PAN -傾斜系統(tǒng)：基礎(chǔ)和應(yīng)用程序

A PAN -傾斜系統(tǒng) 是一個安裝平臺，可讓攝像頭或傳感器在兩個軸上旋轉(zhuǎn) - 水平（“ pan”）和垂直（“傾斜”）。通過用電動機駕駛這些軸，一臺相機可以掃蕩大型場景。與固定相機相比，這大大擴展了覆蓋範(fàn)圍。例如，可以將pan - tilt - Zoom（PTZ）安全攝像機進行遠程控制以掃描近360°並向上或向下傾斜，讓操作員監(jiān)視開放區(qū)域並放大活動。在實踐中，傾斜單元是崎and（通常是防風(fēng)雨）建造的，並在需要寬闊，靈活的視圖中使用 - 從城市街道和設(shè)施到偏遠的工業(yè)地點。

核心組件

PAN -傾斜系統(tǒng)結(jié)合了機械零件，電子和軟件。關(guān)鍵組件包括：

• pan -傾斜安裝： 一個帶有兩個旋轉(zhuǎn)軸的中央支架。這 平底鍋 軸向左右旋轉(zhuǎn)相機（通常高達360°），而 傾斜 軸向上/向下移動（通常–90°至 +90°）。

• 電動機： 每個軸都有自己的電動機（通常是步進或伺服電動機），可為旋轉(zhuǎn)提供扭矩。齒輪或皮帶可用於增加扭矩和平穩(wěn)運動。

• 控制電子：控制器板和電動機驅(qū)動程序過程控制信號。這些根據(jù)輸入命令驅(qū)動電動機。用戶界面可以包括操縱桿，控制面板或計算機軟件，該軟件在電纜或網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送pan/tilt命令。

• 反饋傳感器： 每個軸上的編碼器或電位儀告訴系統(tǒng)確切的鍋/傾斜角。這些反饋傳感器可實現(xiàn)非常精確的定位和可重複性。

• 安裝硬件： 括號，桿或三腳架安全地固定單位。傾斜單元連接到固定底座（例如牆壁，天花板或桅桿），並將相機或傳感器固定在頂部。堅固的坐騎使一切都保持對齊。

• 權(quán)力和通信： 電源運行電動機和電子設(shè)備。共同的控制接口包括以太網(wǎng)（用於IP攝像機），串行鏈路（RS ?232/RS ? 485）或無線（WI - FI/4G）。與軟件一起，這些操作員從遠處發(fā)送命令。

這些部分中的每一個都可以作為系統(tǒng)一起工作。電動機驅(qū)動鍋-傾斜安裝，控制器告訴電動機該怎麼做，傳感器確認了位置。例如，指定一個高-末端pan -傾斜定位器，用於高達500英尺-磅的有效載荷，並使用編碼器實現(xiàn)精確，可重複的指向。在完整的設(shè)置中，軟件接口允許用戶根據(jù)需要縮放，跟蹤或程序移動。

pan -傾斜系統(tǒng)的工作方式

在使用中，PAN -傾斜系統(tǒng)將攝像機完全移動到操作員或程序所需的位置。當(dāng)命令進來（通過操縱桿，鍵盤或計算機軟件）時，控制器將電源發(fā)送到PAN或傾斜電機。電動機轉(zhuǎn)動軸，旋轉(zhuǎn)相機。反饋編碼器報告了新角度，因此控制器完全停止在正確的位置。實際上，可以將相機指向其水平和垂直平面範(fàn)圍內(nèi)的任何位置。對於PTZ攝像機，該機芯與變焦鏡頭結(jié)合在一起，以框架遙遠的主題，但是即使沒有變焦，柔性定位也是核心功能。

大多數(shù)係統(tǒng)支持 遠程操作。操作員可以使用計算機或手持式操縱桿上的軟件來控制盤子並通過網(wǎng)絡(luò)或電纜鏈路傾斜。由於相機本身可以旋轉(zhuǎn)，因此單個系統(tǒng)可以覆蓋原本需要許多固定攝像機的系統(tǒng)。這使得遠程鍋-傾斜單元在危險或無法接近的位置中特別有價值。例如，檢查員可以將攝像機通過互聯(lián)網(wǎng)瞄準煉油廠或從英里遠的地方瞄準煉油廠或礦山，從而避免了一個人進入危險區(qū)域的任何需要。同樣，在災(zāi)難監(jiān)測或粗糙的地形中，操作員在不必物理移動相機或使用多個設(shè)備的情況下調(diào)整視圖。

pan -傾斜系統(tǒng)也可能是 自動化?？梢詫④浖O(shè)置為按時間表掃描視圖或遵循關(guān)鍵視點的預(yù)設(shè)之旅。在更高級的情況下，使用了“自動-跟蹤”功能：相機的視頻處理器檢測運動或特定目標(biāo)，並自動pan/tilts遵循它們。換句話說，系統(tǒng)“外觀”用於移動對象並將其保持在框架中。正如一項技術(shù)指南所解釋的那樣，自動跟蹤通過檢測移動對象，然後使用PAN -傾斜電機遵循該對象來進行跟蹤。 （請注意，在實踐中，跟蹤時間通常受到限制，人類操作員仍可能會監(jiān)督。）這些跟蹤功能使相機可以在遍布場景中移動，並在需要時將注意力集中在車輛，人或動物上。

總體而言，傾斜單元具有靈活，精確的運動。用戶（或自動化程序）只是告訴它 平底鍋 左/右或 傾斜 上/向下，其餘的電動機。由於現(xiàn)代單元通常包括數(shù)字控制器和高-扭矩電動機，因此運動快速而光滑。這允許非?？焖俚?60°掃描或準確的點-和-以任何角度保持。例如，可以為數(shù)百度旋轉(zhuǎn)和分數(shù)-度精度指定重型-傾斜定位器，甚至可以將望遠鏡或雷達安裝在其上?？偠灾?，系統(tǒng)將電子命令轉(zhuǎn)換為兩個-軸運動，從而為用戶提供了對相機看到的內(nèi)容的遠程和可重複的控制。

監(jiān)視和邊境安全

圖：Pan -傾斜- Zoom（PTZ）安全攝像機安裝在公共建築物內(nèi)的牆上。相機可以在整個房間穿過，然後向上或向下傾斜，從而使一個單元可以監(jiān)視大面積。 在公共安全應(yīng)用中，傾斜系統(tǒng)無處不在。安裝在牆壁或桿上的攝像頭可以來回掃地，可以覆蓋整個街道，停車場或廣場。控制中心的操作員可以遠程移動相機以放大事件。監(jiān)視 PTZ攝像機用於機場，火車站，體育場，賭場和校園，無論需要不斷監(jiān)視大型場景。實際上，現(xiàn)代的安全系統(tǒng)通常依賴於PTZ攝像機，這是因為“它們的移動性……使操作員可以始終關(guān)注某個區(qū)域，同時還專注於任何可疑的活動”。例如，在購物中心，操作員可能會搖動相機，跟隨一個可疑的人在人群中移動，然後放大以閱讀車牌。

高級PTZ系統(tǒng)超出了簡單的視頻。許多人結(jié)合了可見的光和熱成像儀，可在所有條件下看到。在一個示例中，高-末端多光譜PTZ相機提供 充分的情境意識：它融合紅外線（熱）和彩色視頻，即使在眩光或惡劣的天氣下，白天或晚上都可以觀看大面積區(qū)域。這樣的相機可以自動在傳感器之間切換或覆蓋它們。其他包括機上分析：例如，某些PTZ單元具有AI -動力的軟件，可檢測人類或車輛，然後自動pan/tilts以保持目標(biāo)。這意味著相機可以 自動跟蹤 在整個現(xiàn)場移動時，汽車或人會大大增強監(jiān)視，而每個相機都沒有專用的操作員。

邊境安全是PAN -傾斜技術(shù)的自然擬合。為了觀看長長的圍欄或海岸線，邊境巡邏機構(gòu)使用帶有長-射程鏡頭和堅固防風(fēng)雨外殼的PTZ攝像機。這些單元通常包括熱成像，因此警衛(wèi)可以在晚上發(fā)現(xiàn)人或車輛。通過連續(xù)旋轉(zhuǎn)或以編程模式旋轉(zhuǎn)，單個PTZ攝像機可以掃描數(shù)百米的周長。如果檢測到熱簽名，則操作員可以放大以進行識別。實際上，邊界區(qū)域的傾斜系統(tǒng)可提供近360°的覆蓋範(fàn)圍，當(dāng)與傳感器（如紅外或雷達）結(jié)合使用時，它們可以全面地欣賞該區(qū)域。例如，一個安全系統(tǒng)描述指出，多傳感器PTZ攝像頭和雷達可以跟蹤最大400米的車輛，並且最大200米的人可以引導(dǎo)攝像機驗證目標(biāo)。簡而言之，PAN -傾斜單元啟用日夜運行的遠程邊界手錶，並提醒操作員入侵。

工業(yè)檢查

圖：建築物附在建築物上的室外底盤-傾斜安全攝像頭。工業(yè)站點使用類似的相機頭（通常帶有添加照明或保護性外殼）進行遠程檢查。 在工業(yè)設(shè)施中，PAN -傾斜攝像機有助於對設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施進行自動檢查。例如，石油和天然氣管道通常在維護車輛或塔樓上安裝攝像頭；鍋/傾斜的頭部使工程師可以在彎道上環(huán)顧四周，並在焊接接頭上抬起，而無需將人送入管道或儲罐。在發(fā)電廠和變電站中，帶有明亮燈光的PTZ攝像機檢查開關(guān)設(shè)備，渦輪刀片或鍋爐內(nèi)部。如果植物區(qū)域很熱或危險，則工程師可以安全留在控制室中，並將相機傾斜/傾斜以檢查漏水，腐蝕或火花等問題。同樣，機器人經(jīng)常使用PTZ頭（安裝在爬行者或無人機上），使技術(shù)人員在反應(yīng)堆或煙囪內(nèi)有指導(dǎo)的視圖。

由於這些工作涉及危險或狹窄的空間，因此遠程傾斜檢查特別有價值。專家指出，傾斜系統(tǒng)是 “非常適合危險或無法訪問的環(huán)境” 由於他們讓操作員看到人們無法安全的地方。確實，一項指南將重點介紹工業(yè)檢查（和災(zāi)難區(qū)）作為遠程PTZ攝像機的關(guān)鍵用例。在管道檢查工具中，相機頭可以平移360°並傾斜180°，因此可以向上，向下和周圍彎曲 - 然後將實時視頻饋送回到工人。在海上油平臺上，帶有熱傳感器的PTZ攝像機白天/夜晚檢查耀斑堆或甲板設(shè)備，提醒船員??發(fā)生火災(zāi)或洩漏。

在許多情況下，工業(yè)鍋-傾斜單位包括其他堅固化：爆炸-防腐殼，腐蝕-耐藥零件或振動阻尼。它們可以安裝在臂臂或三腳架上以到達高處。控制通常是通過光纖或長-距離串行鏈路連接的，因此即使相距相距，也可以實時監(jiān)視該站點。遠程瞄準，縮小和記錄的能力意味著可以快速且頻繁地進行常規(guī)檢查（儲罐，反應(yīng)堆，管道等），從而提高安全時間和節(jié)省時間。

環(huán)境監(jiān)測

PAN -傾斜攝像機還在環(huán)境科學(xué)和野生動植物保護中工作。研究人員使用PTZ安裝座不斷調(diào)查自然區(qū)域：可以將山脊上的攝像頭慢慢鋪平，捕捉暴風(fēng)雨，野生動植物或煙霧。例如，專門的野火-監(jiān)視攝像機使用完整的360°鍋和90°傾斜，帶有高- Zoom光學(xué)器件以觀看森林以進行熱或煙霧。一些野火PTZ單元聲稱最多31倍光學(xué)變焦和高-定義視頻，涵蓋了25英里處的區(qū)域。實際上，這些系統(tǒng)可以自動檢測到煙霧（通常使用AI），並提早提醒消防人員。

PAN -傾斜系統(tǒng)還用於觀察野生動植物。田野或蜂巢附近的相機可以搖動並傾斜以跟隨動物或羊群，而不會打擾它們。工程師提到“野生動植物監(jiān)測”是需要精確，連續(xù)控制的應(yīng)用程序的一個例子。例如，可以對高塔上的PTZ攝像頭進行編程以掃河谷，然後放大熊瞄準以收集數(shù)據(jù)。通過自動旋轉(zhuǎn)並將視頻發(fā)送回科學(xué)家，PTZ技術(shù)可實現(xiàn)24/7環(huán)境觀察。

其他環(huán)境用途包括天氣跟蹤（對閃電或云層進行調(diào)查），空氣質(zhì)量監(jiān)測（針對天空的不同部分）和海洋監(jiān)視（浮標(biāo)上的傾斜攝像機以觀察溢油或船舶）。在每種情況下，關(guān)鍵的好處都是相同的：單個相機可以覆蓋天空或水的全半球，操作員可以將其引導(dǎo)到任何地方。總體而言，PAN -傾斜系統(tǒng)將工業(yè)-等級監(jiān)視工具帶入環(huán)境監(jiān)測，通常具有堅固的防風(fēng)雨設(shè)計，因此它們在雨，霧或極端溫度下繼續(xù)工作。