Глава 3 (Мониторинговый пост контроля (МПК) Системы мониторинга обнаружения лесных пожаров)
Описание файла
Файл "Глава 3" внутри архива находится в следующих папках: Мониторинговый пост контроля (МПК) Системы мониторинга обнаружения лесных пожаров, Глава 3. Документ из архива "Мониторинговый пост контроля (МПК) Системы мониторинга обнаружения лесных пожаров", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "дипломы и вкр" из 12 семестр (4 семестр магистратуры), которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "диплом" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Глава 3"
Текст из документа "Глава 3"
Глава 3
Поиск и расчет необходимых комплектующих
Оптоэлектронная схема определена. Теперь мы подберем ключевые комплектующие предлагаемого МПК, а именно:
-
Видеокамеру для панорамного комплекса камер
-
Видеокамеру с вариофокальным объективом
-
Тепловизор
-
Миникомпьютер
3.1 Видеокамера для панорамного комплекса
Видеокамера которая будет состоять в панорамном комплексе должна обладать следующими характеристиками:
-
Мегапиксельным разрешением
-
Высокой чувствительностью
-
Соотношением сигнал/шум не менее стандарта
-
Динамическим диапазоном не менее 80 дБ
-
Объективом с фиксированным углом обзор 24°~ 27°
Проанализировав рынок, мы пришли к выводу, что стандартных камер с характеристиками, которые подходили под наши требования не существует, но есть новые уникальные видеокамеры с двумя матрицами и двумя объективами, камера марки GANZ модель MP3-DN-2.
Рис. 3.1 Видеокамера GANZ MP3-DN-2
Видеокамера обеспечивает идеальное решение для воплощения функции день/ночь. Бинокулярная технология позволяет совместить два CMOS сенсора в одной камере.
При ярком освещении работает цветной сенсор с разрешением 3 мегапикселя, а с наступлением ночи, когда освещенность снижается, на смену приходит второй сенсор с разрешением 1,3 мегапикселя. Переключение между двумя сенсорами происходит автоматически при помощи DSP, без использования механики.
Гибкие настройки дают возможность подстраиваться под ресурсы сети и обеспечивают высокие адаптационные свойства. CMOS сенсор обеспечивает оптимальную и динамичную настройку даже в самых сложных условиях.
Что бы не быть голословными сравним технические характеристики данной камеры с характеристиками видеокамеры используемой в системе «Хранитель» и камерой используемой в электроннооптическом модуле «Фокус-Д»
П Таблица 3.1 Технические характеристики Сравнение араметры | Pelco SureVision IM10LW-V («Хранитель ») | Видеокамера (ЭОМ «Фокус-Д») | Видеокамера GANZ MP3-DN-2 |
Чувствительный элемент: | 1/3" КМОП-сенсор, прогрессивная развертка | 1/4" Super HAD | 1/2" |
Варианты разрешение: | От 320×176 до 1280×960 | 1000*800 | Две матрицы: 2048*1536/1280*1024 |
Чувствительность камеры: | Цвет: 0,1 лк (33 мс); Моно Sens: 0,0013 лк (500 мс) | 2,0 лк | Две матрицы: 1.0/0.01 люкс |
Отношение сигнал/шум: | 50 дБ | 50 дБ | 52 дБ |
Динамический диапазон (WDR): | 120 дБ | Нет данных | 120 дБ |
Регулировка горизонтальных углов обзора: | 100° ~ 27° | 42° ~ 1,6° | Постоянный 25° |
Объектив камеры: | Варифокальный, мегапиксельный, 2,8 ~ 10 мм с автофокусом | Варифокальный, 3,5 ~ 91 мм с автофокусом | Два мегаиксельных объектива с фокусным растоянием16 мм |
3.2 Видеокамера с вариофокальным объективом
Видео камера которая будет закреплена на механическом приводе, должна обладать характеристиками похожими на камеру из панорамного блока, плюс иметь оптический зум не менее 10 крат, чувствительность камеры может быть ниже, так как режим ее работы будет сопряжен с тепловизором, который мы выберем далее.
Из существующих готовых решений, полноценной видеокамеры с подходящими для нас параметрами на рынке нет. По этому предлагаем использовать видеокамеру состоящую из видеокамеры без объектива компании VOCORD и объектива формата Canon EOS EF .
Модель видеокамеры без объектива наиболее подходящая нам по параметрам называется VOCORD NetCam H. Ниже в таблице 3.1 приведены её характеристики.
Таблица 3.2 Технические характеристики VOCORD NetCam H
Параметры матрицы | Значения |
Чувствительный элемент: | 2/3" |
Разрешение: | 1280*1024 |
Чувствительность камеры: | 1,0 лк |
Отношение сигнал/шум: | 64 дБ |
Динамический диапазон (WDR): | 80 дБ |
Рис. 3.2 VOCORD NetCam H
В VOCORD NetCam H креплением объектива формата Canon EOS EF, в котором уже реализовано полное электронное управление моторизованными объективами: настройка диафрагмы и фокусировки. Таким образом для подключения к VOCORD NetCam H объективов формата Canon EOS EF не требуются дополнительные переходники и интерфейсные кабели.
Наиболее подходящий для наших задач объектив это Canon EF 28-300mm.
В таблице 3.2 приведены важные для нас параметры предлагаемого объектива.
Таблица 3.3 Технические характеристики Canon EF 28-300mm
Параметры объектива | Значения |
Регулировка горизонтальных углов обзора: | 65° - 6° 50' |
Фокусное расстояние (Оптический зум): | 300-28 мм (>10 крат) |
О
Рис. 3.3 Canon EF 28-300mm
ценим его возможности, возьмем расстояние до объекта D=20 км при фокусном расстоянии F=300 мм. Ширина предлогаемой ПЗС-матрицы 8,8 ммТогда: W=20км*8,8мм/300мм=0,587 км
То есть на расстоянии 20 км от телекамеры мы будем наблюдать участок шириной 587 м. Разрешение камеры по горизонтали 1280 точек (пикселей). То есть в одной точке (пикселе) будет находится участок шириной около 0,45 метра. На десять пикселей 4,5 метра. Полученные величина удовлетворяет нашим требованиям. То есть при МДВ≥20 км пожар можно будет распознать и без использования тепловизора.
С
Таблица 3.4 Технические характеристики Сравнение
равним технические характеристики предлагаемой камеры с характеристиками видеокамеры используемой в системе «Хранитель»
Параметры | Pelco SureVision IM10LW-V («Хранитель ») | VOCORD NetCam H + Canon EF 28-300mm |
Чувствительный элемент: | 1/3" КМОП-сенсор, прогрессивная развертка | 2/3" |
Варианты разрешение: | От 320×176 до 1280×960 | 1280*1024 |
Чувствительность камеры: | Цвет: 0,1 лк (33 мс); Моно Sens: 0,0013 лк (500 мс) | 1.0 лк |
Отношение сигнал/шум: | 50 дБ | 64 дБ |
Динамический диапазон (WDR): | 120 дБ | 80 дБ |
Регулировка горизонтальных углов обзора: | 100° ~ 27° | 65° - 6° 50' |
Объектив камеры: | Варифокальный 2,8 ~ 10 мм с автофокусом | Варифокальный, 300-28 мм |
3.3 Тепловизор
Тепловизор для нашей системы должен обладать следующими параметрами:
-
Максимально возможным разрешением
-
Высокой чувствительностью
-
Хорошей температурной чувствительностью
-
Объектив должен обладать малым углом обзора
-
Должен быть не охлаждаемым
Проанализировав рынок, наиболее подходящим к нашим требования подходит тепловизор AXIS Q 1922-E60
Рис. 3.4 AXIS Q 1922-E60
Сравним данный тепловизор с тепловизорами установленными в оптико-электроных системах «СОТА»и «Фокус-Д»
Таблица 3.5 Технические характеристики Сравнение
Параметры | Тепловизор Скат («Сота ») | Тепловизор (ЭОМ «Фокус-Д») | Тепловизор AXIS Q 1922-E60 |
Размер матрицы, пиксели: | 320*240 | 640*512 | 640*480 |
Горизонтальный угол обзора: | 14° | 0,95°; 3,8°; 12,5° | 10° |
Температурная чувствительность: | 0.01 К | 0,025 К | 0.01 К |
Метод охлаждения: | Неохлаждаемый | Стирлинг | Неохлаждаемый |
Видно, что тепловизор установленный в ЭОМ «Фокус-Д» выигрывает по параметрам, но есть один очень важный нюанс, Система охлаждения, установленная на нем, требует постоянное обслуживание, что нам не подходит. Выбранный нами тепловизор имеет неохлаждаемую матрицу и не требует постоянного сервиса. Из существующих решений это лучшее что есть на данный момент на рынке.
Подведем итог и сравним основные характеристики систем уже внедренных с предлагаемым МПК.
Параметры | Система «Хранитель » | ЭОМ «Фокус-Д» | Предлагаемый МПК |
Минимальная освещенность: | 1 лк | 0 лк | 0 лк |
Максимальное разрешение (телевизионный / тепловизионный): | 1280×960/Отсутствует | 1000*800/640*512 | 2048*1536/ 640*480 |
Минимальная дальность наблюдения | 5 км | 20 км | 30 км |
Отношение сигнал/шум: | 50 дБ | 50 дБ | 52 дБ |
Динамический диапазон (WDR): | 120 дБ | Нет данных | 120 дБ |
Температурные рамки: | От 0 °C до +50 °C | От - 35 °C до +50 °C | От -40 °C до +50 °C |
Таблица 3.6 Сравнение мониторинговых систем с предлагаемым МПК
Из таблице видно что предлагаемый нами МПК обладает характеристиками, которые удовлетворяют условиям технического задания и превосходит по ним уже существующие решения.
59