Zdroj: Pixabay

Použitie snímačov v kamerách uzavretého televízneho okruhu – CCTV

História používania kamier na sledovanie verejných alebo súkromných priestorov siaha do roku 1985, keď sa prvýkrát použil 24-hodinový systém sledovania verejných priestorov na pláži v Bournemouth (Waszkiewicz, 2012). Kamery sa však na verejných priestranstvách inštalovali už v minulosti s cieľom zvýšiť bezpečnosť priestoru.

V súčasnosti sú kamery a celé kamerové systémy nevyhnutnou súčasťou fungovania moderných miest, a to nielen z bezpečnostných dôvodov, ale aj kvôli snahe optimalizovať mnohé procesy.

Systém CCTV sa skladá z niekoľkých základných prvkov, ktoré možno rozšíriť v závislosti na systéme a účele jeho používania (SAVER, 2013):

• kamery,
• objektívy,
• puzdrá a upevňovacie prvky,
• monitory,
• vypínače a multiplexory,
• videorekordéry.

Sústavy CCTV sú čoraz častejšie vybavené snímačmi, ktoré umožňujú zachytávať špecifické signály z prostredia a prenášať s nimi súvisiace obrazy.

Typy kamier používaných v uzavretom televíznom okruhu (CCTV)

Technológia používaná pri konštrukcii systémov uzavretého televízneho okruhu sa stále vyvíja. Niet pochýb o tom, že to, čo je dnes nové, môže byť napríklad o dva roky štandardom alebo dokonca zastarané. Napriek tomu znalosť rôznych typov kamier priemyselnej televízie umožňuje vybrať si tie najoptimálnejšie. Existuje niekoľko kritérií, podľa ktorých možno priemyselné kamery klasifikovať. Medzi najdôležitejšie z nich patria: typ monitorovacieho systému, miesto inštalácie, technický typ kamery, konštrukcia kamery a jej použitie (Systemywizyjne, 2017). Na Obrázku 14 je znázornené hlavné rozdelenie typov priemyselných kamier.

Obrázok 14. Typy kamier používaných v uzavretom televíznom okruhu

Zdroj: (Systemywizyjne, 2017)

Okrem vyššie uvedených typov kamier, existujú ďalšie typy, napríklad termovízne alebo bezdrôtové kamery, pri ktorých boli použité riešenia založené na snímačoch.

Termokamery sa používajú na meranie teploty testovaných objektov zaznamenávanej v reálnom čase. Hlavným účelom takýchto kamier je možnosť určiť teplotu testovaného objektu. Snímače zabudované v kamere zaznamenávajú infračervené žiarenie vyžarované testovaným objektom (Obrázok 15).

Obrázok 15. Schéma činnosti termovíznej kamery

Zdroj: Vlastné spracovanie

Použitie tohto typu kamier je pomerne rozšírené. Donedávna bolo využite termovízie budov obzvlášť dôležité pri výpočte tepelných strát u stavebných objektov (Obrázok 16) alebo u prenosových sústav (Obrázok 17). Aktuálne sa kvôli pandémii COVID-19  tieto kamery využívajú vo verejných priestoroch na meranie telesnej teploty ľudí, zdržiavajúcich sa v danej miestnosti (napríklad na letisku, viď (Goodwin, Middag Alvarez, 2020) – Obrázok 18).

Obrázok 16. Účinok termokamery – budovy

Zdroj: “Súbor:Termowizja.jpg” od Explorer1001 na základe licencie CC BY-SA 3.0

Obrázok 17. Účinok termokamery – prenosové sústavy

Zdroj: “JCP&L Completes Thermovision Inspections” od spoločnosti FirstEnergy Corp.

na základe licencie CC BY-ND 2.0

Obrázok 18. Účinok termovíznych kamier – meranie teploty

Zdroj: Leoni Kibbey (na Flickr.com)

Termovízne kamery sú založené na intenzite vyžarovania, ktoré vydáva testovaný objekt. Výsledkom je farebný obraz, na ktorom majú všetky body s rovnakou teplotou rovnakú farbu. Ako však u všetkých meraní, aj tu je presnosť merania ovplyvnená mnohými faktormi. Jedným z faktorov, ktoré môžu skresliť meranie a viesť k chybnému výsledku je napríklad odraz žiarenia od testovaného predmetu, ktoré prechádza cez zdroj tepla (Orman, 2011). Takto snímač v termovíznej kamere zachytáva nielen prúd žiarenia z testovaného predmetu, a teda zaznamenáva vyššiu teplotu. Podobné dôsledky môžu nastať pri vstupe do klimatizovanej miestnosti (napríklad na letisku), priamo z otvoreného priestoru s veľmi vysokou teplotou. Osoba, ktorá vojde do takejto miestnosti sa môže na monitore zobraziť s vyššou telesnou teplotou. Nebude to prejav potenciálnej choroby, avšak prehriatie organizmu následkom pobytu na slnku. Žiaľ, práve kvôli týmto nedostatkom, nie sú všetky termokamery vhodné na meranie telesnej teploty, keďže väčšina z nich vykazuje chybu merania od 2 do 5°C (Klonowski, 2020). V danom prípade je preto treba dodržiavať niekoľko pravidiel (Obrázok 19).

Obrázok 19. Princípy umiestnenia termovíznych kamier pri meraní teploty

Zdroj: Vlastné spracovanie na základe (Klonowski, 2020)

Termokamery sa používajú aj na počítanie osôb vstupujúcich do miestnosti. Dnes sa dajú využiť aj na monitorovanie dodržiavania istých obmedzení, ktoré sa týkajú predpísaného počtu osôb v danom priestore (napr. v obchodných prevádzkach)  (Systemywizyjne, 2020).

Čo je treba zvážiť pri výbere kamery CCTV?

Parametre, ktoré sa berú do úvahy pri používaní priemyselných kamier (Gill, Spriggs, 2005):

• Predpokladané ciele – CCTV by mala mať jasne definované ciele svojho použitia, pokiaľ ide o ochranu pred vonkajšími nebezpečenstvami a monitorovanie účinnosti procesov prebiehajúcich v miestnosti alebo v danom priestore. Bez jasného stanovenia, na čo je systém určený, nebudú zhromaždené parametre a informácie vytvorené na ich základe užitočné. Nadbytočnosť cieľov však naopak môže ovplyvniť kvalitu získaných výsledkov. Inak by mala byť nastavená kamera, ktorá má slúžiť na ochranu pred vlámaním, a inak tá, ktorá bude napríklad monitorovať prelet vtákov vedľa veterných turbín.
• Manažment – používanie priemyselnej televízie si vyžaduje nielen stanovenie cieľov jej montáže, ale aj jej aktuálneho využitia. Na to, aby bol CCTV systém účinný, je potrebný neustály manažment. V praxi to môže znamenať potrebu využiť znalosti technických expertov, plne zapojiť koncových užívateľov a vymenovať vhodného projektového manažéra, t. j. v tomto prípade osobu zodpovednú za prevádzku a používanie priemyselného monitorovania.
• Hustota umiestnenia kamier, ich dosah a rozmiestnenie – bez konkrétnych cieľov použitia kamier CCTV nebude možné určiť ani ich optimálne umiestnenie. V tomto prípade sa nedá uplatniť zásada, že zvýšený počet kamier automaticky povedie k lepšiemu monitorovaniu, alebo pozitívne ovplyvní poskytovanie konkrétnych potrebných informácií. Niekedy sa môže ukázať, že je počet kamier irelevantný a jediným parametrom, ktorý v danom prípade zohrá kľúčovú úlohu, je kvalita záznamu. Dosah kamery súvisí s polohou kamery a tá musí zohľadňovať charakter monitorovanej oblasti a ciele systému CCTV. Inak bude fungovať kamerový systém vo vnútri budovy, kde sú napríklad miestnosti osvetlené súvislým systémom, a inak vonku, v husto zalesnenej oblasti, kde nebude žiadne osvetlenie.
• Technické parametre – typ použitých kamier (napr. statické alebo otočné/rotačné) závisí na konkrétnom účele použitia CCTV. Okrem typu kamery je teda dôležitým technickým prvkom aj spôsob montáže. Ten bude závisieť na tom, či majú kamery slúžiť na monitorovanie živých udalostí, alebo len na zníženie miery ohrozenia (napr. odradením osôb, ktoré sa potenciálne chcú vlámať). V prípade otočných (PTZ) kamier, tieto poskytujú viac možností operátorovi, ktorý bude môcť ovládať ich zorné pole. Ich ovládanie môže byť aj zaujímavejšie, keďže ľudia uvidia aj ako sa kamery pohybujú, vďaka čomu môžu napríklad nadobudnúť pocit, že sú lepšie chránení. Treba pamätať aj na to, ako si kamery poradia s umelým osvetlením v prípadoch, kde nie je denné svetlo, v zázname nie sú odrazy alebo odlesky, alebo či umelé osvetlenie nie je pre kameru príliš tmavé. Ak chcete z kamery zaznamenávať video materiál, oplatí sa zvážiť analógový aj digitálny záznam a posúdiť, ktorý typ bude lepšie vyhovovať konkrétnym účelom inštalácie týchto priemyselných kamier.
• Prevádzka v riadiacej miestnosti – ak sa kamery CCTV používajú na ochranu osôb a majetku, je dôležité zvážiť, ako budú mať operátori kamier prístup k záznamom, či to bude v nepretržitom režime (čo môže znamenať potrebu zamestnať zamestnanca sledujúceho záznam z kamier v reálnom čase a umožniť mu vykonávať túto prácu), alebo v režime ad hoc (čo bude mať za následok nižšie náklady, ale súčasne prevádzku post factum, teda až po udalostiach).

Ďalšie možnosti využitia priemyselných kamier vo video monitorovaní

O konkrétnych možnostiach využitia priemyselných kamier si môžete prečítať vo výročnej správe IFSEC Global s názvom The Video Surveillance Report 2019 The Cloud, AI, Face Recognition and Brexit (IVPM, 2019).

(on-line: https://ipvm-uploads.s3.amazonaws.com/uploads/f411/6eee/cctv_report_2019_V13.pdf)

Inteligentné systémy videnia nachádzajú množstvo použití, o ktorých si môžete prečítať viac aj v publikácii s názvom Intelligent Vision Systems for Industry (Batchelor, Whelan, 2002).

Zdroj: Pixabay