全方位看高速球：正“高速”大步伐發(fā)展

　　目前智能化在高速球上的應(yīng)用也日益廣泛。例如：一些高速球擁有的隨時(shí)檢測(cè)球機(jī)內(nèi)部溫度和濕度、自動(dòng)啟動(dòng)內(nèi)部加熱和降溫設(shè)備、智能監(jiān)控風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)、智能識(shí)別系統(tǒng)協(xié)議等功能。甚至一些高速球還可以按照設(shè)定，自動(dòng)跟蹤監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)目標(biāo)、判斷監(jiān)控區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的行為狀態(tài)、自動(dòng)識(shí)別人的面孔、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)人流量等強(qiáng)大的功能（此些功能主要體現(xiàn)在國(guó)外品牌的高端產(chǎn)品上）。

 

　　據(jù)GE全紅介紹，球機(jī)本身已經(jīng)是一個(gè)小的集成系統(tǒng)，除了常規(guī)的攝像部件外，還具有傳動(dòng)控制部件、數(shù)字處理部件、安裝部件和電源等等。攝像部件完成的是普通攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能，攝取圖像，由攝像機(jī)鏡頭組成。大多數(shù)廠家的一體化球芯主要來(lái)自SONY，HITACHI，其圖像的畫(huà)質(zhì)，色彩的還原能力都很好，Panasonic和Samsung則使用自己的CCD生產(chǎn)一體機(jī)，現(xiàn)階段的高速球變焦范圍比較過(guò)去有了很大的提高，主要衡量指標(biāo)為光學(xué)變焦倍數(shù)和數(shù)字變焦倍數(shù)。光學(xué)變焦是通過(guò)焦距的改變獲得不同的取景范圍，是使用全部的CCD面積成像，能保證圖像質(zhì)量；而數(shù)字變焦是在不改變鏡頭焦距的情況下，取CCD部分面積上的感光單元成像，類(lèi)似于電腦的框取放大功能，是以犧牲CCD的分辨率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，業(yè)內(nèi)通常是以光學(xué)變焦的倍數(shù)作為高速球的比較指標(biāo)。

　　常用的有18X，22X，26X等，以26X的光學(xué)變倍為例，其最大焦距可達(dá)91mm，根據(jù)焦距計(jì)算公式F=v(像場(chǎng)高)*L（物距）/V（視場(chǎng)高）計(jì)算。例如監(jiān)控一個(gè)視場(chǎng)高2M的物體，根據(jù)1/4’CCD的攝像機(jī)（目前高速智能球型攝像機(jī)大多是1/4”CCD）的靶面高度（即像場(chǎng)高）為2.4mm，L=91*2/2.4=75.8米�，F(xiàn)在最大30X光學(xué)變焦的高速球也有面世，使單臺(tái)球機(jī)的監(jiān)視距離更大。

 

　　傳動(dòng)控制部件包括：解碼器、步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)齒輪或皮帶，云臺(tái)部件。這部分的性能主要由機(jī)械設(shè)備的性能所決定，老式采用齒輪或皮帶作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)型，往往會(huì)因?yàn)辇X輪或皮帶出現(xiàn)問(wèn)題而影響整個(gè)快球系統(tǒng)的可靠性和定位的精度和速度，現(xiàn)在大多數(shù)廠家使用步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)云臺(tái)，高級(jí)的高精密度的步進(jìn)電機(jī)可以保證在最高放大率時(shí)提供高達(dá)±0.01度定位精度的變速控制。在切換速度上，可以提供預(yù)置位切換400度/秒的高速，快速跟蹤能力很強(qiáng)，畫(huà)面跳轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)脫尾。數(shù)字處理部件則根據(jù)球機(jī)的不同使用特色而具有的內(nèi)置智能模塊，如提供視頻聯(lián)動(dòng)、軌跡跟蹤、傳輸方式轉(zhuǎn)換作用的處理部件，如：雙絞線傳輸模塊、視頻壓縮模塊、光纖傳輸模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等。

 

　　深圳艾立克是國(guó)內(nèi)最早的高速球機(jī)生產(chǎn)廠家之一。多年來(lái)，艾立克的技術(shù)發(fā)展也一直推動(dòng)著國(guó)內(nèi)高速球技術(shù)的發(fā)展。艾立克周斌指出，2002年左右，國(guó)內(nèi)的球機(jī)生產(chǎn)廠商并不多，一個(gè)重要的原因是高速球機(jī)直流電機(jī)的成本高，控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，技術(shù)難度太大，研發(fā)成本和生產(chǎn)成本太高。艾立克自己研發(fā)生產(chǎn)的直流電機(jī)一體化球機(jī)在2000年5月投入市場(chǎng)，算得上是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行一體化球機(jī)生產(chǎn)的廠家，以后的發(fā)展中，也一直保持著技術(shù)的創(chuàng)新和領(lǐng)先。高速球機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)方面遇到的問(wèn)題比較多，成本也比較高。最早的采用直流電機(jī)，一個(gè)電機(jī)就上千元。一臺(tái)一體化球機(jī)的價(jià)格超過(guò)1.5萬(wàn)元甚至更高。國(guó)內(nèi)的接受程度相對(duì)比較低，市場(chǎng)形勢(shì)并不好。

 

　　2003年，國(guó)內(nèi)高速球廠商解決了步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制技術(shù)，帶來(lái)了技術(shù)上的提升，降低了高速球機(jī)生產(chǎn)的研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)難度和成本，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上開(kāi)始大量推出步進(jìn)電機(jī)。應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)，其主要目的是減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng)，同時(shí)提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度。電機(jī)的精度還取決于細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分電流控制精度等其他因素。不同廠家的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器精度可能差別很大；細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制。

 

　　早期步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向和步數(shù)的控制是通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行的。以51系列的單片機(jī)為主。單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制細(xì)分最多只能做到16步細(xì)分，其主要優(yōu)勢(shì)在于控制而不善高速運(yùn)轉(zhuǎn)。但隨著高速球更多功能的應(yīng)用，單片機(jī)已經(jīng)不能滿足要求。相比單片機(jī)，DSP的細(xì)分能力更強(qiáng)，可以做到64步細(xì)分，甚至256個(gè)微步，從而解決高速球機(jī)的電機(jī)噪音，預(yù)置速度、運(yùn)行不穩(wěn)、圖像抖動(dòng)、更易實(shí)現(xiàn)智能化的問(wèn)題。這一技術(shù)難題的攻破對(duì)國(guó)內(nèi)步進(jìn)電機(jī)高速球的生產(chǎn)起到了巨大的推動(dòng)作用，高速DSP芯片的應(yīng)用給高速球帶來(lái)的作用已經(jīng)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)安防廠商的重視。高速球的重要核心是高速智能和定位準(zhǔn)確，通過(guò)高速在第一時(shí)間捕捉到視頻圖像，所以速度和準(zhǔn)確性是產(chǎn)品研發(fā)的永恒目標(biāo)。目前的DSP技術(shù)在圖像識(shí)別、圖像比對(duì)方面有著巨大的升級(jí)空間。

 

　　這一技術(shù)難題的攻破對(duì)國(guó)內(nèi)步進(jìn)電機(jī)高速球的生產(chǎn)起到了巨大的推動(dòng)作用，高速球生產(chǎn)廠商越來(lái)越多，艾立克、（大華吶）亞安、明景、天地偉業(yè)、天下數(shù)碼、埃比、嘉杰、維多、紅蘋(píng)果、南望、明日等廠商在短短幾年內(nèi)就成長(zhǎng)為行業(yè)的中堅(jiān)力量。

 

　　另外 ，周斌還指出，目前高速球還有部分功能無(wú)法滿足：例如快速自動(dòng)跟蹤多個(gè)目標(biāo)功能、夜視方面都無(wú)法滿足。球機(jī)在前端實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤功能在治安監(jiān)控中可能只是一個(gè)賣(mài)點(diǎn)，實(shí)用價(jià)值目前還沒(méi)有體現(xiàn)。真正的跟蹤是要通過(guò)后端來(lái)實(shí)現(xiàn)的�，F(xiàn)在很多廠商都在嘗試。如果在機(jī)場(chǎng)，誤差率會(huì)比較小一點(diǎn)，但在室外環(huán)境下，環(huán)境變化太大，誤差率是比較高的。一般情況下是采集圖像之后在后端利用軟件進(jìn)行行為分析，這種方式會(huì)比在前端直接分析更有效果�，F(xiàn)在人面識(shí)別技術(shù)發(fā)展比較快，如果能夠?qū)⑷嗣孀R(shí)別技術(shù)應(yīng)用到球機(jī)的自動(dòng)追蹤系統(tǒng)中，應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)追蹤功能。