Задача 4. Видеонаблюдение за протяженным периметром
Опубликовано: 13.10.2018
Задача #4 Периметральная система видеонаблюдения без мертвых зон. Как обосновать выбор шага расстановки?
Задача
Необходимо обеспечить видеоконтроль протяженного периметра (промышленное предприятие, объекты транспорта, энергетики и т.п.) от 1-2 до 10-20 километров без образования мертвых зон.
Задача по математике 4 класс! СССР Ответ сразил наповал
Исходные данные
Геоподоснова либо спутниковый снимок (Google Map), с привязанным к ним инженерными сооружениями – периметральным ограждением, воротами, калитками, контрольно-пропускными пунктами и т.п.
Вопросы
Обоснуйте выбор типа камер для решения задачи – стационарные с фиксированным фокусным расстоянием, стационарные вариофокальные (фокусное расстояние настраивается на месте установки камеры либо удаленно при наличии моторизированного объектива) либо высокоскоростные поворотные. Обоснуйте способ расстановки камер – навстречу друг другу либо друг за другом; вдоль линии периметра или из центра? Обоснуйте выбор шага расстановки камер. Обоснуйте выбор основных технических параметров камер.Решение
Прежде чем выбирать способ расстановки и технические характеристики камер, нужно определиться с критериями: когда мы считаем задачу наблюдения за периметром выполненной.
ПЕРВООЧЕРЕДНАЯ ЗАДАЧА 4 варианта(....-- 21.40--39.37--51.39)
Критерии
Основные задачи системы видеонаблюдения на периметре – обнаружение несанкционированного вторжения на территорию либо попытки такого вторжения; координация работы охранных подразделений; разбор и расследование произошедших инцидентов.
Основные критерии обнаружения приведены в европейском стандарте EN 62676-2015, российском Р 78.36.008 – 99 и аналогичных британских и австралийских нормах.
В зависимости от требуемой вероятности обнаружения вторжения следует руководствоваться критериями решения задачи Мониторинга, Детекции или Обзора.
Расположение камер
Одним из основных вопросов, стоящих перед нами при решении данной задачи, является способ расстановки камер для получения максимальной вероятности обнаружения нарушителей.
Из центра на периметр
Этот вариант возможно использовать лишь для бюджетных проектов и крайне малых длинах периметра – условно для защиты частного дома. В противном случае данная концепция себя совершенно не оправдывает:
нет возможности узнать о приближении нарушителей до проникновения на территорию невозможно выделить демилитаризованную зону, попадание в которую считается нарушением границы как правило требуется существенно больше камер, чтобы закрыть тот же участок периметра что и при расположении “вдоль периметра”
Из плюсов: равномерная плотность пикселей на всем протяжении периметра (равнопрочность).
Вдоль периметра “навстречу”
Другой вариант, также имеющий больше минусов, нежели плюсов:
Крайне неравномерное распределение плотности пикселей (пространственного разрешения) - появляются “слабые” зоны, отсутствует фундаментальный принцип равнопрочности создаваемых границ безопасности. Так под камерами будет наименее просматриваемое место, к тому же очевидное для подготовленных нарушителей.
К достоинствам можно отнести меньшее число используемых опор и удешевление обслуживания такой системы, а также увеличение шага расстановки камер.
Вдоль периметра друг за другом
Классический, наиболее предпочтительный вариант. Подходит для периметров любой протяженности. Плюсы:
Четкое разделение границы на “свою” и “чужую” территории на демилитаризованной зоне позволяет детектировать активность нарушителя до его проникновения на охраняемую территорию. Задача легко автоматизируется существующими функциями видеоаналитики. Относительно малая неравномерность распределения плотности пикселей позволяет строить равнопрочную охрану Одинаковое направление всех камер существенно упрощает ситуационный анализ для офицеров мониторингового центра
Стационарные или поворотные
Поворотные камеры при охране периметра могут выполнять лишь вспомогательную роль. При обнаружении вторжения они помогают детализировать сцену, верифицировать автоматически генерируемые тревоги от видеоаналитических модулей стационарных камер либо отдельных систем охраны периметра.
Несмотря на кажущуюся привлекательность решения на одних поворотных камерах – а именно уменьшение числа установленных камер за счет большой кратности зума таких камер и возможностей обзора в 360° – они не решают основной задачи – равнопрочности границы. В каждый момент времени поворотные камеры могут наблюдать лишь часть назначенной им в охрану территории, при этом зона наблюдения носит случайный, ситуативный характер, что совершенно не подходит ни для обнаружения вторжения, ни для последующего анализа произошедшего инцидента.
Высота установки камер
Оптимально устанавливать камеры выше уровня инженерных заграждений таким образом, чтобы забор не затенял наблюдение как за собственной территорией, так и за подступами к ней.
Подбор технических характеристик камер
На вероятность обнаружения вторжения влияют ряд факторов – детальность картинки (плотность пикселей), чувствительность камеры (способность получать контрастное изображение в условиях низкой освещенности), оптическая плотность среды (наличие осадков, тумана, дыма и т.п., ограничивающих видимость). Нам приходится выбирать компромиссный вариант, удовлетворяющий противоречивым требованиям экономии ресурсов (увеличения шага расстановки камер) и надежности работы системы в разных условиях.
Формат кадра
Основные варианты: 4:3, 16:9 и 9:16 (т.н. “коридорный” формат). Наиболее экономичный в плане увеличения шага расстановки камер – формат 9:16.
Наиболее “сбалансированный” в смысле контроля прилегающей территории при чуть меньшим чем в предыдущем случае шаге расстановки камер – формат 4:3. Аутсайдер – 16:9 – он слишком сильно захватывает прилегающие территории, что как правило излишне уменьшает шаг расстановки камер.
Разрешение и размер матрицы
Чем выше разрешение матрицы, тем выше детальность изображения, а значит для решения задачи обнаружения вторжения в охраняемую зону можно выбрать больший шаг установки. Но не все так просто. При том же размере матрицы большее разрешение означает худшую светочувствительность (простая математика и физика – матрица делится на большее число пикселей, каждому пикселю достается меньше места на матрице, на каждый пиксель падает меньше света, необходимого для формирования контрастного изображения).
Поэтому всегда нужно искать компромисс между шагом расстановки камер, возможностями установки охранного освещения демилитаризованной зоны и вероятностью обнаружения нарушителя. Как правило для охраны протяженных периметров используют большие светочувствительные матрицы с относительно малым разрешением HD 720P либо Full HD 1080P.
Фокусное расстояние
При одинаковом размере матрицы чем длиннофокусней объектив – тем на большем расстоянии мы можем решать задачу обнаружения нарушителя. Но опять не все так просто. Длиннофокусные объективы имеют ограниченную глубину резкости, которую следует учитывать для работы в темное время суток. Встроенная ИК-подсветка камер также ограничена по мощности и предельным углам освещенности, что ограничивает дальность обнаружения ночью. Кроме того, не стоит забывать про упоминаемую выше оптическую плотность среды – дождь, туман, снег, дым уменьшают максимальное расстояние обнаружения цели. Поэтому следует выбирать компромиссный вариант между шагом расстановки камер и вероятностью обнаружения цели.
Второй момент, который приходится учитывать – непрямолинейность периметра, изломы, на которых также приходится увеличивать угол обзора и уменьшать шаг расстановки камер.
Таким образом, шаг расстановки камер будет не постоянным, увеличиваясь на прямолинейных участках и уменьшаясь в местах поворота инженерных заграждений. В среднем можно считать нормальным шагом 50-70 метров между камерами.
Выводы
Проектирование периметральных систем охранного видеонаблюдения – одна из сложнейших задач, требующая учета огромного числа факторов. Оптимальное решение – расстановка камер вдоль ограждения для контроля прилегающей территории и собственной демилитаризованной зоны объекта. Каждая предыдущая камера контролирует “мертвую зону” следующей, тем самым гарантируя равнопрочность всей системы охраны. Шаг расстановки камер выбирается из соображений решения задачи обнаружения вторжения в область для конкретного участка периметра. На прямолинейных участках можно выбирать длиннофокусные объективы (12-16 мм), увеличивая тем самым зону уверенного обнаружения нарушителя. При контроле зоны с поворотом участка инженерного заграждения требуется уменьшать фокусное расстояние (до 3,6-10 мм) для увеличения угла обзора, что приводит к необходимости чаще устанавливать камеры. Разрешение камер следует выбирать исходя из компромисса между расстоянием обнаружения нарушителя и светочувствительности камеры, как правило не более 1,3-2 Мп. В итоге средний шаг установки камер – 60 метров. Поворотные камеры можно использовать лишь в дополнение к стационарным, увеличивая эффективность охраны, особенно в ситуации координации службы реагирования. Строить периметральную систему охранного видеонаблюдения чисто на поворотных камерах допустимо лишь при наличии хорошо отлаженной системы периметральной охранной сигнализации и при глубокой интеграции системы видеонаблюдения и системы охраны периметра.
Скачать файл проекта к этой статье (JVSGZ).
К задаче 3. Идентификация людей | К оглавлению