PTZ تحليل الكاميرا: ما هو الداخل وكيف يعمل

نحن نعد اليوم كاميرا PTZ ونفحص بالتفصيل مكوناتها الحديدية من أجل فهم مبدأ التشغيل.


قبل أن نقطع ، دعونا ننظر قليلا


كيف تجعل الاتصال المرئي مريحًا بما فيه الكفاية للمشاركين ليعتبروه حياً؟ يمكن تحقيق هذا التأثير إذا لم تلتقط الكاميرا فقط الخطة العامة للغرفة ، ولكن أيضًا مشارك معين. يجب أن تكون عمليات الانتقال بين المشاهد سريعة وسلسة ، بحيث لا يسبب الاتصال إزعاجًا ولا يصرف انتباه المشاركين عن مناقشة مشكلات العمل.


كيف تحقق هذا؟ هناك بضعة خيارات:


  • قطع برمجيًا (ورش وفقًا لغيرنا ، الجزء الضروري من الصورة من الخطة العامة ، التي يتم التقاطها بواسطة الكاميرا ؛
  • أو تثبيت كاميرا PTZ. أنها تأتي مع محركات الميكانيكية أو المغناطيسية.

لم أجد كاميرا ذات محركات مغناطيسية. لكن الكاميرات ذات الميكانيكا حولها هي عشرة سنتات. كما قمت بتفكيك طراز الكاميرا PTZ FullHD ، الحديث والواسع الانتشار في الاتحاد الروسي ، لفهم كيف تغير منطق ومبدأ العمل على مدى 10 سنوات من التقدم والتطوير. لذلك دعونا نبدأ!



Tandberg - كاميرا عالية الدقة بدقة TTC8-01


لذلك ، سنبدأ بكاميرا PTZ شائعة جدًا من شركة Tandberg النرويجية. كانت هذه الكاميرا هي التي انتقلت إلى خط Cisco Telepresence دون أي تغييرات كبيرة وتم بيعها حتى أوائل عام 2010.





في وقت من الأوقات ، صنعت Tandberg كاميرات PTZ متميزة ، وقد أخبرنا عن ذلك بتصميم دقيق وموجز مع غلبة الأجزاء المعدنية من العلبة.

ظاهريًا ، تبدو Tandberg مفهومة جدًا - يتم وضع البصريات والمصفوفة في أنبوب فضي ، وتقوم الآليات المحمولة بتوصيل الكاميرا بالقاعدة.

TTX موجز لهذه الكاميرا
القرار: 1280 × 720 (HD)
تكبير: 7x بصري
مصفوفة: 1/3 "CMOS
الحد الأدنى للبعد البؤري: 0.3 م
زاوية العرض: 42 0
الدوران الأفقي: 180 0 (+90 0 ..- 90 0 )
الميل العمودي: 30 0 (+10 0 ..- 20 0 )



تضيف القاعدة المعدنية الضخمة ثباتًا إلى الكاميرا وتحمي اللوحة الرئيسية بشكل موثوق به من الإلكترونيات من التأثيرات الخارجية. وعلى هذا الأساس يقع القرص الدوار.




لفات الكاميرا على بكرات خاصة موجودة داخل المنصة المتحركة. يشبه تشغيل هذه الآلية موازنة البهلوان السيرك على أسطوانات معدنية.




يتم تشغيل هذه الوحدة بواسطة محرك كهربائي عادي مزود بعجلات تروس تدوم حجرة الغرفة. لإظهار عمل هذه الآلية ، اضطررت إلى الكشف عن Autodesk Fusion القديمة الجيدة.





يتم استدعاء المستشعرات الضوئية لمراقبة محرك المجمع في كل لحظة من الزمن ، والتي تحدد زاوية الميل من علامات الضوء المنعكس. للقيام بذلك ، يتم تثبيت وسادتين خاصتين على الجزء الداخلي من رفوف الترس ، والتي تشكل انقطاعات في الضوء المنعكس ، والتي تحدد زاوية الكاميرا.





حتى يتمكن محرك المجمع ذي القدرة المنخفضة من التعامل مع البصريات الثقيلة للكاميرا ، فإن العدسة متوازنة بحيث يتزامن مركز الثقل مع محور المحرك. حمل هائل في الجزء الخلفي من الكاميرا ويوفر التوازن نفسه.



يوجد أسفل القبة محرك آخر يدور الكاميرا إلى اليسار واليمين. ومع ذلك ، فإنه يختلف هيكلياً عن المجمع في أنه يتم تدوير العمود في خطوات صغيرة (خطوة واحدة = 3،750) ، وهذا يتطلب ، لثورة واحدة كاملة ، 3،600 / 3،750 = 96 خطوة مطلوبة. مكافأة إضافية هي الحفاظ على رمح في الوضع المحدد.


لتحقيق الاستقرار في صورة كاميرا PTZ ، هناك آليات للحفاظ على موضع معين ، مما يعني أنه إذا قمت بتوجيه الكاميرا إلى الجانب الآخر بيديك والمثابرة ، فسوف تفشل الأجزاء البلاستيكية داخل الكاميرا بسرعة كبيرة (إن لم يكن على الفور).

هذه القاعدة صحيحة لكاميرا مغلقة. إذا لم تدخل في تعقيدات الميكانيكا النظرية ، فيمكننا القول أن التروس البلاستيكية يمكنها نقل الدوران من المحرك إلى عقد الكاميرا ، وليس العكس.

وحول الشيء الأكثر أهمية - عن الكاميرا. من الناحية الهيكلية ، تبدو كالكاميرا المنعكسة ، فقط بدون خماسية ومرآة. يتم تنظيم البعد البؤري بواسطة محرك المجمع والتروس الميكانيكية: هذه ، بالطبع ، ليست المحركات بالموجات فوق الصوتية DSLRs الحديثة ، ولكن الوزن والأبعاد الصغيرة للكاميرا ثابتة ليست مؤشرات أساسية على الإطلاق.





إلكترونيات


يتحكم كل شيء في معالج الإشارات الرقمية من شركة Texas Instruments مع قدرة الحوسبة المتقدمة في بداية العقد الأول من القرن العشرين ، والذي يمكنه تنفيذ ما يقرب من 6 مليارات تعليمات في الثانية. في ذلك الوقت ، كان الحل المتطور بتنسيق SoC (النظام على الرقاقة) ، حيث تم تنفيذ ذاكرة التخزين المؤقت L1 / L2 متعددة المستويات ، واجهة 64 بت لذاكرة الوصول العشوائي الخارجية ، 10/100 ميجابت في الثانية ، 3 منافذ فيديو مع دعم متعددة أذونات ، وكذلك إدارة الأجهزة الطرفية الأخرى.



الدائرة الدقيقة المتقدمة التالية في ذلك الوقت هي Altera Cyclone 2. في الواقع ، إنها FPGA عادية (دارة منطقية مدمجة قابلة للبرمجة). يمكن لمصنعي الأجهزة برمجة مثل هذه الدوائر لأي مهمة ، بدءًا من التحكم في محركات الأقراص المؤازرة وحتى نقل بيانات الذاكرة.



يتم تنفيذ الإصدار 1.3 من HDMI بواسطة رقاقة AD9889B ، والتي تدعم دقة FullHD (1080p) مع حماية لنقل محتوى الوسائط باستخدام تقنية HDCP v. 1.2.
المكونات المتبقية هي وحدات الذاكرة ومكونات الراديو السلبي المصممة لتشغيل العناصر الأساسية.



الموضوع رقم 2: CleMic 1012w


TTX موجز لهذه الكاميرا
القرار: 1920 × 1080 (FullHD)
التكبير: 12x البصرية
المصفوفة: 1 / 2.8 ″ CMOS HD sensor
الحد الأدنى للبعد البؤري: 0.3 م
زاوية الرؤية: 72.5 0
الدوران الأفقي: 340 0 (+170 0 ..- 170 0 )
الإمالة الرأسية: 120 0 (+90 0 ..- 30 0 )

جسم الكاميرا مصنوع بالكامل من البلاستيك وله قاعدة واسعة ومستقرة. يحتوي الجزء الأمامي من الكاميرا على مستقبلات الأشعة تحت الحمراء للتحكم عن بعد ، ويحتوي الجزء الخلفي على موصلات واجهة. وزن الكاميرا صغير: أفترض أنه يمكن تعليقه في أحد الذراع على السقف أو تثبيته على قسم من ألواح الجبس.





يتم تنظيم محاور الحركة بشكل أبسط وأكثر قابلية للفهم من أن تعمل محركات السائر في Tandberg كقوة دافعة ، حيث تنقل عزم الدوران إلى بكرات القيادة.




يحتوي النظام الأساسي المتنقل على حاملين جوفين ، يتم تثبيت الكاميرا بينهما ، في تجويف إحدى الرفوف ، يتم إخفاء آلية محرك ، بسبب تغير زاوية الميل.





أقل قليلا من بكرة محرك الأقراص هو جهاز استشعار بصري. هذه المقطورة مطلوبة لتحديد موضع الكاميرا بعد تشغيلها.




عند بدء التشغيل ، تميل العدسة إلى الأسفل ، وعندما تقطع مسمار خاص تدفق الضوء في المستشعر البصري ، يدرك النظام أنه تم الوصول إلى أدنى نقطة. تتم جميع المواقع الإضافية عن طريق حساب الخطوات.



يتم إخفاء المحرك ، الذي يحول الكاميرا إلى اليسار واليمين ، خلف شفة التزاوج بستة براغي ، ومجهز بنفس المقطورة لتحديد الموضع الأفقي للكاميرا.




نظرًا لأن شفة التزاوج ثابتة ، يوجد كبلان في الوسط: للتحكم في المحركات وكابل به مصفوفة رقمية.





كما يمكننا أن نرى ، يتكون نظام النقل الميكانيكي بالكامل من محركات ذات خطوات قوية ، مما يجعل وضع الكاميرا أكثر دقة وأسرع ، كما تعمل محركات الحزام على تقليل مستوى ضوضاء الجهاز.





تتشابه إلكترونيات الكاميرا كثيرًا من نواح كثيرة ، لذلك من الأفضل أن نتحدث عن الاختلافات الواضحة. ظهر USB3.0 و RS-232 بين المنتجات الجديدة ، التي يمكنك من خلالها الحصول على فيديو في شكل مضغوط ، وكذلك تجميع سلسلة من هذه الكاميرات ومن خلال UART (RS232) أتمتة التأشير بشكل كامل في المشاركين في المؤتمر.


IMHO


كما ترون ، فإن كاميرا PTZ الحديثة أكثر موثوقية في التصميم ولديها حساس أفضل وهي عالمية في أساليب الاتصال ، لكن الباقي ليس بعيدًا عن سابقتها. بالإضافة إلى واحد - السعر ، الذي أصبح أقل 5 مرات. لذلك ، نرى اليوم المزيد والمزيد من قاعات الاجتماعات المجهزة بأجهزة الكمبيوتر حيث لم يعد وحش PTZ هذا غريبًا.

Source: https://habr.com/ru/post/ar444286/


All Articles