Heute bereiten wir eine PTZ-Kamera vor und betrachten ihre Eisenkomponenten im Detail, um das Funktionsprinzip zu verstehen.

Bevor wir schneiden, schauen wir uns ein wenig an

Wie kann die Videokommunikation so angenehm gestaltet werden, dass die Teilnehmer sie als lebendig wahrnehmen können? Dieser Effekt kann erzielt werden, wenn die Kamera nicht nur den allgemeinen Raumplan, sondern auch einen bestimmten Teilnehmer erfasst. Die Übergänge zwischen den Szenen sollten schnell und reibungslos sein, damit die Kommunikation keine Unannehmlichkeiten verursacht und die Teilnehmer nicht von der Diskussion von Arbeitsthemen ablenkt.

Wie erreicht man das? Es gibt mehrere Möglichkeiten:

• programmgesteuert den gewünschten Teil des Bildes aus dem allgemeinen Plan, der von der Kamera erfasst wird, ausschneiden (und nach Angaben von uns nicht zuschneiden);
• oder installieren Sie eine PTZ-Kamera. Sie werden mit mechanischen oder magnetischen Antrieben geliefert.

Ich konnte keine Kamera mit Magnetantrieben finden. Aber Kameras mit Mechanikern sind ein Dutzend. Ich habe auch das in der Russischen Föderation moderne und weit verbreitete PTZ FullHD-Kameramodell zerlegt, um zu verstehen, wie sich die Logik und das Prinzip der Arbeit in 10 Jahren Fortschritt und Entwicklung verändert haben. Also fangen wir an!

Tandberg - HD Präzisionskamera TTC8-01

Wir beginnen also mit einer sehr verbreiteten PTZ-Kamera der norwegischen Firma Tandberg. Diese Kamera wurde ohne wesentliche Änderungen auf die Cisco Telepresence-Linie migriert und bis Anfang der 2010er Jahre verkauft.

Zu einer Zeit stellte Tandberg Premium-PTZ-Kameras her, und dies wird uns durch ein strenges, lakonisches Design mit einem überwiegenden Anteil an Metallteilen des Gehäuses mitgeteilt.

Äußerlich sieht Tandberg sehr verständlich aus - Optik und Matrix befinden sich in einer Silberröhre, und mobile Mechanismen verbinden die Kamera mit der Basis.

Die massive Metallbasis verleiht der Kamera Stabilität und schützt die Hauptplatine mit Elektronik zuverlässig vor äußeren Einflüssen. Auf dieser Basis befindet sich der Plattenteller.

Das Kamerabett rollt auf speziellen Rollen, die sich innerhalb der beweglichen Plattform befinden. Die Funktionsweise dieses Mechanismus ähnelt dem Auswuchten eines Zirkusakrobaten auf Metallzylindern.

Diese Einheit wird von einem gewöhnlichen Elektromotor mit einem Zahnrad angetrieben, entlang dessen die Kammer der Kammer rollt. Um die Arbeit dieses Mechanismus zu zeigen, musste ich die gute alte Autodesk Fusion aufdecken.

Zur Überwachung des Kollektormotors werden zu jedem Zeitpunkt optische Sensoren eingesetzt, die den Neigungswinkel anhand der Markierungen des reflektierten Lichts bestimmen. Dazu sind an den Innenseiten der Zahnstangen zwei spezielle Pads angebracht, die im reflektierten Licht Unterbrechungen bilden, die den Winkel der Kamera bestimmen.

Damit der Kollektormotor mit geringer Leistung die schwere Optik der Kamera bewältigen kann, ist das Objektiv so ausbalanciert, dass der Schwerpunkt mit der Achse des Motors zusammenfällt. Massive Belastung auf der Rückseite der Kamera und sorgt für die gleiche Balance.

Unter der Kuppel befindet sich ein weiterer Antriebsmotor, der die Kamera nach links und rechts dreht. Es unterscheidet sich jedoch strukturell vom Kollektor darin, dass die Welle in kleinen Schritten gedreht wird (1 Schritt = 3.750), dh für eine volle Umdrehung sind 3.600 / 3.750 = 96 Schritte erforderlich. Ein zusätzlicher Bonus besteht darin, die Welle in der eingestellten Position zu halten.

Um das Bild der PTZ-Kamera zu stabilisieren, gibt es Mechanismen, um eine bestimmte Position beizubehalten. Wenn Sie die Kamera mit Ihren Händen und Ausdauer auf die andere Seite richten, versagen die Kunststoffteile in der Kamera sehr schnell (wenn nicht sofort).

Diese Regel gilt für eine ausgeschaltete Kamera. Wenn Sie nicht auf die Feinheiten der theoretischen Mechanik eingehen, können wir sagen, dass Kunststoffzahnräder die Drehung vom Motor auf die Kameraknoten übertragen können und nicht umgekehrt.

Und über das Wichtigste - über die Kamera. Strukturell sieht es aus wie eine Spiegelreflexkamera, nur ohne Pentaprisma und Spiegel. Die Brennweite wird durch den Kollektormotor und die mechanischen Zahnräder reguliert: Dies sind natürlich keine Ultraschallmotoren moderner „DSLRs“, aber das geringe Gewicht und die Abmessungen einer stationären Kamera sind überhaupt keine Schlüsselindikatoren.

Elektronik

Der digitale Signalprozessor von Texas Instruments mit fortschrittlicher Rechenleistung zu Beginn der 2000er Jahre, der fast 6 Milliarden Befehle pro Sekunde ausführen kann, steuert alles. Damals war es eine fortschrittliche Lösung im SoC-Format (System on the Chip), in der ein mehrstufiger L1 / L2-Cache, eine 64-Bit-Schnittstelle zum externen RAM, 10/100 Mbit / s Ethernet und 3 Videoports mit mehreren Unterstützungen implementiert wurden Berechtigungen sowie die Verwaltung anderer Peripheriegeräte.

Die nächste fortschrittliche Mikroschaltung ihrer Zeit ist Altera Cyclone 2. Tatsächlich handelt es sich um eine gewöhnliche FPGA (Integrierte Schaltung mit programmierbarer Logik). Gerätehersteller können solche Schaltungen für jede Aufgabe programmieren, von der Steuerung von Servoantrieben bis zur Übertragung von Speicherdaten.

HDMI Version 1.3 wird vom AD9889B-Chip implementiert, der die FullHD-Auflösung (1080p) mit Schutz für die Übertragung von Medieninhalten mithilfe der HDCP v-Technologie unterstützt. 1.2.
Die übrigen Komponenten sind Speichermodule und passive Funkkomponenten, die für den Betrieb der Grundelemente ausgelegt sind.

Betreff Nr. 2: CleMic 1012w

Das Kameragehäuse besteht vollständig aus Kunststoff und hat eine breite und stabile Basis. Die Vorderseite der Kamera verfügt über IR-Empfänger für die Fernbedienung und die Rückseite über Schnittstellenanschlüsse. Das Gewicht der Kamera ist gering: Ich nehme an, dass sie in einem Armstrong an der Decke aufgehängt oder an einer Gipskartonwand befestigt werden kann.

Die Bewegungsachsen sind viel einfacher und verständlicher organisiert als die Schrittmotoren von Tandberg, die als Antriebskraft wirken und das Drehmoment auf die Antriebsscheiben übertragen.

Die mobile Plattform verfügt über 2 Hohlgestelle, zwischen denen die Kamera befestigt ist. In dem Hohlraum eines der Gestelle ist der Antriebsmechanismus verborgen, wodurch sich der Neigungswinkel ändert.

Etwas tiefer als die Antriebsscheibe befindet sich ein optischer Sensor. Dieser Anhänger wird benötigt, um die Position der Kamera nach dem Einschalten zu bestimmen.

Beim Starten beugt sich die Linse nach unten, und wenn eine spezielle Spitze den Lichtfluss im optischen Sensor unterbricht, erkennt das System, dass der niedrigste Punkt erreicht wurde. Alle weiteren Positionierungen erfolgen durch Zählen der Schritte.

Der Motor, der die Kamera nach links und rechts dreht, ist mit 6 Schrauben hinter dem Gegenflansch versteckt, die mit demselben Anhänger ausgestattet sind, um die horizontale Position der Kamera zu bestimmen.

Da der Gegenflansch stationär ist, befinden sich in der Mitte 2 Kabel: zur Steuerung der Motoren und ein Kabel mit einer digitalen Matrix.

Wie wir sehen können, besteht das mechanische Getriebesystem ausschließlich aus leistungsstarken Schrittmotoren, wodurch die Kamerapositionierung genauer und schneller wird und Riemenantriebe den Geräuschpegel des Geräts reduzieren.

Die Kameraelektronik ist in vielerlei Hinsicht sehr ähnlich, daher sollten wir besser über die offensichtlichen Unterschiede sprechen. USB3.0 und RS-232 sind von den neuen erschienen, mit deren Hilfe Sie Videos in komprimierter Form abrufen sowie eine Kaskade solcher Kameras zusammenstellen und über UART (RS232) ihre Ausrichtung auf die Konferenzteilnehmer vollständig automatisieren können.

IMHO

Wie Sie sehen können, ist eine moderne PTZ-Kamera zuverlässiger im Design, hat einen besseren Sensor und ist universell in den Verbindungsmethoden, aber der Rest ist nicht weit von ihrem Vorgänger entfernt. Zusätzlich zu einem - der Preis, der fünfmal niedriger geworden ist. Daher sehen wir heute immer mehr mit PC ausgestattete Besprechungsräume, in denen dieses PTZ-Biest nicht mehr exotisch ist.