Широко известными интеллектуальными электрическими устройствами для регистрации положения объекта в пространстве являются цифровые фотоаппараты. Изображение снимаемого объекта с помощью светочувствительной ПЗС или КМДП матрицы и встроенного микропроцессора преобразуется в цифровую форму, запоминается, по желанию пользователя перезаписывается на внешний компьютер, где может быть воспроизведено на мониторе или распечатано на цветном принтере. Микропроцессор может обеспечивать также автоматическое регулирование диафрагмы и экспозиции, включение дополнительных источников света в случае недостаточной освещенности, автоматическую наводку на резкость, корректирование полученного изображения и другие сервисные функции.
.files/image141.jpg)
.files/image143.jpg)
.files/image145.jpg)
Рис. …. Цифровые фотоаппараты
Сменные фотообъективы обеспечивают разрешающую способность камеры 1752×1168 точек (наименьшая), 2544×1696 (средняя) и 3504×2336 (самая высокая). Встроенный микропроцессор DIGIC и пакет микропрограмм Digital Photo Professional обеспечивают высокую скорость обработки данных, точность передачи цветов, малое время подготовки камеры к съемкам, возможность съемок до 5 кадров за секунду при высочайшем качестве и до 23 кадров/с в серийных съемках при меньшем качестве. Автоматическая фокусировка возможна одновременно по 7-9 точкам, которые выбираются программой или указаны пользователем. Оптимальная световая экспозиция тоже вычисляется автоматически с усреднением по всем точкам фокусировки или по указанной пользователем приоритетной точке. Полученное изображение автоматически выводится на встроенный цветной жидкокристаллический дисплей из 118 тыс. пикселей. Программный пакет позволяет редактировать изображения: регулировать динамический диапазон, баланс белого, цветовой тон, осуществлять компенсацию экспозиций, преобразование данных в разные видеоформаты (RAW, TIFF, JPEG) и т.д. Обеспечиваются автоматическое управление фотовспышкой, которое учитывает фактическую освещенность и расстояние до объекта, автоматическая фиксация даты и времени съемки и т.п. Имеется и возможность автоспуска через заданный пользователем интервал времени или от дистанционного электронного пультика. Размеры фотоаппарата EOS 20D – 144×105,5×71,5 мм, масса 685 г. Объем памяти, требуемый для одного фотоснимка высочайшего качества (3504×2336) в самом компактном формате, составляет 3,6 Мб. Поэтому для хранения десятков фотоснимков используют карты памяти на сотни мегабайт.
Еще одним чудом современной техники является такой вид интеллектуальных электрических сенсоров, как видеокамеры – сенсоры для восприятия динамически изменяющихся изображений, для преобразования их в последовательности видеосигналов с целью последующего хранения, передачи, обработки и воспроизведения на экране. Поскольку изменения визуальных картин могут происходить очень быстро, то задачи, которые надо здесь решать, значительно сложнее, чем в случае цифровых фотоаппаратов. В видеокамере на экспозицию одного кадра отводится не больше 20 мс, а желательно и значительно меньше. Поэтому светочувствительность матриц должна быть здесь значительно выше, а считывание и обработка полученных сигналов должны производиться значительно быстрее. Требуется и значительно больший объем встроенной памяти (гигабайты).
.files/image147.jpg)
Рис…... Слева – видеокамера SONY DCR-VX2100E; справа – "карманная" видеокамера
Она считается "полупрофессиональной", т.е. предназначена как для специалистов, так и для широкого круга опытных любителей. Светочувствительными элементами в ней являются матрицы ПЗС на 400 тыс. пикселей. Изображение на чувствительной поверхности матрицы формируется высококачественным объективом Carl Zeiss Vario-Sonnar. Его светосилы хватает для работы даже при освещенности лишь в 1 люкс. Встроенный микрокомпьютер не только организует все процессы покадрового считывания информации из матриц ПЗС, ее аналого-цифрового преобразования и кодирования в стандартном формате, параллельной цифровой записи звуковых сигналов, фиксации записи на жесткий диск или CD, видеокассету или на карты памяти. Он может также выполнять автоматическую фокусировку изображения, регулирование световой экспозиции, оптическую стабилизацию изображения. Микрокомпьютер обеспечивает также возможность вывода полученной видеоинформации на встроенный цветной жидкокристаллический экран с 5 миллионами пикселей, двустороннюю связь с внешней сетью по стандарту iLINK DV. Основной корпус видеокамеры имеет массу 1,5 кг и габаритные размеры 120×159×393 мм. При питании от аккумулятора NP-F960 его ресурса хватает на 9 часов автономной работы.
Всё более широкое применение находят и такие интеллектуальные электрические сенсоры, как камеры видеонаблюдения. Промышленно выпускаются и применяются сотни типов таких камер, отличающихся своим назначением, конструктивным исполнением, размерами и техническими возможностями. "Уличные" камеры видеонаблюдения рассчитаны на работу в широком диапазоне климатических условий: в жару и в мороз, при 100%-й влажности, в яркий солнечный день и в ночное время. Они защищены от ливней и обледенений, зачастую и от вандализма. Для работы в ночное время часто используют встроенную подсветку просматриваемой зоны пространства. Для подсветки применяют светодиоды, излучающие свет в ближней ИК области спектра, которую прекрасно чувствуют кремниевые фотодиоды. Это называют "ИК подсветкой".
.files/image149.jpg)
Рис. 11.4. Примеры уличных камер видеонаблюдения
Камера видеонаблюдения AVC-201 с конструкцией "шар в стакане" диаметром 60 мм и длиной 70 мм показана на рис. 11.4,в. Сферообразное исполнение и поворотный объектив позволяют направлять объектив практически в любую сторону, не меняя положение врезной части корпуса самой камеры. Камера имеет встроенную ИК подсветку – через мелкие отверстия в сфере.
На рис. 11.5 показана панорамная камера видеонаблюдения AXIS 212, оснащенная объективом типа "рыбий глаз" и 3-мегапиксельной светочувствительной матрицей. Благодаря этому она обеспечивает автоматическое видеонаблюдение за всем окружающим ее пространством в секторе 105° в горизонтальном и 140° – в вертикальном направлениях. Изображения передаются через канал связи в виде общей панорамы или (по указанию пользователя) в виде отдельных зон с разрешающей способностью 640×480 пикселей каждая. Т.е. панорамная камера, оставаясь неподвижной, выполняет роль виртуальной поворотной видеокамеры, которая может осуществлять автоматическое визуальное "патрулирование" всей зоны.
.files/image151.gif)
Рис. 11.5. Панорамная камера видеонаблюдения AХIS 212
В ее состав входят также чувствительный микрофон, интеллектуальные детекторы движения и вновь появившихся звуков, двусторонняя аудиосвязь, позволяющая в случае необходимости поддерживать голосовой контакт отдаленного оператора с человеком, находящимся в зоне наблюдения. В случае заранее определяемых угрожающих ситуаций соответствующим видеосообщениям автоматически присваивается наивысший приоритет. В памяти процессора сохраняется ряд программных механизмов, которые гарантируют надежную защиту от несанкционированного доступа и защиту информации от фальсификации.
Уличные камеры "внешнего" видеонаблюдения всё шире и шире используются сейчас для охраны общественного порядка на вокзалах и в аэропортах, в учебных заведениях и на стадионах, в других местах массового скопления людей, на автомагистралях и на перекрестках оживленных городских улиц, на въездах и по периметрам охраняемых территорий. Неусыпно наблюдая за обстановкой и регистрируя её в памяти очень большой ёмкости, они в случае необходимости помогают быстрей и объективней разобраться в деталях произошедших событий. Нарушителям общественного порядка при наличии таких камер становится всё труднее остаться незамеченными и избежать ответственности.
Промышленность выпускает сейчас также десятки типов камер видеонаблюдения внутри помещений. Приведем лишь некоторые примеры. На рис. 11.6 показана высококачественная цветная камера видеонаблюдения STC-2008.
.files/image153.jpg)
Рис. 11.6. Цветная камера видеонаблюдения STC-2008. Размеры 42х42х86,5 мм.
Современная технология позволила создать миниатюрные камеры видеонаблюдения, которые легко встраиваются в предметы интерьера, оставаясь малозаметными, а то и практически незаметными.
.files/image155.jpg)
Рис. 11.7. Примеры миниатюрных камер видеонаблюдения
Выпускаются и бескорпусные камеры видеонаблюдения типа показанной на рис. 11.7 вверху справа. Показанная внизу справа беспроводная камера видеонаблюдения имеет мини-объектив, замаскированный под шляпку винта. Она идеально подходит для скрытого видео-аудио наблюдения, передает цветное изображение и звук на расстояние до 200 м в зоне прямой радиовидимости. Может быть подключена к любому устройству, имеющему аудио-видео вход, например, к телевизору, видеомагнитофону, ноутбуку или компьютеру.
Сетевые видеокамеры (IP видеокамеры, вeб-камеры), способные не только фиксировать видеоизображение, но и посылать его по локальным сетям, беспроводным сетям Wi-Fi или даже на любые расстояния по сети Интернет, сделали возможным т.н. "IP видеонаблюдение". Передаваемое изображение можно просмотреть на любом устройстве, имеющем доступ в Интернет или в соответствующую локальную сеть, находясь даже на другом континенте. Для этого надо через соответствующую сеть соединиться с видеокамерой по её индивидуальному сетевому электронному адресу. Если связь двусторонняя, то камерой зачастую можно и управлять: поворачивать в нужном направлении, менять оптическое увеличение и т.д.
.files/image157.jpg)
Рис. 11.8. Примеры сетевых видеокамер
IP камера AVIOSYS 9060A-SL предназначена для использования внутри помещений. Её масса 114 г, габаритные размеры – 58×28×108 мм. Она обеспечивает уровни разрешения 160×120, 320×240 и 640×480 с частотой до 30 кадров/с. Одиночные кадры передаются в формате JPEG, динамические видеосюжеты – в формате Motion-JPEG (AVI). Камера оснащена аналоговым аудио входом для подключения микрофона с целью передачи не только изображения, но и звука. В ее состав входит чувствительный программированный детектор движения. Если в зоне его видеонаблюдения появляется подвижный объект, то детектор сразу обнаруживает это, автоматически отсылает по заданному электронному адресу сообщение об этом и начинает передачу изображений через локальную информационную сеть или через Интернет. Передача изображений может производиться также по расписанию. В случае недостаточного освещения автоматически включается дополнительный источник света. Если это предусмотрено программой, то может быть автоматически включена и звуковая сирена. В камеру встроена защита паролем от несанкционированного доступа. Имеется возможность фильтрации нежелательных посетителей. При наличии двусторонней связи возможно дистанционное изменение уровней яркости, контрастности, масштабирование, поворот и зеркальное отражение изображения, отображение текущего времени. Флэш-память позволяет обновлять программное обеспечение камеры. Камера легко устанавливается: достаточно подключить её к информационной сети и присвоить ей IP адрес.
