2.2.2 Расчет зон обзора видеокамер

Геометрическими размерами зоны определяется угол зрения камеры. Для видеонаблюдения, открытых площадок, на перекрестках применяются камеры с углом зрения около 90°, либо камеры с меньшими углами зрения, устанавливаемые на поворотных платформах. Так как в нашем случае видеокамеры устанавливаются на светофорах (на высоте h = 3 м) и столбах освещения (на высоте h = 4 м) - выбираем первый вариант.

Угол обзора видеокамеры по вертикали меньше угла обзора по горизонтали, что определяется соотношением сторон ПЗС - матрицы .

Расчет угла обзора по вертикали

Необходимо получить следующие значения для камер:

Таблица 1- Необходимые значения камер видеонаблюдения

Место расположения камер			Дальность обнаружения D, м		Высота подвеса h, м		Длина мертвой зоны под видеокамерой L, м
Перекресток ул. Пушкина – ул. Театральная	камера 1	11		4		1
	камера 2	11		4		1
	камера 3	11		4		1
Перекресток ул. Ленина – ул. Октябрьской Революции	камера 1	11		3		1
	камера 2	11		3		1
	камера 3	11		3		1

Продолжение таблицы 1

Перекресток ул. Менделеева – ул. Бакалинская	камера 1	13	3	1
	камера 2	13	3	1
	камера 3	13	4	1

Так же верхняя граница угла обзора по вертикали должна быть не ниже горизонтальной линии.

Угол обзора по вертикали в градусах рассчитывается из соотношения (1), получаемого из рисунка 2:

Рисунок 2 - К определению угла обзора по вертикали

, (1)

Если видеокамера устанавливается выше центра плоскости наблюдения, то необходимый угол обзора по вертикали будет уменьшаться от значения α₁ до значения α₂. В этом случае угол обзора по вертикали рассчитывается из соотношения (2), получаемого из рисунка 3:

Рисунок 3 - К определению угла обзора по вертикали

, (2)

Таким образом, при установке видеокамеры на высоту h, абсолютное уменьшение требуемого угла обзора по вертикали рассчитывается по формуле (3):

, (3)

Относительная ошибка в случае определении угла обзора по вертикали стандартным методом вычисляется по формуле (4):

, (4)

Весьма важным вопросом при проектировании системы видеонаблюдения является учет мертвой зоны под видеокамерой.

Размер непросматриваемой камерой зоны L можно определить по формуле (5):

, м, (5)

где h - высота установки камеры, м;

β - угол между оптической осью камеры и вертикалью;

α - угол зрения камеры в вертикальной плоскости;

L₁ – расстояние по горизонтали – удаление выходного зрачка телевизионной камеры от поверхности ее крепления (например, стены);

L₂ – размер непросматриваемой камерой зоны без учета удаления точки установки камеры от вертикальной поверхности крепления.

При размещении камеры нужно стремиться к тому, чтобы длина питающих и сигнальных кабелей была минимальной.

Видеокамеры удалены от поверхности крепления на расстояние L₁ = 0,1 м, так как крепятся на светофоры и столбы освещения с помощью кронштейна. Высота установки видеокамеры берется исходя из средней высоты столба освещения h = 4 м и светофора h = 3 м. Зададим мертвую зону L ≤ 1 м. Верхняя граница угла обзора по вертикали должна быть не ниже горизонтальной линии, т.е. . Таким образом получаем систему (6):

(6)

Решив эту систему для каждой камеры, подставляя данные из таблицы 1, получим результаты, сведенные в таблицу 2.

Таблица 2- Результаты расчета угла обзора по вертикали

Место расположения камер		αв, 0	β,0
Перекресток ул. Пушкина – ул. Театральная	камера 1	75	52,5
	камера 2	75	52,5
	камера 3	75	52,5
Перекресток ул. Ленина – ул. Октябрьской Революции	камера 1	70	55
	камера 2	70	55
	камера 3	70	55
Перекресток ул. Менделеева – ул. Бакалинская	камера 1	70	55
	камера 2	70	55
	камера 3	75	52,5

Расчет угла обзора по горизонтали

Угол обзора по горизонтали в градусах рассчитывается из соотношения (7), получаемого из рисунка 4:

Рисунок 4 - К определению угла обзора видеокамеры по горизонтали

, (7)

Угол обзора видеокамеры по вертикали меньше угла обзора по горизонтали, что определяется соотношением сторон ПЗС - матрицы .

Таблица 3- Результаты расчета угла обзора по горизонтали

Место расположения камер		αв,0	αг,0
Перекресток ул. Пушкина – ул. Театральная	камера 1	75	100
	камера 2	75	100
	камера 3	75	100
Перекресток ул. Ленина – ул. Октябрьской Революции	камера 1	70	93
	камера 2	70	93
	камера 3	70	93

Продолжение таблицы 3

Перекресток ул. Менделеева – ул. Бакалинская	камера 1	70	93
	камера 2	70	93
	камера 3	75	100

Размеры минимальной различимой детали объекта контроля, которая может различаться с помощью камер, определяется выражениями (8) и (9):

(8)

(9)

где R_в – разрешение телевизионной камеры, ТВЛ;

D – расстояние до объекта контроля, м;

S_г, S_в – размеры минимальной различимой детали объекта контроля по горизонтали и вертикали, мм;

а_г, а_в – углы зрения объектива по горизонтали и по вертикали.