10.11.2009

Панорамная фотофиксация - новое слово в видеонаблюдении

Съём показаний с различных приборов и датчиков методом фотофиксации – простой и эффективный способ. И, кстати говоря, единственно возможный для приборов, не имеющих цифрового выхода. Альтернатива здесь только одна – люди и их кропотливый труд по списыванию показаний, например, с ротаметров установки КСУ.

Именно с КСУ всё и началось… Один из наших заказчиков попросил автоматизировать процесс снятия показаний с ротаметров КСУ. Занявшись этой разработкой, мы получили неожиданные результаты, которые, как оказалось, могут найти самое широкое применение.

Рассказывает разработчик проекта «Панорамная фотофиксация» Гасимов Руслан:

«Фотометод для снятия показаний с приборов учёта нами используется уже давно. И главный инструмент здесь – фоторегистратор. Однако, как известно линейка ротаметров КСУ насчитывает всего пару десятков сантиметров в высоту и несколько метров в длину. Это сколько фоторегистраторов для неё надо и сколько фотографий должен просмотреть диспетчер, чтобы увидеть полную картину! Поэтому мы сосредоточились на задаче получения панорамного изображения».

Было проработано несколько возможных вариантов решения:

• установка купольной камеры с поворотным механизмом и большим увеличением,
• разработка роботизированной установки типа сканер,
• установка достаточно большого количества статичных камер на объекте.

Вариант 1: Поворотная камера

Решение на базе поворотной камеры оказалось одним из самых простых, но за эту простоту необходимо «выложить» достаточно существенную сумму. К тому же, при данной реализации мы практически всегда получаем изображение под некоторым углом, и, как следствие, искажённый результат.

Вариант 2: Робот в стиле Техно

Для реализации роботизированной установки типа сканер нами были использованы 2 IP-камеры, прикреплённые к установке на разном уровне, так как установка КСУ содержит, как правило, до 4-х панелей ротаметров, расположенных на двух уровнях.

Принцип действия установки похож на работу обычного офисного сканера. Камера «прокатывается» вдоль сканируемого объекта (в нашем случае это ротаметры КСУ) и получает необходимое количество снимков, затем совмещает их в одно панорамное изображение (см. фото 2). В этой технологии, конечно, неотъемлемой частью является наш контроллер КУБ. Он выполняет следующие функции:

• управляет с высокой точностью положением камеры на установке;
• после того, как камера заснимет очередной «кусок» ротаметра, перемещает её на следующий отрезок для съёмки.

Кроме того, в основе системы лежит высококлассный математический алгоритм, позволяющий абсолютно незаметно сшивать полученные снимки.

Фото 2. Панорамная фотофиксация в действии. Результат автоматической склейки фотографий линейки ротаметров КСУ.

Кстати, в процессе разработки мы порой сами испытывали шок от полученных результатов: прогоняли камеру через препятствия, перекрывающие часть объекта, а на выходе получали снимок, на котором препятствие – за счёт съемки с разных точек – полностью отсутствовало!

Концепция системы такова, что на «сканирующую головку» мы можем устанавливать несколько камер (друг под другом), получая таким образом очень подробный «снимок» с объекта. К тому же, при должной доработке мы можем дать роботу две степени свободы (то есть сканирование вправо-влево и вверх-вниз), была бы такая необходимость.

При небольшой доработке объекта появляется возможность выводить изображение определённого участка или датчика, а также оценочно распознавать его показания, что позволяет полностью автоматизировать процесс съема показаний с датчиков, не имеющих цифровых выходов: в нашем случае с КСУ.

Вариант 3: Несколько статичных камер

Систему автоматической склейки изображений можно применить и на тех объектах, где необходима установка нескольких камер: например, на телекоммуникационных контейнерах или блок-боксах. Согласитесь, что один панорамный и развернутый снимок несёт гораздо больше информации и гораздо более удобен, чем несколько мелких. Диспетчеру больше нет необходимости смотреть на объект с разных камер. Ему предоставляется одно скомпилированное изображение, на котором всё и сразу видно. Ещё один существенный плюс такой системы — камера всегда повернута в нужном направлении (ничто не уйдёт от её взора, так как нет необходимости её поворачивать).

Технической основой такого решения может служить IP-видеосервер на 4 аналоговые камеры и необходимое количество камер. Плюсы от применения аналоговых камер очевидны. Это и возможность эксплуатации системы при любой освещённости (или полном её отсутствии), и достаточно низкая цена (в разы меньше, чем даже у самых дешёвых IP-камер). Кстати, собранная таким образом система (сервер и 4 камеры) оказалась по стоимости сопоставима с одной средней IP-камерой.

Таким образом, аппаратно-программное решение «Панорамная фотофиксация» может быть применено:

• для снятия показаний с ротаметров стандартного КСУ (необходимость получать изображение пару десятков сантиметров в высоту и несколько метров в длину);
• для фиксации показаний с других объектов с большим количеством разнообразных приборов, датчиков;
• для организации интеллектуальных систем видеонаблюдения на различных объектах.

Фото 3. Работа установки по снятию показаний в темноте

Фото 4. Внешний вид испытательного стенда для снятия показаний с ротаметров КСУ