智能球型攝像機(jī)是現(xiàn)代電視監(jiān)控發(fā)展的代表，她集成彩色一體化攝像機(jī)、云臺(tái)、解碼器、防護(hù)罩等多功能與一體，安裝方便、使用簡(jiǎn)單但功能強(qiáng)大，廣泛應(yīng)用于開(kāi)闊區(qū)域的監(jiān)控，不同的場(chǎng)合都可以使用。
所謂智能，筆者的理解在于其功能的突出表現(xiàn)，其代表為：預(yù)制點(diǎn)及連續(xù)旋轉(zhuǎn)功能。預(yù)制點(diǎn)是用戶(hù)可以對(duì)監(jiān)控畫(huà)面的場(chǎng)景提前進(jìn)行的編號(hào)，此編號(hào)就為預(yù)制點(diǎn)。無(wú)論畫(huà)面停留在任何地方，通過(guò)預(yù)制點(diǎn)的調(diào)用，場(chǎng)景會(huì)立即出現(xiàn)在監(jiān)視器（顯示器）上，而無(wú)須其他復(fù)雜的操作。連續(xù)旋轉(zhuǎn)是指云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)不再是從左到右或從右到左的旋轉(zhuǎn)，而是可以沿一個(gè)方向連續(xù)的旋轉(zhuǎn)，突破了云臺(tái)只能0-355度的旋轉(zhuǎn)范圍。
通常把內(nèi)置一體化攝像機(jī)（含變焦鏡頭）、云臺(tái)結(jié)構(gòu)、解碼器，采用球形護(hù)罩的一體化前端成像設(shè)備稱(chēng)為一體化智能球型攝像機(jī)。它具有體積小、外形美觀(guān)、功能強(qiáng)大、安裝方便、使用簡(jiǎn)單、維護(hù)容易等特點(diǎn)，又被人們通俗地叫為“快球”、“智能快球”或“球機(jī)”。
智能球型攝像機(jī)的分類(lèi)
(1)以云臺(tái)的轉(zhuǎn)速為劃分依據(jù)：包括高速球（0-360/S）；中速球（0-60/S）和低速球（0-30/S）。
(2)以使用環(huán)境區(qū)分：室內(nèi)智能球型攝像機(jī)和室外智能球型攝像機(jī)，室外智能球包括防水裝置和恒溫裝置，多為雙層帶加熱和風(fēng)扇。
(3)以安裝方式劃分：吊裝（通過(guò)支架吊于屋頂及天花板）；側(cè)裝（通過(guò)支架固定在墻面或立桿）；嵌入（直接在天花板開(kāi)孔，無(wú)支架）。
根據(jù)使用的一體化攝像機(jī)也可以進(jìn)行分類(lèi)。
一般球機(jī)應(yīng)具有以下一些功能：
預(yù)置點(diǎn)或預(yù)置位
所謂預(yù)置功能是指智能快球能將當(dāng)前狀態(tài)下云臺(tái)的水平角度、傾斜角度和攝像機(jī)鏡頭焦距等相關(guān)參數(shù)儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器中，需要時(shí)可以迅速調(diào)用這些參數(shù)并將云臺(tái)和攝像頭調(diào)整至該位置。
自動(dòng)巡航
所謂自動(dòng)巡航是指可通過(guò)預(yù)先編程，將某些預(yù)置點(diǎn)按要求的順序編排到自動(dòng)巡航隊(duì)列中，只需一個(gè)外部命令就可讓球機(jī)自動(dòng)地按設(shè)定的預(yù)置點(diǎn)順序以設(shè)定的時(shí)間間隔往復(fù)不停地運(yùn)動(dòng)
球機(jī)的基本概念（3/6）
自動(dòng)掃描
所謂自動(dòng)掃描是指預(yù)先設(shè)定左限位和右限位，可以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)在左右限位之間以設(shè)定的速度水平自動(dòng)來(lái)回掃描。
模式（PATTERN）或花樣掃描
所謂模式（PATTERN）功能是用戶(hù)啟動(dòng)（PATTERN）錄制功能后，球機(jī)能夠連續(xù)記錄用戶(hù)在某一段時(shí)間內(nèi)對(duì)球機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及鏡頭操作的運(yùn)行軌跡，通過(guò)操作命令可以將錄下的操作過(guò)程自動(dòng)循環(huán)的回放。業(yè)界也有把這稱(chēng)為自學(xué)習(xí)或智能記憶等。
自動(dòng)運(yùn)行（AUTOPARKING）
所謂自動(dòng)運(yùn)行功能是使用者在一段時(shí)間（時(shí)間可自由設(shè)置）內(nèi)沒(méi)有操作時(shí)，智能球能自動(dòng)回到使用者預(yù)先設(shè)置的某一個(gè)重要的預(yù)置位（即通常所說(shuō)的看守位）或執(zhí)行某一預(yù)先設(shè)定的功能：自動(dòng)掃描、花樣掃描或自動(dòng)巡航等。
焦距控制
用戶(hù)可以通過(guò)控制鍵盤(pán)調(diào)整焦距的遠(yuǎn)近，得到所需的全景畫(huà)面，或是近景視圖。
聚焦控制
系統(tǒng)默認(rèn)自動(dòng)聚焦。鏡頭變焦時(shí)，攝像機(jī)會(huì)以物景畫(huà)面的中心自動(dòng)對(duì)焦，保持清晰圖像；在特殊情況下用戶(hù)可以手動(dòng)聚焦，達(dá)到希望的圖像效果。
光圈控制
攝像機(jī)有自動(dòng)背光補(bǔ)償功能。在強(qiáng)光背景下，自動(dòng)對(duì)較黑暗的目標(biāo)進(jìn)行亮度補(bǔ)償。對(duì)光亮的背景進(jìn)行采光調(diào)整。避免因背景亮度過(guò)高而造成整個(gè)畫(huà)面一團(tuán)光亮，目標(biāo)卻因黑暗而不可辨別的情形，從而實(shí)現(xiàn)清晰視圖。
自動(dòng)翻轉(zhuǎn)
操作者將智能快球的鏡頭鏡頭操作到底部（垂直）時(shí),球機(jī)的鏡頭會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)180°，并隨即向上轉(zhuǎn)，可直接觀(guān)看到背面的景物，從而實(shí)現(xiàn)縱向180°的全程連續(xù)監(jiān)視。
焦距/速度自動(dòng)匹配
操作者手動(dòng)控制智能快球時(shí)，對(duì)焦距較長(zhǎng)的情況，球機(jī)高速的反應(yīng)使得輕微觸動(dòng)搖桿可能使畫(huà)面迅速移動(dòng)，從而造成畫(huà)面丟失�；�于人性化考慮，要求智能快球必須具有根據(jù)焦距的遠(yuǎn)近自動(dòng)調(diào)整云臺(tái)水平和垂直轉(zhuǎn)速，使得監(jiān)控時(shí)手動(dòng)跟蹤目標(biāo)操作更為簡(jiǎn)便易行。
其他功能
區(qū)域顯示、隱私保護(hù)、白平衡控制、背光補(bǔ)償控制、彩色/黑白轉(zhuǎn)換控制。
球機(jī)有哪些核心部件？
一體化智能球形攝像機(jī)是一種涉及光學(xué)、機(jī)械、電子等領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品。由于目前國(guó)內(nèi)光電技術(shù)、微電機(jī)制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝等方面的原因，一體化智能球機(jī)的三個(gè)主要部件（內(nèi)置變焦鏡頭的一體化攝像機(jī)、電刷、高性能電機(jī)）幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。
一體化攝像機(jī)
一體化智能球形攝像機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備，成像是否清晰、聚焦是否準(zhǔn)確迅速是個(gè)極其關(guān)鍵性指標(biāo)，而這又取決于產(chǎn)品所選用的*一個(gè)關(guān)鍵部件——一體化攝像機(jī)。
目前全世界范圍內(nèi)球機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家比較認(rèn)可的一體化攝像機(jī)品牌是：日立（HITACHI）、索尼（SONY）、三洋（SANYO）。這些一級(jí)品牌的一體化攝像機(jī)，以色彩正、聚焦靈敏、質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)（100萬(wàn)次以上）而著稱(chēng)，顯示分辨率在470線(xiàn)左右，是球機(jī)市場(chǎng)大多數(shù)知名品牌廠(chǎng)家的*。
次一級(jí)的一體化攝像機(jī)品牌以韓國(guó)為主：三星（SAMSUNG）、喜恩碧、LG等。相對(duì)于一級(jí)品牌的一體化攝像機(jī)而言，這些攝像機(jī)基本存在一定的色偏（或者偏紅，或者偏藍(lán)），聚焦速度也要比前者慢上20～50%左右，但質(zhì)量穩(wěn)定，顯示分辨率也是470線(xiàn)左右，是韓國(guó)球機(jī)廠(chǎng)家的主要選擇，也是國(guó)內(nèi)一般球機(jī)廠(chǎng)家或仿冒國(guó)外品牌球機(jī)廠(chǎng)家的選擇。
一體化攝像機(jī)的倍數(shù)概念
市場(chǎng)上有些廠(chǎng)家利用攝像機(jī)變焦倍數(shù)這個(gè)概念，誤導(dǎo)用戶(hù)的選擇。他們向用戶(hù)介紹球機(jī)性能時(shí)，只講攝像機(jī)是多少倍，似乎倍數(shù)越大越好，而不說(shuō)清楚是多少倍光學(xué)變焦與多少倍數(shù)字變焦的乘積。在實(shí)際圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，真正起作用的是光學(xué)變焦的倍數(shù)。由于目前一體化攝像機(jī)的有效像素為440K左右，電子變焦若超過(guò)2倍，幾乎不具備什么使用價(jià)值，其強(qiáng)烈的馬賽克效果使實(shí)際監(jiān)控圖像根本無(wú)法觀(guān)看。
球機(jī)結(jié)構(gòu)和核心部件
一般說(shuō)來(lái)，光學(xué)鏡頭焦距越長(zhǎng)變焦倍數(shù)越大，該攝像機(jī)所能監(jiān)視并看清的目標(biāo)也就越遠(yuǎn)。然而，由于一體化攝像機(jī)變焦鏡頭組受當(dāng)前國(guó)際技術(shù)水平的限制，變焦鏡頭組的遠(yuǎn)焦一直在90mm這個(gè)難關(guān)左右徘徊。一般16倍光學(xué)變焦的焦距范圍是：4—64mm，18倍光學(xué)變焦的焦距范圍是：3.1—73.8mm，22倍光學(xué)變焦的焦距范圍是：4—88mm或3.6—79.2mm，而23倍是3.6—82.8mm，25倍是2.5—62.5mm，27倍是3.25—87.75mm，從以上數(shù)據(jù)不難看出22倍光學(xué)變焦鏡頭組的遠(yuǎn)焦88mm是看得*遠(yuǎn)的，這也是目前市場(chǎng)比較流行22倍光學(xué)變焦一體化智能球機(jī)的原因之一。用戶(hù)在選擇鏡頭變焦倍數(shù)時(shí)應(yīng)該要求廠(chǎng)家提供具體的鏡頭近焦、遠(yuǎn)焦參數(shù)而不應(yīng)片面聽(tīng)信其廣告上的倍數(shù)宣傳。同樣是22倍光學(xué)變焦，以日立HITACHI的一體化攝像機(jī)為*好，它和韓國(guó)產(chǎn)的一體化攝像機(jī)不僅存在品質(zhì)上的差異，也存在很大的價(jià)格差異。日立HITACHI的一體化攝像機(jī)價(jià)格幾乎是韓國(guó)的二倍。
電刷
一體化球形攝像機(jī)的第二個(gè)關(guān)鍵部件就是電刷。它是一體化智能球機(jī)在進(jìn)行360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)準(zhǔn)確無(wú)誤地傳遞視頻信號(hào)、控制信號(hào)的保證。從穩(wěn)定性和可靠性而言，以美國(guó)的品牌為*好，其電刷內(nèi)部采用金質(zhì)結(jié)構(gòu)，能確保一千萬(wàn)次以上的壽命。而國(guó)內(nèi)某些球機(jī)廠(chǎng)家自行研發(fā)的電刷，因?yàn)闊o(wú)法很好地解決散熱問(wèn)題（利用黃油來(lái)散熱，一旦黃油耗損完畢，散熱不勻?qū)��?dǎo)致電刷損壞）以及耐磨損問(wèn)題（受原材料成本和工藝限制，沒(méi)有使用金質(zhì)材料，易導(dǎo)致信號(hào)傳遞的可靠性沒(méi)有保證），一般壽命只有幾十萬(wàn)次，這和一千萬(wàn)次相比是完全不同數(shù)量級(jí)的概念。
電機(jī)
一體化球形攝像機(jī)的第三個(gè)關(guān)鍵部件是電機(jī)及其相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)。這是驅(qū)動(dòng)一體化智能球機(jī)云臺(tái)進(jìn)行水平和垂直運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源泉，球機(jī)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)也在此。目前業(yè)界流行使用的電機(jī)有2大系列：直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。
直流電機(jī)
從控制的角度來(lái)說(shuō)，直流電機(jī)在球機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，電機(jī)線(xiàn)圈中幾乎沒(méi)有任何工作電流。直流電機(jī)的這種特性，導(dǎo)致直流電機(jī)幾乎沒(méi)有什么熱損耗，壽命相對(duì)較長(zhǎng)，一般有10年以上的壽命；若要控制直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，則既要計(jì)算球機(jī)從當(dāng)前位置啟動(dòng)的加速度，也要考慮球機(jī)將要停在下一個(gè)位置的減速度，此外還考慮電機(jī)的輸出力矩，以保證球機(jī)的平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)控制器的設(shè)計(jì)要求極高。目前世界上只有寥寥幾家生產(chǎn)商掌握該技術(shù)，深圳市艾立克電子有限公司是其中之一。
步進(jìn)電機(jī)
步進(jìn)電機(jī)工作原理決定了它使用脈沖計(jì)數(shù)的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，屬于離散控制系統(tǒng)。若要控制球機(jī)從當(dāng)前位置旋轉(zhuǎn)到下一位置，在勻速控制方式下，只需計(jì)算出兩個(gè)位置之間的步數(shù)差即可。相對(duì)而言，控制比較簡(jiǎn)單。目前比較廣泛使用的1.8度或0.9度機(jī)械步距角的電機(jī)，只要設(shè)計(jì)好步距角微分電路（比如16微分、32微分、64微分或128微分），就可進(jìn)行精確角度控制。對(duì)于機(jī)械步距角相同的步進(jìn)電機(jī)，微分步數(shù)越高，控制精度就越高，微分電路的設(shè)計(jì)難度也就越大。但是必須注意一點(diǎn)：由于步進(jìn)電機(jī)采用微分脈沖技術(shù)控制旋轉(zhuǎn)角度和速度，即使球機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，為了保持電機(jī)的當(dāng)前位置，電機(jī)中必須時(shí)刻保留一定的工作電流。因此，步進(jìn)電機(jī)云臺(tái)存在很大的熱耗，電機(jī)的壽命自然受到影響。一般說(shuō)來(lái)，步進(jìn)電機(jī)球機(jī)壽命僅有3—5年左右。目前比較通用的散熱方法是在球罩內(nèi)增加風(fēng)扇，以便在球罩內(nèi)形成良好的空氣循環(huán)散熱系統(tǒng)。這種方式雖然在一定程度上有助于改善步進(jìn)電機(jī)散熱，但是一旦風(fēng)扇出現(xiàn)故障，由于球罩采用密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，會(huì)出現(xiàn)因局部過(guò)熱導(dǎo)致球機(jī)損壞。使用PELCO球機(jī)的用戶(hù)可能對(duì)此深有體會(huì)。
球機(jī)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
在整個(gè)監(jiān)控行業(yè)往數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的大趨勢(shì)下，一體化智能快球也不例外，就目前球機(jī)業(yè)界的情況來(lái)看，有以下幾個(gè)趨勢(shì)：
1）支持網(wǎng)絡(luò)傳輸和網(wǎng)絡(luò)控制的網(wǎng)絡(luò)快球（IP快球）
2）直接支持雙絞線(xiàn)傳輸或光纖傳輸，更適合未來(lái)智能建筑和ITS智能交通的應(yīng)用
3）在功能上更加智能化和人性化，如增加面部圖像識(shí)別和自動(dòng)跟蹤，可應(yīng)用于在公眾場(chǎng)合監(jiān)控和追捕逃犯；如增加語(yǔ)音自動(dòng)定位，可應(yīng)用于視頻會(huì)議系統(tǒng)
4）在外觀(guān)設(shè)計(jì)上，隨著集成度的提高，小型化和多樣化外觀(guān)造型設(shè)計(jì)，使得球機(jī)安裝會(huì)更方便，和使用環(huán)境配合得也會(huì)更具隱蔽性
采購(gòu)時(shí)要注意的問(wèn)題
首先，在指標(biāo)方面，一體化攝像機(jī)一般采用1/4″CCD,近端焦距在3-4mm，遠(yuǎn)端焦距在90mm左右,雖然倍數(shù)大(目前,大部分產(chǎn)品都在22倍以上),可觀(guān)察的距離未必像想象的那么遠(yuǎn),并不像普通1/3″11-110mm的十倍鏡頭,說(shuō)是十倍，可看遠(yuǎn)景物體，效果和27倍的一體化攝像機(jī)差不多，所以，采購(gòu)時(shí)要注意。另外，由于相配套的鏡頭采用1/4″規(guī)格，故通光量會(huì)較小，靈敏度會(huì)降低，這個(gè)也要考慮。
功能方面，主要考慮下面幾點(diǎn)：是否有日夜轉(zhuǎn)換，是否有感應(yīng)紅外；工作電壓是多少，功率是多少，這和解碼器有關(guān)，不能大意；是否有真正的背光補(bǔ)償，這個(gè)問(wèn)題聽(tīng)起來(lái)很可笑，其實(shí)，確實(shí)有的廠(chǎng)家不知出于什么考慮，其背光補(bǔ)償就是簡(jiǎn)單加大圖像亮度，結(jié)果是90%的情況下還不如不打開(kāi)背光補(bǔ)償功能，這只能通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明書(shū)可不會(huì)告訴你，再有，有的一體化攝像機(jī)在下午4、5點(diǎn)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的色偏，可能是由于濾光片或鏡頭處理不善的緣故，這也要通過(guò)測(cè)試才能發(fā)現(xiàn)。
由于一體化攝像機(jī)大量應(yīng)用在勻速球上，所以其接口方式十分重要。有的一體化攝像機(jī)采用單一的插拔借口，接口連線(xiàn)又粗硬，結(jié)果攝像機(jī)在球內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不斷出現(xiàn)電源掉電或控制失控故障，而且這類(lèi)故障很難解決。因此，宜采用壓接方式的接口較妥。當(dāng)然在一般的防護(hù)罩中使用時(shí)，由于攝像機(jī)相對(duì)防護(hù)罩是固定的，故不存在上訴問(wèn)題。
再有，大部分一體化攝像機(jī)帶有攝像機(jī)通訊接口，有485的也有232的，由于這些接口大多是同鏡頭控制端復(fù)用的，因此，你要確定如何實(shí)現(xiàn)端口功能轉(zhuǎn)換，因?yàn)橛械囊惑w化攝像機(jī)的控制端轉(zhuǎn)換是采用控制鏡頭的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如果安裝了這類(lèi)攝像機(jī)，就要對(duì)使用者說(shuō)明這一點(diǎn)，否則，一旦控制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)跳出菜單，給使用者帶來(lái)迷惑。
要注意視頻制式問(wèn)題。也許是一體化攝像機(jī)機(jī)芯貨源不穩(wěn)緣故，各別廠(chǎng)家提供的一體化攝像機(jī)會(huì)出現(xiàn)NTSC制的，這種問(wèn)題往往還不易發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槟壳暗谋O(jiān)視器都是多制式兼容，PAL制和NTSC制的圖像在上面都顯示得不錯(cuò)，但這種攝像機(jī)一旦接到硬盤(pán)錄像機(jī)或視頻服務(wù)器上，問(wèn)題就來(lái)了，如果硬盤(pán)錄像機(jī)或視頻服務(wù)器有“確定的”制式設(shè)置功能還行，否則就只好看到怪怪的圖像了。