球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺在視頻監(jiān)控中的選用

蔣真樺

（重慶市海普軟件產(chǎn)業(yè)有限公司，重慶市 400000）

球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺在視頻監(jiān)控中的選用

蔣真樺

（重慶市海普軟件產(chǎn)業(yè)有限公司，重慶市 400000）

針對大范圍視頻監(jiān)控產(chǎn)品市場上的球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺的區(qū)分，陳述了兩種設(shè)備在實現(xiàn)的基本功能大抵相同的前提下由于體積和重量的不同在實際應(yīng)用中所帶來的一系列問題，為用戶了解、選用合適、匹配的產(chǎn)品起到一定的指導(dǎo)作用。

大范圍視頻監(jiān)控；非球形轉(zhuǎn)臺；球形轉(zhuǎn)臺；體積；重量；風(fēng)阻；維護(hù)

視頻監(jiān)控設(shè)備領(lǐng)域中的球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺，是由行業(yè)內(nèi)根據(jù)設(shè)備外形的不同進(jìn)行的區(qū)分，繼而被整個安防監(jiān)控行業(yè)沿用的稱謂。

在相關(guān)專業(yè)媒體及網(wǎng)站上，對球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺的描述和解釋非常少，僅有的一些介紹也只是從大安防的角度用球機(jī)和槍機(jī)的概念進(jìn)行區(qū)分。比如，用傳統(tǒng)的槍機(jī)和最新的球機(jī)進(jìn)行比較區(qū)分，用專用定向槍機(jī)和能旋轉(zhuǎn)的球機(jī)比較旋轉(zhuǎn)角度等，這些信息介紹根本沒有觸及大范圍監(jiān)控所使用的球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺，所以本文僅就用于具有大視野、大范圍視頻監(jiān)控特征的森林防火監(jiān)控、高空瞭望、航（河）道視頻監(jiān)控、江（海）防視頻監(jiān)控等領(lǐng)域所使用的球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺略作分析，以便用戶更好地了解、甄別、選用。

球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺兩種設(shè)備在智能視頻監(jiān)控領(lǐng)域所實現(xiàn)的基本功能是相同的，內(nèi)部功能模塊也基本相同，都是在護(hù)罩倉（此處所說的護(hù)罩倉即球型和非球型）內(nèi)置變焦鏡頭一體化攝像機(jī)，然后把內(nèi)置攝像機(jī)的護(hù)罩倉固定在轉(zhuǎn)臺上，實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺帶動內(nèi)置攝像機(jī)的護(hù)罩倉俯仰、左右旋轉(zhuǎn)，達(dá)到采集視頻/圖像的功能。

1 通過外觀選用球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺

非球形轉(zhuǎn)臺（圖1）是把含有變焦鏡頭一體化攝像機(jī)的護(hù)罩倉（方筒型或圓筒形）固定在底部的轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺內(nèi)部附帶各種功能電路板及驅(qū)動電機(jī)，可以實現(xiàn)360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)和-60°～60°的俯仰角旋轉(zhuǎn)，有些性能高的非球形轉(zhuǎn)臺還能設(shè)置轉(zhuǎn)臺的運行模式，比如“削蘋果”模式、水平連續(xù)旋轉(zhuǎn)模式及陰、雨、晴天等模式，可以根據(jù)天氣情況和季節(jié)選擇相應(yīng)的運行方案。

非球形轉(zhuǎn)臺的護(hù)罩倉外形是隨變焦鏡頭一體化攝像機(jī)的形狀確定的，是典型的隨“機(jī)”賦“形”，最大程度地減少了護(hù)罩倉的體積，減小了重量。但也不能就此認(rèn)為非球形轉(zhuǎn)臺的護(hù)罩倉外形就是不加修飾的、不美觀。在諸多非球形轉(zhuǎn)臺設(shè)備中，方形護(hù)罩倉的轉(zhuǎn)角處多做倒角處理，采用流線型設(shè)計，在考慮風(fēng)阻的同時方便人工搬運。

圖1 非球形轉(zhuǎn)臺

圖2 球形轉(zhuǎn)臺

球形轉(zhuǎn)臺（圖2）是把含有變焦鏡頭一體化攝像機(jī)的球型護(hù)罩倉固定在底部的轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺內(nèi)部附帶各種功能電路板、驅(qū)動電機(jī)，可以實現(xiàn)360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)和-60°～60°的俯仰角旋轉(zhuǎn)，有些球形轉(zhuǎn)臺的俯仰角更大一些。在所實現(xiàn)的基本功能相同的情況下，球形轉(zhuǎn)臺為了追求美觀和減小風(fēng)阻把長方形的變焦鏡頭一體化攝像機(jī)放進(jìn)球形護(hù)罩倉里面，無形中增加了球形轉(zhuǎn)臺護(hù)罩倉的體積和重量，加大了制造難度和設(shè)備運行功耗，增加了整體監(jiān)控系統(tǒng)的投入成本，對后期搬運、安裝、維護(hù)帶來一系列困難。

2 通過風(fēng)阻來選用球形轉(zhuǎn)臺和非對球轉(zhuǎn)臺

對球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺來說，風(fēng)阻主要來自2個因素：一是視頻監(jiān)控設(shè)備（球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺）在高速運行時來自空氣的阻力；二是視頻監(jiān)控設(shè)備在運行時遇到高風(fēng)速形成的阻力。

首先，要剔除一個偽概念：就是球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺在轉(zhuǎn)臺驅(qū)動下的“高”轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在有些視頻監(jiān)控設(shè)備制造商無視用戶的實際需求，片面追求高轉(zhuǎn)速，刻意比較一些沒有實際意義的參數(shù)。視頻監(jiān)控設(shè)備制造商應(yīng)該根據(jù)設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域及用途，測定一個合理的轉(zhuǎn)速范圍，具體到大空間、大范圍的監(jiān)控區(qū)域，多快的轉(zhuǎn)速才是合理的轉(zhuǎn)速？在多大范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速是適合的，這個范圍值就是合理轉(zhuǎn)速范圍，高于或低于這個范圍的轉(zhuǎn)速，都可視為該視頻監(jiān)控設(shè)備不是匹配設(shè)備。

其次，風(fēng)阻和視頻監(jiān)控設(shè)備的迎風(fēng)面密切相關(guān)。迎風(fēng)面越大，阻力越大。同樣長度的焦距段的鏡頭內(nèi)置到護(hù)罩倉后，球形轉(zhuǎn)臺的護(hù)罩倉體積大于非球形轉(zhuǎn)臺護(hù)罩倉的體積。因此球形轉(zhuǎn)臺的體積大于非球形轉(zhuǎn)臺，所以相對來說球形轉(zhuǎn)臺的阻力應(yīng)大于非球型轉(zhuǎn)臺。

常識也告訴我們，物體在高速運動時且具有相當(dāng)迎風(fēng)面時才會產(chǎn)生空氣阻力。對于大范圍、大空間視頻監(jiān)控設(shè)備的球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺來說，其速度既談不上高速，其面積也談不上具有相當(dāng)迎風(fēng)面，因此以轉(zhuǎn)臺設(shè)備的形狀不同來談風(fēng)阻，沒有實際意義。

其三，設(shè)備在運行時遇到高風(fēng)速會形成阻力。物體高速迎風(fēng)運動，較容易產(chǎn)生阻力。非球機(jī)轉(zhuǎn)臺在運行時，運行一周只有兩個時間點是其整個側(cè)面全部是迎風(fēng)面，但此迎風(fēng)面也比監(jiān)控范圍相當(dāng)?shù)那蛐无D(zhuǎn)臺的迎風(fēng)面小，所以兩種設(shè)備在高風(fēng)速中運行時的風(fēng)阻比較，高下立判。

況且，以上談的諸多因素都沒有考慮“設(shè)備所處的環(huán)境”。球形轉(zhuǎn)臺減小風(fēng)阻主要目是防抖（防止球形轉(zhuǎn)臺由于抖動導(dǎo)致拍攝的視頻/圖像模糊）。用于大范圍、大環(huán)境的視頻監(jiān)控設(shè)備要實現(xiàn)遠(yuǎn)望，必須要高架?，F(xiàn)在解決高架的方式絕大多數(shù)是搭建鐵塔，在強(qiáng)風(fēng)作用下，鐵塔本身會抖動。因此，處于抖動鐵塔之上的轉(zhuǎn)臺，風(fēng)阻大些或小些，沒有實際意義。

可見，要考察設(shè)備的風(fēng)阻，不單要考慮設(shè)備的體積，還要考慮設(shè)備所處的具體環(huán)境等相關(guān)因素。如果僅僅從體積和風(fēng)速兩個因素來判斷，球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺兩種設(shè)備因轉(zhuǎn)速所形成的風(fēng)阻可以忽略不計；因轉(zhuǎn)速和高風(fēng)速形成的風(fēng)阻，球形轉(zhuǎn)臺要大于非球形轉(zhuǎn)臺，因此對于球機(jī)的所謂球體造型減小風(fēng)阻的說法，有待商榷。

3 通過維護(hù)選用球形轉(zhuǎn)臺和非球形轉(zhuǎn)臺

當(dāng)前視頻監(jiān)控器材市場，特別是大范圍的視頻監(jiān)控器材市場良莠不齊、魚龍混雜，諸多制造商看中的不是安防市場本身，而是看中賣方和買方之間信息的不對稱、有機(jī)可乘，想的是渾水摸魚。有些制造商使用球形轉(zhuǎn)臺這種沒有實用價值的外觀和噱頭來博取注意，所以他們在產(chǎn)品設(shè)備的研發(fā)和制造上，大多是抄襲、拼湊、組裝，功能模塊之間匹配度低、兼容性弱、穩(wěn)定性差，造成的后果是高故障率、高維護(hù)成本、高安裝/運輸費用、大功耗，使用戶苦不堪言。筆者曾與云南省的一位用戶接觸中，得知他們單位幾年前曾投巨資建了幾個視頻監(jiān)控點，第二個監(jiān)控點還沒建好，第一個監(jiān)控點就出故障了，頻繁的故障和缺乏穩(wěn)定性的系統(tǒng)，使該項目擱置至今。

非球形轉(zhuǎn)臺是依照變焦鏡頭一體化攝像機(jī)的外形塑造成型的，即根據(jù)變焦鏡頭攝像機(jī)的大小確定非球形轉(zhuǎn)臺護(hù)罩的大小。這種“隨物（變焦鏡頭一體化攝像機(jī)）賦形（非球形轉(zhuǎn)臺）”的設(shè)計思路使得非球形轉(zhuǎn)臺的體積比球形轉(zhuǎn)臺小，相應(yīng)的重量也比球形轉(zhuǎn)臺輕。市場上現(xiàn)有的非球形轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的重量大都在50～80kg不等，也有個別廠商研制的非球形轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的重量低至40～50kg左右。而球形轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的重量動輒要200kg以上。

球型轉(zhuǎn)臺重量大，周邊附屬設(shè)備多，造成整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)功耗極大（絕大多數(shù)球形轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的功耗都在200～300W左右；而非球型轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)功耗多在60～100W左右，個別廠商研制的非球形轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)功耗低至40W左右）。整體設(shè)備功耗大，后備電源（蓄電池）的需求量就增加。整體功耗大的設(shè)備往往需要40節(jié)左右的蓄電池來維持系統(tǒng)正常運行，而功耗低的系統(tǒng)只需要四五節(jié)蓄電池就可以。因此在進(jìn)行風(fēng)能、太陽能發(fā)電和蓄電系統(tǒng)的建設(shè)時，可以節(jié)省初期建設(shè)成本。特別是在高寒地帶，為了保持電源處于正常工作溫度，需要做深埋保溫處理，高功耗意味著還要增加大量的“深挖低埋”的基建費用。

球形轉(zhuǎn)臺在故障設(shè)備維修時，由于設(shè)備不同功能模塊的拼湊、部件間電路連接復(fù)雜，除非專業(yè)人員，根本無法解決；即使有專業(yè)人員，檢測、檢修故障，也不可能在設(shè)備所在地完成，這又涉及監(jiān)控設(shè)備下架、搬運返廠，頻繁的進(jìn)行安裝、拆卸，無形中又減短了設(shè)備的使用壽命。并且，在設(shè)備維修期間，如果沒有備用監(jiān)控設(shè)備，就等于是視頻監(jiān)控的空白期，如果在此期間發(fā)生森林火災(zāi)而因為設(shè)備故障沒有監(jiān)控到，其損失的責(zé)任應(yīng)該在誰？如果有備用設(shè)備，就相當(dāng)于采購了兩套設(shè)備，造成視頻監(jiān)控設(shè)備采購費用高企。

市場上也有一種說法是球形轉(zhuǎn)臺重量大也能增強(qiáng)穩(wěn)定性。這個說法同樣是拋棄了諸多與穩(wěn)定性相關(guān)的其他因素，單純就重量論穩(wěn)定。用于大范圍、大環(huán)境中的視頻監(jiān)控設(shè)備，其穩(wěn)固性主要還是來自設(shè)備的材質(zhì)、部件之間的咬合度及緊密度、設(shè)備結(jié)構(gòu)重心的設(shè)定等因素，而不能單從重量這個因素來談設(shè)備的穩(wěn)定程度。

視頻監(jiān)控設(shè)備，大多安裝在郊野、山間、河岸等人跡罕至處，沒有現(xiàn)成的道路可行，球型轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)重量大，對于安裝、運輸，無疑要專門開辟、鋪設(shè)道路進(jìn)行運輸，還有可能使用重型機(jī)械進(jìn)行吊裝、搭腳手架，其運輸、安裝成本又是一筆不菲的費用。

而非球形轉(zhuǎn)臺輕量化、小型化，方便運輸、安裝、維護(hù)等，極大地方便了用戶。隨著視頻監(jiān)控器材市場越來越成熟，用戶也在慢慢認(rèn)識、了解視頻監(jiān)控設(shè)備，這也是目前市場上出現(xiàn)大范圍視頻監(jiān)控設(shè)備絕大多數(shù)是非球形轉(zhuǎn)臺的原因。

通過比較分析，在視頻監(jiān)控項目建設(shè)中選用那種設(shè)備已一目了然，希望以上分析能對用戶甄別、選用設(shè)備有所幫助。隨著視頻監(jiān)控在各個領(lǐng)域中發(fā)揮的作用越來越大，視頻監(jiān)控設(shè)備的市場前景向好，特別是大范圍視頻監(jiān)控設(shè)備，其未來發(fā)展趨勢一定是輕型化、集成化，誰具備了這兩個特征的研發(fā)制造能力，誰就將在未來的市場中扮演至關(guān)重要的角色。

注：轉(zhuǎn)臺，又稱云臺（PTZ），是Pan/Tilt/Zoom的翻譯，意指云臺全方位（左右/上下）移動及鏡頭變倍、變焦的控制。

文中所提到的球形轉(zhuǎn)臺和非球型轉(zhuǎn)臺都是指全方位云臺（既能水平旋轉(zhuǎn)又能上下旋轉(zhuǎn)）；都是云臺加護(hù)罩；都是監(jiān)控大范圍、大環(huán)境的長焦距鏡頭一體化攝像機(jī)。

（責(zé)任編輯：韓煥金）

S762.3+2

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2015-12-10