浅谈小区监控镜头参数计算及选择

浅谈小区监控镜头参数计算及选择随着住宅小区监控工程的日益普及，人们对监控工程的功能要求也越来越多，从一般的场景监控发展到特征识别监控。从技防治安角度和物业管理角度看，都要求对进出小区或车库的车辆能在监控中识别其车牌号，对进出小区或在围墙边行走的人员能识别其脸部特征。为了识别车辆车牌号，可以在小区出入口（或车库）进出两个方向各设置一台定点枪式摄像机， 以监视进出车辆的车型、 颜色和车牌号码。 这两台摄像机在接入门口道闸管理的图像对比系统的同时各分支一路接入中控中心的硬盘录像系统，使一份投入可起到双倍功效， 某种程度上讲在这一部分的录像价值更高于进出的图像比对。根据工程经验，要在白天、夜间和前车灯亮等各种情况环境下均能看清车牌号码，则在技术上有不少要求，以下作概要介绍：首先摄像机应选用具有强逆光补偿功能，具有日夜彩黑自动切换功能和分区补偿、光学 /数字变倍功能的道路监控专用摄像机，通过对车牌位置的识别、修正处理，能很好地确保特别是在夜间有前照灯的环境下清晰识别车牌号的效果，另外，关于镜头参数的选择和实际安装位置也应进行科学的计算。例如，设小车车头宽 C=1.8 米左右，车牌长度P=45cm 左右，监视器 (或显示屏 )的宽度 W=30cm；单向道宽 K=8 米，已知1 CCD 摄像机的晶片靶宽32B=4.8mm，靶高=3.6mm。根据实践经验，当显示屏上车头宽度占到显示屏宽时，其车牌号则能很容易清晰识别。为此，我们可以确定出所选镜头焦距参数f和实际的安装距离L 的关系。CCD成像原理：视距 S( 米)1/3CCD靶高3.6mm头高h1=22cm身高1.8 米焦距f(mm)视距s( 米)监视器当车头 1.8 米宽实像在 30cm显示屏宽向上成像达到2即 20cm 时，45cm 的3200车牌则在显示屏宽向上成像长度=450 1800 =50mm，即平均每个字符宽为50908个字符=5.5mm 宽（字符间隙按10%估算），一般其字符高约为宽的2.2倍，即字高约为12mm，相当于 100显示比例下 70黑体字，完全可见。2另外，此时满屏 (宽向 30cm)实像宽最多为： M=1.8 3 =2.7( 米) ，由此可得：SF =M B2.7 1000 = 4.8=562.5即： S=562.5F，它表示了此时视距和焦距的倍数关系。因图中 S 为安装好后的镜头视距， 在小区门口，摄像机一般安装高度在H=22.5 米左右，且沿路边而非正中心，我们所讲的安装水平距离L 实际上是 S的水平投影的再投影。如图所示：H=2.5S道边一侧投影长半幅道宽K/2再投影L222222即： L =(S -H )-(K/2) =S -6.25-16=S -22.25L2=(562.5f)2-22.25于是得到结论：L (562.5f)2-22.25当选用焦距 f=8mm镜头时，安装点的水平距离L 应 4.5 米。当选用焦距 f=12mm镜头时，安装点的水平距离L 应 7 米。当选用焦距 f=16mm镜头时，安装点的水平距离L 应 9 米。以上镜头均应选用自动光圈镜头，实际施工时，应参照这一理论计算实施。类似地，可以计算识别人员脸部特征的镜头参数：1/3CCD靶高3.6mm头高h1=22cm身高1.8 米焦距f(mm)视距s( 米)监视器根据工程经验，一般在 17显示器 (高 24cm，宽 31cm)上，可识别人的脸部特征的最小高度在 10mm15mm，此时人体高成像高度 (按1.8米身高、脸部高度220mm计 )约为：180010 =82mm，约占满屏的82 =34。220240s1.8 1000因此有： f = 3.6 34% =1470假设安装高度 H=2 米，则有 L =(1470f)2-4，(L 等于 S 的投影 )。当选择 F=33mm 时， L=49 米，因此小区中实际可按 50 米左右布设摄像点。由于镜头是有一定视角范围的， 所以不论摄像机怎样安装， 总是存在一个视角死区。根据工程经验，安装高度为2 2.5 米时高度死区长度一般可在2 米以内。如果安装高度 H 能置于 1.9 米处，则死区还能缩短，当然安装高度降到1.8米高时基本上就没有高度死区了，但仍存在宽向死区(水平方向 )。摄像机安装高度也不能过份降低，这样会影响摄像机的视野和效果，安装高度一般控制在22.5 米。在实际施工设计时， 为了消除摄像机视野上的死区， 一般采用追尾的视域覆盖安装方式，而不能采用背对背方式，如图示：墙内侧死区背对背方式追尾方式另外考虑到运营后的实际情况可能发生变化，有些地方可能会注重较宽的视场角，因此，我们也可选用 5.533mm 的手动变焦镜头，这样可以比较灵活地满足不同的要求，当然价格也相对较贵。另外，为了达到比较好的摄像效果， 摄像机的安装立杆及其基础也是比较重要的，安装立杆的刚度应达到在五级风速下图像无抖动的程度。江苏朗明智能科技有限公司