VideoCAD

Пример 5  Расчёт  параметров и выбор мест размещения видеокамер

Hide Navigation Pane

Пример 5  Расчёт  параметров и выбор мест размещения видеокамер

Previous topic Next topic No directory for this topic Expand/collapse all hidden text  

Пример 5  Расчёт  параметров и выбор мест размещения видеокамер

Previous topic Next topic Topic directory requires JavaScript JavaScript is required for expanding text JavaScript is required for the print function Mail us feedback on this topic!  

 

Задача

 

Необходимо наблюдать стену здания на уровне окон первого этажа.

 

Длина стены –60м.
Высота подоконников - .
Высота окон – .
Минимальная высота, на которую могут быть установлены видеокамеры по требованиям вандалозащищённости – 3.5м.

 

На протяжении стены требуется обнаружение человека цифровым детектором движения. Выбранный детектор движения надёжно обнаруживает движущийся предмет размером не менее 5х5 пикселей.

 

На расстоянии 20м от края стены расположен вход. Требуется опознавание всех входящих и выходящих.

 

На расстоянии 10м  от стены проходит оживлённая магистраль, требуется минимизировать попадание магистрали в зону обзора видеокамер.

 

Освещение достаточное, ночью используются светильники.

 

В распоряжении камеры высокого разрешения с видеосенсором 1/3", 752x582 активных пикселей.

 

Для отображения и записи  используется цифровая система высокого разрешения с вводом полными кадрами 768х576 пикселей. Компрессия минимальна. Изображение цветное. Реальное горизонтальное разрешение - 350 ТВЛ.

 

Решение

 

В примере описан расчётный путь решения, для лучшего понимания. Намного проще решить эту задачу с помощью графических методов, описанных в предыдущих примерах.

 

Сначала рассчитаем 2 варианта размещения видеокамер и сравним оба варианта,

затем проверим глубину резкости, затем получим трёхмерные изображения от видеокамер.

 

       Расчёт вариантов размещения видеокамер

 

В данном случае наилучшим решением будет размещение на стене здания двух видеокамер, смотрящих навстречу друг другу.

 

Наилучшей высотой является минимально разрешённая высота, те. 3.5м.

Требуется выбрать объективы и места установки видеокамер.

 

1. Если не учитывать вход, то задача сводится к выбору объектива для видеокамеры, установленной на высоте 3.5м, длина проекции зоны обзора которой (то есть расстояние от ближней до дальней границы) в диапазоне высот 1-2м должна составлять половину длины стены, те 30м.

Ширина зоны обзора должна быть минимально возможной для улучшения разрешения объектов вдоль стены и уменьшения попадания магистрали.

 

1.1 Если проект не создан, - выбираем Главное меню>Проект>Создать. Вводим название проекта.

 

1.2 При создании проекта одна камера создаётся автоматически.

 

1.3 Настроим критерий обнаружения человека цифровым детектором движения.

 

1.3.1 Выбираем Главное меню > Критерии > Зона обнаружения человека.

Минимальный размер обнаруживаемого объекта - 5х5 пикселей. Если фигура человека занимает на экране 5 пикселей по горизонтали, то по вертикали она займёт не более 45 пикселей. Для обнаружения человека ростом 1.5 метра минимальное вертикальное разрешение должно составлять 45/1.5=30 пиксель на метр. Это значение введём с окошко Минимальное вертикальное разрешение (пиксель/метр).

Кликаем ОК для сохранения изменения настроек.

1.3.2 Вводим Количество пикселей видеосенсора. Кликаем Чувствительность и разрешение . В окне Чувствительность и разрешение, в окошках Количество пикселей выбираем 752 х 582. Закрываем окно и соглашаемся с сохранением изменений.

 

1.3.3 Вводим Размеры кадра. Открываем 3D окно , кликаем по нему правой кнопкой мыши или двойным кликом. На появившейся Панели параметров изображения выбираем вкладку Обработка. На этой вкладке в окошках Размеры кадра выбираем горизонтальный и вертикальный размеры: 768x576.

Кликаем Save, чтобы сохранить изменение размера кадра от этой камеры и закрываем окно.

 

1.4 Выберем объективы. Так как ширина зоны обзора должна быть минимальной, начнём с максимального фокусного расстояния.

1.4.1 В окне Геометрия камеры задаём:

 

Параметры камеры:

Уровень качестваQuality 1 (Не меняем).

Параметры установки:

 

Требуемые ограничения зоны обзора:

 

Расстояние до верхней границы зоны обзора подбираем таким образом, чтобы длина зоны обзора составляла 30м.  Полученное значение - 50м.

 

2.1 Строим модель обстановки с помощью кнопок группы Построения.

 

Кликаем по кнопке Прямоугольник и строим прямоугольник длиной 60 м. в горизонтальной проекции.  Для получения необходимой точности включаем шаг сетки 10м и, кликнув правой кнопкой мыши, выбираем локальную привязку По сетке.

С помощью другого прямоугольника отмечаем дверь на расстоянии 20м от края прямоугольника. С помощью Горизонтальной прямой отмечаем границу магистрали на 10м от прямоугольника.

 

2.2 Включаем отображение Зоны опознавания человека, кликнув по кнопке Зона опознавания человека . Полученная зона отобразится оранжевой рамкой.

 

2.3 Кликаем по кнопке Выделить/редактировать и выделяем камеру. Кликаем по кнопке Переместить , затем по объективу камеры. Визуально подбираем место размещения камеры на стене, чтобы дверь попадала в Зону опознавания человека.

 

2.4 Видим, что  расчётная зона обзора несколько не достаёт до конца стены. Кликаем по кнопке Переместить верхнюю границу зоны обзора активной камеры и затем по дальнему концу стены. Видим, что зона опознавания человека сместилась незначительно.

 

Таким образом, первая видеокамера размещена.

 

2.5 Кликаем по кнопке Выделить/редактировать и выделяем нашу пока единственную камеру, кликнув по её объективу или захватив пунктирным прямоугольником. Если при клике выделились и другие объекты, снимаем с них выделение, кликая по ним при нажатой клавише Ctrl.

 

2.6 Кликаем по кнопке Копировать и отмечаем опорную точку для копирования - объектив камеры на горизонтальной проекции.

 

2.7 Кликаем по кнопке Вставить и размещаем фантом камеры на противоположном конце стены на горизонтальной проекции. Кликаем по точке размещения второй камеры. При этом появляется окно создания новой камеры, изменяем предложенные значения или соглашаемся с ними, кликнув по кнопке ОК.

Новая камера создана.

Так повторной вставки не требуется, кликаем по кнопке Остановить операцию .

 

2.8 Выделяем созданную камеру, одновременно снимая выделение с других объектов. Кликаем по кнопке Повернуть , и отмечаем центр поворота - объектив камеры на горизонтальной проекции. Затем отмечаем начальную и конечную точку поворота и разворачиваем камеру на 180°.

 

2.9 Чтобы штриховка реальных проекций зон обзора нам не мешала, выделяем обе камеры, кликаем по кнопке Реальные проекции зоны обзора и скрываем её.

 

2.10 В заключении активируем созданную камеру.

 

2.11 На горизонтальной проекции видим, что проекции зон обзора камер пересекаются, значит камеры используются недостаточно рационально.

 

2.12 Кликаем по кнопке Изменить верхнюю границу зоны обзора активной камеры  и кликаем по границе окон на левом конце стены. Граница зоны обзора установлена.

 

2.13 Кликаем по кнопке Переместить активную камеру и подбираем место установки второй камеры таким образом, чтобы пересечение проекций зон обзора камер было небольшим (запас).

 

Одновременно видим, что если переместить вторую камеру, то зона опознавания человека второй камеры также перекрывает дверь, то есть опознавание входящих и выходящих осуществляется обеими камерами с двух сторон. Несомненно, это повышает вероятность опознавания, однако в зоне обзора появляется промежуток в районе двери.

 

Немного разворачиваем камеры от стены на горизонтальной проекции.

 

2.14 Отображаем проекции зон обнаружения человека обоих камер и видим, что по всей длине стены обеспечивается обнаружение человека.

 

2.15 Считываем полученные результаты, измеряя расстояния отрезками .

 

Первая видеокамера должна быть размещена на расстоянии 1.3 м. от левого конца стены.
Вторая видеокамера должна быть размещена на расстоянии 13 м. от правого конца стены.

 

Хотя решение хорошее, но всё-таки объективы с фокусным расстоянием 36мм дороги и малодоступны.

 

3. Проведём расчёт для имеющегося объектива с фокусным расстоянием 16мм и сравним полученные результаты.

 

3.1 Для сравнения сделаем другую картинку на другом плане, для этого кликаем правой кнопкой мыши по вкладкам Планы и выбираем в контекстном меню Добавить план.

Новый план создан.

 

3.2 Сочетанием клавиш Ctrl+A выделяем все объекты на первом плане. Кликаем по кнопке Копировать и отмечаем опорную точку на объективе первой камеры на вертикальной проекции.

 

3.3 Переключаемся на новый план с помощью сочетания клавиш Ctrl+TAB.

Кликаем по кнопке Вставить и отмечаем опорную точку. Поочерёдно появляются 2 окна создания новых камер. Кликаем по кнопкам ОК.

Так повторной вставки не требуется, кликаем по кнопке Остановить операцию .

Таким образом, мы имеем копию первого плана.

 

3.4 Активируем третью камеру с нового плана двойным кликом по объективу.

 

3.5 С помощью окошка Фокусное расстояние объектива меняем фокусное расстояние объектива активной камеры на 16 мм. Активируем другую камеру и также меняем её фокусное расстояние.

 

3.6 Видим, что зона опознавания человека имеется, но очень маленькая. Выделим и переместим третью камеру, совместив зону опознавания человека с дверью. Активируем третью камеру (если была активной четвёртая) и кликаем по кнопке Переместить верхнюю границу зоны обзора . Отмечаем верхнюю границу зоны обзора, кликнув по границе окон на левом конце стены.  Активируем четвёртую камеру.

 

3.7 На горизонтальной проекции видим, что проекции зон обзора камер пересекаются, значит камеры используются недостаточно рационально. Кликаем по кнопке Изменить верхнюю границу зоны обзора активной камеры и кликаем по границе окон на левом конце стены.

Граница зоны обзора установлена.

Кликаем по кнопке Переместить активную камеру и подбираем место установки четвёртой  камеры таким образом, чтобы пересечение зон обзора камер было небольшим (запас).

 

3.8 Отображаем Зону опознавания человека четвёртой камеры и видим, что из-за меньшей длины зоны обзора она имеет большие размеры. Таким образом, правильно использовать для опознавания именно четвёртую камеру. Перемещаем её после клика по кнопке Переместить активную камеру , совместив зону опознавания человека с дверью.

 

3.9 Вновь активируем третью камеру. Кликаем по кнопке Переместить активную камеру и подбираем место установки третьей камеры таким образом, чтобы пересечение зон обзора камер было небольшим (запас).

Немного разворачиваем камеры от стены на горизонтальной проекции.

 

3.10 Отображаем зоны обнаружения человека обоих камер и видим, что по всей длине стены обеспечивается обнаружение человека.

 

3.11 Считываем полученные результаты, измеряя расстояния отрезками .

 

Третья видеокамера должна быть размещена на расстоянии 7,6 м. от левого конца стены.
Четвёртая видеокамера должна быть размещена на расстоянии 31 м. от правого конца стены.

 

4. Переключаясь между планами  с помощью Ctrl+TAB, сравниваем оба варианта и видим, что вариант с объективами 36мм  в большинстве случаев более предпочтителен, так как обеспечивает большую длину зоны опознавания человека.

 

       Графический расчёт глубины резкости

 

5. Так как применяются длиннофокусные объективы, имеет смысл проверить глубину резкости для первой камеры с объективом 36мм, которая служит одновременно для опознавания входящих и обнаружения вдоль стены. Активируем её.

 

5.1 Для расчёта глубины резкости требуется ещё один параметр - Диафрагма. Поскольку камеры наружные, то в тёмное время суток для сохранения чувствительности требуется широкая диафрагма. Зададим диафрагму 2.0, типичную для мини-объективов.

 

5.2 Открываем окно Глубина резкости, кликнув по кнопке Глубина резкости .

 

5.3 В окошке диафрагма задаём диафрагму равную 2.

 

5.4 Зададим граничное разрешение 350 ТВЛ. Это реальное разрешение цветной картинки согласно уровню качества.

 

 

5.5  Если окно Глубина резкости открыто, у всех камер в Графическом окне отображаются границы области резкости и плоскость на гиперфокальном расстоянии. Видим, что при фокусировке на гиперфокальном расстоянии и далее, дверь не попадает в область резкости.

 

5.6 Кликнем по кнопке Отметить плоскость фокусировки в окне Глубина резкости.

 

5.7 Кликами по зоне обзора добиваемся, чтобы область резкости перекрывала дверь и доходила до конца стены.

 

5.8 Поскольку нам удалось это сделать, значит глубина резкости достаточна. Для получения необходимой глубины резкости камера должна быть сфокусирована на расстоянии 26м.

 

       Получение трёхмерных моделей изображения от видеокамер

 

6.1 С помощью инструментов   Стена , Проём в стене в горизонтальной проекции построим стену с окнами и дверью.

Сначала строим стену.

Выбираем инструмент Стена .

На Панели параметров текущего построения вводим:

3D H min (минимальная высота 3D построения) = 0;
3D H max (максимальная высота 3D построения) = 3;
Отмечаем кликами начало и конец стены.

 

Строим оконные проёмы (1-3м).

Выбираем инструмент Проём в стене .

На Панели параметров текущего построения вводим:

3D H min (минимальная высота 3D построения) = 1;
3D H max (максимальная высота 3D построения) = 3;
Отмечаем кликами начало и конец каждого проёма внутри проекции стены.

Строим магистраль с помощью инструмента Прямоугольник в диапазоне высот 0-0,1м.

 

6.2 Кликнув по кнопке 3D модель ,  рядом с дверью и на краях стены разместим людей, а на магистрали автомобили.

 

6.3 Кликом по кнопке 3D окно откроем 3D окно.

 

6.4 Поочерёдно активируя все камеры в проекте, видим реальные картинки с них.

 

6.5 Сохраняем полученные картинки с помощью пункта главного меню в 3D окне Кадр>Сохранить как *.bmp или Кадр>Сохранить как *.jpg.

 

Таким образом, с помощью VideoCAD мы решили задачу наилучшим образом, причём всего двумя видеокамерами.

Так как для решения подобных задач часто используется 3 видеокамеры (отдельная видеокамера на вход), -  мы сэкономили не менее 200$.

 


Для сохранения проекта используем пункт меню Проект>Сохранить как.

Для сохранения полученного чертежа,  кликаем по пункту меню Чертёж>Сохранить как и сохраняем чертёж в необходимом формате.

 

Для копирования чертежа в буфер обмена Windows, - кликаем по пункту меню Чертёж>Копировать в буфер обмена  после этого чертёж может быть вставлен для редактирования и печати в графический редактор, например Paint.

Для печати чертежа выбираем пункт Главного меню Чертёж>Печать.

 

Если информация из проекта должна быть экспортирована в текстовый файл, например, для быстрого оформления пояснительной записки – выбираем пункт главного меню Проект>Экспорт в текст и сохраняем текстовый файл.

 

Для получения всех параметров камеры в виде таблицы кликаем по кнопке Таблица камер.

 

Смотрите также  статьи:Основы работы в VideoCAD. Часть 1. Зона обзора видеокамеры (*.pdf), Основы работы в VideoCAD. Часть 2. Зона обнаружения человека, зона опознавания человека, зона чтения автомобильного номера. Пространственное разрешение. (*.pdf), Основы работы в VideoCAD. Часть 3. Трёхмерное моделирование в VideoCAD (*.pdf)