększania) – obiektywy o bardzo dużym zakresie zmian ogniskowej. Mimo dużego zakresu zmian ogniskowej obiektywy tego typu nie wpływają na ostrość obrazu. Dodatkowo obiektywy z zoomem występują w wersji ręcznej lub z napędem, co pozwala na zdalne sterowanie zoomem.

Przysłona obiektywu

W kamerach sieciowych w odrażeniu od konwencjonalnych kamer, w których czas ekspozycji jest stały, zazwyczaj ilość docierającego światła do elementu obrazującego jest regulowana za pomocą przysłony lub ustawienia czasu ekspozycji. Zadaniem przysłony jest odpowiednia regulacja ilości światła przechodzącego przez obiektyw, w taki sposób aby zapewnić stabilną pracę elementu obrazującego. Mała średnica przysłony powoduje zmniejszenie ilości światła i większą głębię ostrości (tzn. ostrość obrazu przy większych odległościach). Z kolei duża zapewnia lepszy obraz przy słabym oświetleniu.

Wyróżnia się kilka rodzajów przysłon w obiektywach do kamer:

Przysłona ustawiana ręcznie (manual) – ustawiana najczęściej podczas montażu kamery, w taki sposób aby zapewnić optymalne przystosowanie kamery do panujących warunków oświetleniowych. W takim przypadku przysłona nie reaguje automatycznie na zmianę panującego oświetlenia, gdyż jest ustawiana na określoną wartość średnią dla zmiennych warunków oświetleniowych.

Przysłona ustawiana automatycznie (Auto Iris) – stosowana w kamerach pracujących przy silnie zmiennych warunkach oświetleniowych. Automatyczna przysłona samodzielnie reaguje na zmiany oświetlenia, dzięki czemu zapewnia kamerze stałą ilość światła padającego na element obrazotwórczy. Automatyczna przysłona może być sterowana za pomocą sygnału DC (DC Iris) lub wygnałem wizyjnym (Video Iris).

Wartość przysłony obiektywu jest określana parametrem F, który jest stosunkiem ogniskowej do rzeczywistej średnicy przysłony. Wartość parametru F charakteryzuje ilość energii światła docierającej do przetwornika, i z tego też względu w dużym stopniu wpływa na jakość wyświetlanego obrazu. Im większa wartość parametru F tym do przetwornika dociera mniejsza ilość światła, i na odwrót. Mniejszą wartość parametru F stosujemy podczas pracy w przy słabym poziomie oświetlenia, co pozwala na osiągnięcie obrazu o dobrej jakości. Wiele nowoczesnych kamer sieciowych IP zapewnia automatyczne ustawienie przysłony, co pozwala na prowadzenie stabilnej i efektywnej obserwacji niezależnie od pory roku czy zmiennych warunków oświetleniowych.

Montaż wewnętrzny i zewnętrzny kamery IP

Przede wszystkim jeżeli nasza kamera sieciowa IP ma pracować w środowisku zewnętrznym musi zostać wyposażona w odpowiednią obudowę, która zapewni ochronę przed czynnikami atmosferycznymi, i tym samym pozwoli na bezawaryjną i skuteczną pracę. W przypadku gdy kamera IP jest bezpośrednio narażona na uszkodzenia mechaniczne np. w wyniku aktów wandalizmu konieczne jest zastosowanie kamery wyposażonej w obudowę wandaloodporną. Obudowy do kamer sieciowych IP cechują się różnymi wymiarami i elementami dodatkowymi (np. wbudowany wentylator, grzałka), które pozwalają na pracę w ściśle zadanych zakresach temperatur i przy określonej wilgotności powietrza. Ponadto, każda obudowa powinna być zgodna z obowiązującymi normami IP, które określają ich odporność na przenikanie ciał stałych oraz wodoszczelność. Tylko w momencie gdy obudowa jest zgodna z normami IP mamy pewność, że w zadanych warunkach będzie pracować prawidłowo.

Klasyfikacje obudów do kamer ze względu na ochronę przed dotknięciem, przed dostaniem się ciał stałych oraz przed działaniem wody, wg PN-92/E-08106:

Podstawowe zasady prawidłowej instalacji kamery IP w zależności od oświetlenia

W celu zapewnienia kamerze IP odpowiednich warunków pracy, i tym samym pozwolenie jej na reprodukcję obrazów o wysokim poziomie jakości konieczne jest przestrzeganie kilku podstawowych zasad instalacyjnych. Podstawowe zasady tyczą się nie tylko kamer sieciowych IP ale także wszystkich innych kamer stosowanych w systemach telewizji przemysłowej. Poniższej najistotniejsze wskazówki, którymi należy kierować się podczas instalacji zarówno kamer sieciowych IP, jak i przemysłowych kamer analogowych.

• Stosować silne oświetlenie – przeważnie główną przyczyną niskiego poziomu jakości obrazu jest zbyt słabe oświetlenie. Gdy do przetwornika kamery dociera zbyt mała ilość światła obraz staje się rozmyty, a kolory matowe przez co obniża się ilość szczegółów w obrazie. Kolorowe kamery sieciowe IP wysokiej jakości mogą wytwarzać obraz przy poziomie światła nawet na poziomie 1Lx, jednak taki obraz nie jest najwyższej jakości. Z tego też powodu nawet jeśli dana kamera IP cechuje się wysoką czułością na oświetlenie dla trybu kolorowego, zawsze warto pamiętać o zapewnieniu dodatkowego źródła światła. Należy także pamiętać, że kamery IP z przetwornikami obrazu typu CMOS potrzebują więcej światła do pracy niż kamery sieciowe bazujące na przetwornikach CCD.

• Unikać oświetlenia z tyłu – należy unikać jasnych obszarów obrazu, gdyż taki obraz może zostać prześwietlony i stracić bardzo dużą ilość szczegółowe. Ponadto, w przypadku mocnego oświetlenia z tyłu, pierwszoplanowe obiekty na obrazie są zaciemnione, co nie pozwala na ich skuteczne rozpoznanie.

• Zmniejszyć kontrast – praktycznie każda kamera ustawia czas ekspozycji w taki sposób, aby uzyskać średni poziom jasności obrazu, co w praktyce bardzo często nie pozwala na wyświetlenie prawidłowo oddanego obrazu. Zazwyczaj objawia się to tym, że obiekt stojący przed białą ścianą okazuje się zbyt ciemny. Jednym ze skuteczniejszych sposobów na rozwiązanie tego problemu jest zamiana białej barwy tła kolorem szarym.

Zalecenia dotyczące montażu kamery IP w środowisku zewnętrznym

Kamery pracujące w środowisku zewnętrznym muszą zmagać się ze znacznie trudniejszymi warunkami pracy niż kamery instalowane w pomieszczeniach. Kamery w monitoringu zewnętrznym poddawane są nie tylko silnemu działaniu czynników atmosferycznych, ale także muszą zmagać się ze znacznie większymi i bardziej dynamicznymi zmianami oświetlenia. Kilka podstawowych zaleceń dotyczących montażu kamer IP w środowisku zewnętrznym:

• Obiektywy – każdą kamerę przeznaczoną do pracy w środowisku zewnętrznym należy wyposażyć w obiektyw z automatyczną przysłoną, gdyż tylko takie rozwiązanie może zapewnić stałą ilość światła docierającego do przetwornika kamery. Takie rozwiązanie pozwala na zachowanie optymalnej jakości generowanego obrazu oraz chroni przetwornik przed uszkodzeniami, których przyczyną może być zbyt silne światło słoneczne.

• Bezpośrednie nasłonecznienie – zawsze należy unikać bezpośredniego nasłonecznienia kamery. Zbyt silne nasłonecznienie może nie tylko doprowadzić do wygenerowanie bezużytecznego obrazu, ale także w skrajnych przypadkach trwale uszkodzić filtr kolorów w elemencie obrazotwórczym kamery. Jeżeli jest to możliwie zawsze należy skierować kamerę zgodnie z kierunkiem padania promieni słonecznych.

• Oświetlenie – w przypadku systemów monitoringu wizyjnego, w których obserwacja przebiega w trybie całodobowym bardzo często zachodzi konieczność zastosowania dodatkowego źródła oświetlenia zewnętrznego. Dodatkowe oświetlenie powinno być rozmieszczone w taki sposób, aby nie powstawały zbędne odbicia światła lub cienie. Obecnie najczęstszym rozwiązaniem jest zastosowanie reflektorów podczerwieni (tylko w przypadku kamer dualnych dzień/noc lub urządzeń pracujących w trybie monochromatycznym), które nie tylko pozwalają kamerą skutecznie pracować przy skrajnie niskim natężeniu światła, ale także zapewnia wysoki poziom dyskrecji (światło z zakresu podczerwieni jest niewidoczne dla oka człowieka).

...wróć do pomocy