全方位看高速球：正“高速”大步伐发展

　　目前智能化在高速球上的应用也日益广泛。例如：一些高速球拥有的随时检测球机内部温度和湿度、自动启动内部加热和降温设备、智能监控风扇转动状态、智能识别系统协议等功能。甚至一些高速球还可以按照设定，自动跟踪监控区域内的移动目标、判断监控区域内目标的行为状态、自动识别人的面孔、自动统计监控区域内人流量等强大的功能（此些功能主要体现在国外品牌的高端产品上）。

 

　　据GE全红介绍，球机本身已经是一个小的集成系统，除了常规的摄像部件外，还具有传动控制部件、数字处理部件、安装部件和电源等等。摄像部件完成的是普通摄像机实现的功能，摄取图像，由摄像机镜头组成。大多数厂家的一体化球芯主要来自SONY，HITACHI，其图像的画质，色彩的还原能力都很好，Panasonic和Samsung则使用自己的CCD生产一体机，现阶段的高速球变焦范围比较过去有了很大的提高，主要衡量指标为光学变焦倍数和数字变焦倍数。光学变焦是通过焦距的改变获得不同的取景范围，是使用全部的CCD面积成像，能保证图像质量；而数字变焦是在不改变镜头焦距的情况下，取CCD部分面积上的感光单元成像，类似于电脑的框取放大功能，是以牺牲CCD的分辨率来实现的，业内通常是以光学变焦的倍数作为高速球的比较指标。

　　常用的有18X，22X，26X等，以26X的光学变倍为例，其最大焦距可达91mm，根据焦距计算公式F=v(像场高)*L（物距）/V（视场高）计算。例如监控一个视场高2M的物体，根据1/4’CCD的摄像机（目前高速智能球型摄像机大多是1/4”CCD）的靶面高度（即像场高）为2.4mm，L=91*2/2.4=75.8米。现在最大30X光学变焦的高速球也有面世，使单台球机的监视距离更大。

 

　　传动控制部件包括：解码器、步进电机、传动齿轮或皮带，云台部件。这部分的性能主要由机械设备的性能所决定，老式采用齿轮或皮带作为传动机构的机型，往往会因为齿轮或皮带出现问题而影响整个快球系统的可靠性和定位的精度和速度，现在大多数厂家使用步进电机直接驱动云台，高级的高精密度的步进电机可以保证在最高放大率时提供高达±0.01度定位精度的变速控制。在切换速度上，可以提供预置位切换400度/秒的高速，快速跟踪能力很强，画面跳转时无脱尾。数字处理部件则根据球机的不同使用特色而具有的内置智能模块，如提供视频联动、轨迹跟踪、传输方式转换作用的处理部件，如：双绞线传输模块、视频压缩模块、光纤传输模块、网络传输模块等。

 

　　深圳艾立克是国内最早的高速球机生产厂家之一。多年来，艾立克的技术发展也一直推动着国内高速球技术的发展。艾立克周斌指出，2002年左右，国内的球机生产厂商并不多，一个重要的原因是高速球机直流电机的成本高，控制系统非常复杂，技术难度太大，研发成本和生产成本太高。艾立克自己研发生产的直流电机一体化球机在2000年5月投入市场，算得上是国内最早进行一体化球机生产的厂家，以后的发展中，也一直保持着技术的创新和领先。高速球机产品质量和技术方面遇到的问题比较多，成本也比较高。最早的采用直流电机，一个电机就上千元。一台一体化球机的价格超过1.5万元甚至更高。国内的接受程度相对比较低，市场形势并不好。

 

　　2003年，国内高速球厂商解决了步进电机的细分控制技术，带来了技术上的提升，降低了高速球机生产的研发、生产技术难度和成本，国内市场上开始大量推出步进电机。应用步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术，其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，同时提高电机的运转精度。电机的精度还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其他因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大；细分数越大精度越难控制。

 

　　早期步进电机运动方向和步数的控制是通过单片机进行的。以51系列的单片机为主。单片机对步进电机的控制细分最多只能做到16步细分，其主要优势在于控制而不善高速运转。但随着高速球更多功能的应用，单片机已经不能满足要求。相比单片机，DSP的细分能力更强，可以做到64步细分，甚至256个微步，从而解决高速球机的电机噪音，预置速度、运行不稳、图像抖动、更易实现智能化的问题。这一技术难题的攻破对国内步进电机高速球的生产起到了巨大的推动作用，高速DSP芯片的应用给高速球带来的作用已经越来越受到国内安防厂商的重视。高速球的重要核心是高速智能和定位准确，通过高速在第一时间捕捉到视频图像，所以速度和准确性是产品研发的永恒目标。目前的DSP技术在图像识别、图像比对方面有着巨大的升级空间。

 

　　这一技术难题的攻破对国内步进电机高速球的生产起到了巨大的推动作用，高速球生产厂商越来越多，艾立克、（大华呐）亚安、明景、天地伟业、天下数码、埃比、嘉杰、维多、红苹果、南望、明日等厂商在短短几年内就成长为行业的中坚力量。

 

　　另外 ，周斌还指出，目前高速球还有部分功能无法满足：例如快速自动跟踪多个目标功能、夜视方面都无法满足。球机在前端实现自动跟踪功能在治安监控中可能只是一个卖点，实用价值目前还没有体现。真正的跟踪是要通过后端来实现的。现在很多厂商都在尝试。如果在机场，误差率会比较小一点，但在室外环境下，环境变化太大，误差率是比较高的。一般情况下是采集图像之后在后端利用软件进行行为分析，这种方式会比在前端直接分析更有效果。现在人面识别技术发展比较快，如果能够将人面识别技术应用到球机的自动追踪系统中，应该能够实现追踪功能。