دوربین مدار بسته و متعلقات

وظیفه حسگر دوربین مدار بسته تبدیل پرتوهای نور متمرکز به سیگنال ویدئویی متغیر در زمان است. این سیگنال ویدئویی پس از تولید به وسیله تجهیزات مخابراتی (کابل کواکسیال،زوج تابیده شده،فیبر نوری،امواج رادیویی) از طریق بستر انتقال به مرکز کنترل انتقال می یابد. حسگرهای حالت جامد برای تبدیل روشنایی تصویر به سیگنال ویدئویی از آرایه های سیلیکونی فوتو-حسگر (پیکسل) استفاده می کنند. این سیگنال پس از تقویت به منظور نمایش به نمایشگر منتقل می شود.

حسگر های حالت جامد از نظر فن آوری ساخت به چهاردسته اصلی ccd,cpd,cid,cmos تقسیم می شوند. در صنعت ساخت دوربین های حفاظتی از دسته اول تا چهارم استفاده می شود و توان مصرفی آنها از کسری از وات شروع و به 8 الی 20 وات برای دوربین های لوله کاتدی ختم می شود. شارژ الکتریکی در زمان شکل گیری تصویر روی حسگر دوربین به ولتاژ تبدیل می شود. این ولتاژها با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال به دست عدد تبدیل می شوند و برای پردازش های بیشتر نظیر تنظیم شدت روشنایی و رنگ به واحد پردازش تصویر ارسال می شوند.چشم انسان تصویر را یک جا نمایش می دهد اما سیگنال ویدئویی در دوربین معمولی یا مادون قرمز حرارتی پس از پیمایش نقطه به نقطه و پیکسل های افقی و عمودی حسگر های سیاه-سفید یا رنگی تولید می نمایند پیمایش از کنج بالایی سمت چپ تصویر شروع شده و در کنج پایین سمت راست خاتمه می بابد دوربین های رنگی با اختراع و استفاده از الگوریتم اصلاح رنگ بایر و سیستم تعادل رنگ سفید در ساخت دوربین،تولید شدند. این نوع فیلتر از فیلتر آبی -سبز-قرمز -قرمز و سبز تشکیل شده اند. به علت حساسیت زیاد چشم به رنگ سبز ،در این فیلتر رنگ سبز نسبت به رنگ های آبی و قرمز بیشتر استفاده شده است. فیلتر دیگری که از آن برای ذخیره اطلاعات رنگی استفاده می شود فیلتر رنگی CMYG (فیروزه ای،گلبهی،زرد و سبز است) با افزایش تعداد پیکسل های حسگر جزئیات بیشتری از صحنه قابل فیلم برداری می شود.حسگرهای سیاه -سفید و رنگی برای تولید تصویر شفاف و بدون نویز طوری طراحی می شوند که در طی شبانه روز با تغییرات سطح روشنایی سازگار شوند.نتیجه چنین طراحی هایی ساخت دوربین های ICCD,CMOS,CCDو مادون قرمز حرارتی است.بیشترین کاربرد به ترتیب متعلق به ICCD,CMOS,CCD و مادون قرمز حرارتی است.به علت حساسیت به نور نزدیک به مادون قرمز حسگرهای CCD,CMOSعلاوه بر کاربرد های روزانه معمولا در برخی مواقع از انها در کاربردهای شبانه هم استفاده می شود .نقاط قوت و ضعف های موجود در فن آوری ساخت حسگر های CCDو CMOS باعث شده است که کاربری های متفاوتی داشته باشند. به عنوان مثال به علت فن اوری پیشرفته ساخت حسگر های CCD, این حسگر ها در ساخت حافظه رایانه های شخصی استفاده می شوند .از حسگرهای ICCD برای کاربری شبانه و تحت شرایط روشنایی بسیار کم استفاده می گردد و در تاریکی مطلق,مه گرفته و گرد و غبار بهترین گزینه حسگر های مادون قرمز حرارتی هستند.

فن آوری ساخت حسگرهای CCD:

شارژ الکتریکی هر پیکسل در حسگر CCD از طریق تعداد محدودی گره خروجی -اغلب یک گره-به مبدل ولتاژ منتقل می گردد و پس از تبدیل شدن به سطوح مختلف ولتاژی از آن میانگین گیری شده و به صورت سیگنال آنالوگ از تراشه CCD خارج می شود .در مرحله بعدی سیگنال خروجی تقویت شده و به وسیله مبدل AD به رشته عددی تبدیل می گردد و در نهایت به بیرون حسگر ارسال می شود. در تبدیل شدت روشنایی به سیگنال ویدئویی با استفاده از تمامی پیکسل ها یکپارچهگی خروجی (عاملی مهم در تعیین کیفیت تصویر)افزایش می یابد. در حسگر های CCD ،تقویت کننده یا مبدل های A/Dپیش ساخته وجود ندارد و بسیاری از مراحل بیرون از حسگر CCD انجام می شوند.

30 سال از استفاده حسگر های CCD در ساخت دوربین های عکاسی و فیلم برداری میگذرد و کیفیت بالای آنها سبب گردیده همچنان از آنها در ساخت دوربین استفاده شود. عموما این حسگر ها نسبت به حسگر های CMOS حساسیت نوری بالاتر و نویز کمتری دارند و در شرایط کم نور تصاویر بهتری تولید می کند .با این وجود حسگر ها معایبی نیز دارند.از آن جمله می توان به گران قیمت بودن و پیچیدگی اتصالات آنها در داخل دوربین اشاره کرد.علاوه بر این حسگر CCDمی توان 100 برابر بیشتر از حسگر CMOS مشابه خود برق مصرف کند.

فن آوری ساخت حسگر های CMOS:

در تراشه CMOS آرایه پیکسلی با مبدل A/D و تقویت کننده یکپارچه شده است. در حسگر های CMOS قابلیت ایجاد پنجره وجود دارد. که به کاربر امکان خواندن فقط یک قسمت از آرایه پیکسلی را می دهد. از این مزیت در تولید تصاویر کیفیت بالا و PTZدیجیتالی یا داشتن نرخ ارسال فریم بالاتر برای یک قسمت کوچک از آرایه پیکسلی استفاده می شود. پیشرفت های اخیر در فن آوری ساخت و یکپارچه سازی قسمت های مختلف در تراشه حسگرهای CMOS باعث شده بیش از پیش کیفیت تصویر این حسگر ها به حسگر های CCD نزدیک شود و قیمت تمام شده دوربین ها کاهش یابد .اتلاف توان حسگرهای CMOS در مقایسه با حسگر های CMOS در مقایسه با حسگر های CCD کمتر و ابعاد کوچکتری دارند.و می توان فرامین و ویژگی های بیشتر را در تراشه آنها یکپارچه سازی کرد.علاوه بر این به علت ارزانی حسگر های CMOS مگاپیکسلی نسبت به حسگر های CCD مگاپیکسلی ،تقاضا برای استفاده از آنها بیشتر است.

حسگر های مگاپیکسلی:

در هنگام انتخاب حسگر دوربین هماهنگی میان ابعاد حسگر ،دوربین مگاپیکسلی و پیکسل های آنها بسیار مهم است. به دلایل اقتصادی ،ابعاد بسیاری از حسگر های مگاپیکسلی- یعنی حسگر هایی که تعداد پیکسل آنها یک میلیون یا بیشتر باشد .هم اندازه یا کمی بزرگتر از حسگر های است که برای دوربین های با وضوح تصویر VFA (آرایه نگاره سازی ویدئویی) یعنی 640*480(307200) پیکسل استفاده می شوند. فرق حسگر های مگاپیکسلی نسبت به حسگر های VGA در تعداد پیکسل های بیشتر و ابعاد کوچک تر حسگر مگاپیکسلی است. به عنوان مثال برای حسگر های 1پ3 اینچی ابعاد پیکسل حسگر 2 مگاپیکسلی 3 میکرومتر و برای حسگر 1/3 اینچی مشابه  VGA 7/5 میکرومتر است. از آن جایی که ابعاد پیکسل دوربین مگاپیکسلی کوچک تر است ،نور منعکس شده از صحنه به تعداد بیشتری از پیکسل ها می رسد و به همین دلیل وضوح تصویر بالاتر می رود. و جزئیات تصاویر دوربین مگاپیکسلی نسبت به دوربین VGA بیشتر می گردد . از قابلیت بزرگنمایی لحظه ای حسگر مگاپیکسلی می توان برای اجرای فرامین PTZ بدون حرکت دادن دوربین و تولید تصاویر منظره نما یا نمای بسته با کیفیت استفاده کرد.

یک دوربین کنترل ترافیک را همچنین دوربین کنترل امنیتی خیابان دوربین کنترا قوانین خیابانی،رادار عکس دوربین کنترل سرعت gasto یک ماشین جریمه کننده اتوماتیک است. این دستگاه شامل یک دوربین است که در کنر بزرگراه نصب شده و یا بر روی یک ماشین اجرایی برای شناسایی و آشکار سازی تخلفات غیر قانونی ترافیکی، نصب شده است. از جمله این کاریردها و مناطق مورد استفاده عبارتن از :شناسایی سرعت غیر مجاز، ماشین هایی که از چراغ قرمز عبور می کنند، استفاده غیر مجاز از مسیر ویژه اتوبوس،در کنار یک منطقه دریافت شارژ برای ثبت وسایل نقلیه در زمان های پیک ترافیک به منظور کاهش ترافیک و در دیگر مناطق.

آخرین سیستم های شناسایی اتوماتیک پلاک خودرو، برای شناسایی سرعت های متوسط بکار می روند و نگرانی هایی درباره از دست رفتن حریم خصوصی و اعطاءأ توانایی و قدرت به دولت ها برای اعمال و استقرار نظارت بیشتر و متمرکز بر حرکت وسایل نقلیه و همچنین به واسطه آن بر مالکان وسابل نقلیه، را افزایش داده است.

انواع سیستم ها:

کنترل مسیر ویژه اتوبوس

برخی از دوربین های کنترل مسیر ویژه اتوبوس از یک سنسور نصب شده در خیابان استفاده می کنند، که دوربین تشخیص پلاک خودرو را فعال می سازد و این دوربین، شماره وسایل نقلیه را با لیست وسایل نقلیه مورد تائیید مقایسه کرده و تصاویر دیگر وسایل نقلیه که در لیست موجود باشد را ذخیره می کند. دیگر سسیتم ها از یک وربین نصب شده روی اتوبوس استفاده می کنند، برای مثال در لندن، مسیر های قرمز را که توقف به هر منظور در آنها ممنوع است، مانیتور می کند.(به غیر از تاکسی ها و دارندگان مجوز پارک برای افراد معلول)

دوربین کنترل چراغ قرمز:

دوربین کنترل چراغ قرمز، یک دوربین کنترل ترافیکی است، که از وسیله نقلیه ای که به صورت غیر مجاز از چهار راه عبور کرده، در حالی که چراغ قرمز بوده عکس میگیرد. این دوربین به وسیله عکس برداری اتوماتیک از وسایل نقلیه به جریمه نمودن رانندگان متخلف و آنهایی که از چراغ های راهنمایی تبعیت نمی کنند،کمک می کند. این سیستم،به طور مداوم سیگنال ترافیکی را مانیتور نموده و دوربین برای شناسایی هرگونه وسیله نقلیه ای که بیشتر از حداقل سرعت از پیش تنظیم شده در دستگاه را داشته باشد و در زمان مشخصی بعد از این که سیگنال چراغ راهنما قرمز شد وارد چهار راه شود فعال میگردد.

اجرای محدودیت سرعت:

دوربین های کنترل سرعت برای مانیتور نمودن، مطابق با محدودیت های سرعت استفاده می شوند که ممکن است روش های liderT doppler یا شناسایی اتوماتیک شماره پلاک خودرو را بکار ببرند.

دیگر سیستم های کنترلی نیز وجود دارند که مبتنی بر دوربین نمی باشند .سیستم های دوربین دار کنترل سرعت متحرک و یا ثابت که در زمان طی شده توسط وسیله نقلیه سفر بین دو یا تعداد بیشتری از سایت های دور از هم را اندازهگیری می کنند( از چندین صدمتر تا چندین صد کیلومتر) دوربین های شناسایی شماره پلاک خودرو نامیده می شوند.

(ANPR)

این دوربین ها زمان حرک وسیله نقلیه در یک فاصله ثابت را اندازه گیری می کنند. و سپس سرعتوسیله نقلیه برای مسیر مذکور را محاسبه می نماید. از این رو این تکنولوژی از دوربین های مادون قرمزی که به یک کامپیوتر متصل هستند،برای خواندن شماره ثبتیوسیله نقلیه و شناسایی آن در همان زمان (به طور همزمان) استفاده می کند. بنابراین نام مالک به راحتی استنتاج می شود.

شناسایی اتوماتیک شماره پلاک وسیله نقلیه:

شناسایی اتوماتیک وسیله نقلیه می تواند برای مقاصدی غیر مرتبط با قوانین کنترلی و اعمال ترافیکی بکار رود در اصل هر آزانس یا نماینده یا هر فرد که به دیتای حاصل از دوربین های ترافیکی و یا دوربین های نصب شده برای دیگر مقاصد دسترسی داشته باشد.قادر است هرگونه حرکت وسایل نقلیه را برای هر منظور ویا هدفی ردیابی نماید

سیستم ANPRپلیس انگلیس، تمام وسایل نقلیه عبوری از نقاط ویژه و خاصی را در شبکه خیابان ملی،ذخیره و فایل می نماید. این امر به آنها اجازه نفوذ به منظور ردیابی حرکت های وسایل نقلیه و افراد در سطح کشور را می دهد.

در اروپا یک زندانی 80 ساله به نام جان کتس و دخترش لیندا بدون انجام هیچ گونه جرمی،در حالی که در لندن در حال رانندگی بودند،توسط پلیس شهر لندن متوقف شدند. کشور انگلیس،وسایل نقلیه خود را براساس بخش 44 از قانون 2000 تروریست مورد بازرسی و جستجو قرار می داد واگر افراد از پاسخ دادن به سوالات آنها اجتناب می کردند آنهارا تهدید به دستگیری می نمودند. بعد از اینکه آنها به طور رسمی شکایت کردند، مشخص شد که هنگامی که تصویر ماشین آنها به وسیله دوربین های CCTV ANPR کنار خیابان،قرار گرفته شده است، به علت اینکه آنها نزدیک تظاهرات EDO MBM در BRIGHTON دیده شده بودند، تصویر مذکور در دیتابیس کامپیوتر ملی پلیس به عنوان مورد مهم و حساس علامت خورده بود؛بنابر این آنها را متوقف نموده اند. منتقدان به این نکته اشاره داشتند که جان کتس،بدون هیچ گونه جرمی مظنون شناخته شده است، با این وجود زیر ساخت نظارتی گسترده و پیچیده انگلیس، به آنها اجازه می دهد که بر اساس ارتباط و وابستگی آنها را مورد هدف قرار دهد.

دیگر سیستم ها:

1.دوربین های مخصوص گرفتن شارژ اضافی در مواقع پرترافیک برای شناسایی وسایل نقلیه کنار محیط پرداخت در صورتی که مبلغ و هزینه مورد نظر و مناسب پرداخت نگردد.

2.دوربین های مسیر مربوط به وسایل نقلیه رزرو شده به منظور شناسایی وسایل نقلیه ای که در ملزومات تردد تخلف می کنند.

3.دوربین های آلودگی صوتی که مدارک مربوط به وسایل نقلیه سنگین، که قوانین صوتی مربوطه را به وسیله استفاده ترمز موتور (افزایش اندازه لوله اگزوز)زیر پا گذاشته اند، ثبت می نماید.

4.دوربین های محل تقاطع دو خط راه آهن به منظور شناسایی وسایل نقلیه ای که از تقاطع راه آهن عبور کرده اند.

5.دوربین های پارکینگ که استشهاد لازم برای وسایل نقلیه ای که به طور غیر قانونی پارک نموه اند را صادر می سازد.

6.دوربین های باجه عوارضی به منظور شناسایی وسایل نقلیه ای که بدون پرداخت عوارضی از باجه عوارضی عبور می کنند.

7.دوربین های کنترل دور زدن در چهار راه هایی که دورزدن و یا گردش به سمت خاصی در مواقع قرمز بودن چراغ ممنوع می باشد. این نوع دوربین ها اغلب در شهرها یا مناطق پر جمعیت به کار می رود.

8.سیستم اتوماتیک شناسایی شماره پلاک وسیله نقلیه برای چند منظور می تواند استفاده شود که شامل شناسایی وسایل نقلیه ای که مالیات خود را پرداخت نکرده اند و یا بیمه ندارندماشین های دزدیه شده و سرقتی و نظارت بالقوه و انبوه بر ماشین سواران می باشد.

سیستم های دوربین ثابت می توانند در جعبه ها یا دکل های کنار خیابان نصب شوند و یا به جرثقیل پل و یا پل عبر روی خیابان متصل گردند و این دوربین ها همچنین می توانند در سطل های زباله نیز به طور مخفی نصب گردند.

دوربین های کنترل سرعت متحرک ممکن است توسط دست نگه داشته شوند. یا روی سه پایه و یا روی ماشین نصب شده باشند. در سیستم هایی که روی ماشین نصب شده اند،تجهیزات شناسایی دوربین ها می توانند روی خود وسیله نقلیه نصب شوند یا به طورساده روی سه پایه در کنار وسیله نقلیه نصب شده و در خارج از پنجره و یا در مستقر شده باشد.اگر دوربین به طور ثابت به وسیله نقلیه نصب شده باشد، لزومی ندارد که وسیله نقلیه اجرایی در یک جا، مستقر باشد و می تواند درجهت و یا خلاف جهت جریان ترافیکی ،حرکت نماید.

در مورد دوم ، یعنی حرکت در خلاف جهت ترافیک، بسته به جهت حرکت ، سرعت نسبی وسایل نقلیه مورد نظر نیز می تواند یا سرعت خود ماشین اجرایی جمع و یا از آن کم شود. تا سرعت واقعی خود را به دست آورد،سرعت سنج وسیله نقلیه ای که دوربین روی آن سوار است باید با دقت تنظیم شده اند.

تعدادی از سیستم های شناسایی شماره پلاک خودرو می توانند از وسایل نقلیه استفاده نمایند.