Câmeras Fixas X Speed-Domes

Publicado por mpperes em 21-Mar-2006 22:20 (35089 leituras)

A proteção de áreas de grande extensão nos leva a algumas questões criticas que irão determinar a aplicação de câmeras fixas ou speed-domes. Sendo assim, um projeto bem elaborado irá definir quais os equipamentos mais adequados para cada situação. Vejamos inicialmente as vantagens e desvantagens de cada um desses sistemas de proteção.

Primeiros Movimentos – Panoramizadores e PTZs

O dispositivo mais simples de movimentação é o chamado Panoramizador, Pan ou Scanner, que consiste em um motor e uma pequena caixa de redução utilizados para movimentação de câmeras de CFTV na horizontal. Possui um controlador bem simples com funções de movimento para a direita, esquerda, parado e o automático, onde a unidade irá girar até um ponto de final de curso que pode ser definido por grampos de fixação, e chegando neste ponto começa a girar no sentido oposto. A detecção do final de curso é feita por chaves que são pressionadas quando o limite é atingido. O uso de panoramizadores é bastante restrito e suas limitações também muito óbvias, mas ele teve seu papel na evolução do CFTV e hoje em dia ainda é aplicado em algumas situações. Suas limitações incluem a baixa velocidade, o sistema de interface e cabeamento com alimentação direta do motor, dificuldade de controle, limitação de ângulo de giro, fácil identificação da área que está sendo visualizada. Possuem normalmente um ângulo máximo de giro de 350 graus.

Câmera Speed Dome - PTZ
Câmera Speed Dome – PTZ

PTZ é a abreviatura de Pan-Tilt e Zoom que são movimentadores para câmeras que permitem a movimentação horizontal e vertical da câmera utilizados em conjunto com uma câmera com lente zoom. Possuem uma mesa de controle com funções básicas de movimento para a esquerda, direita, para cima e para baixo, além do movimento de panoramizador automático, exatamente igual ao do panoramizador. Foram muito utilizados, mas hoje em dia tem sua aplicação cada vez mais restritas, suas limitações caem praticamente nos mesmos problemas e limitações do panoramizador mas tornam-se criticas também a questão relativa a distância de cabos com alimentação direta do controlador e da quantidade de cabos envolvidos no projeto. Para exemplificar, um PTZ típico possui um fio para controlar o movimento de cada direção, mais o comum e o automático, totalizando seis fios. Se acoplarmos uma lente tipo Zoom, então a quantidade de fios irá aumentar ainda mais pois precisaremos de 2 fios para o Zoom, 2 fios para o foco, 2 fios para o controle de íris (se não for automática), entre outras conexões dependendo da lente utilizada, ou seja teríamos que ter um total de 12 fios no mínimo, fora o cabo para o sinal de vídeo. Bem a má noticia é que temos essa quantidade de cabos para uma câmera se utilizarmos mais câmeras basta multiplicar a quantidade de câmeras pelo número de cabos em cada uma, que obviamente resultará em um número absurdo de cabos.

Agregamos a isso ainda a fácil identificação da direção do PTZ, que pelas seu design e forma são inconfundíveis, assim como sua direção de posicionamento. Sua baixa velocidade de movimentação, ausência de funções mais avançadas, como posições memorizadas, percursos programados, etc.

O que são Speed Domes?

São Câmeras avançadas com mecanismo de Lente Zoom de grande capacidade, movimentação em 360 graus horizontal e 90 vertical integrados. Além de um sistema de comunicação para longas distâncias em barramento, ou seja, diversas câmeras endereçadas utilizando a comunicação pelo mesmo cabeamento através de protocolos de comunicação tipo RS-485 ou RS-422, permitindo a instalação de várias câmeras na mesma conexão.

Câmeras Speed Dome e Teclado de Comando
Câmeras Speed Dome e Teclado de Comando

Outra função recente e muito interessante é o Night & Day que muitas speed-domes possuem, onde a câmera tem um sistema de detecção de intensidade de iluminação da imagem, seja pela análise do sinal de vídeo, ou seja pela utilização de sensores, e um servo-mecanismo que em algumas câmeras troca o CCD utilizado, e em outras modifica o filtro de imagem em frente ao sensor CCD da câmeraPossuem ainda, dependendo do modelo e do fabricante, grande velocidade de resposta em cada um dos comandos, em média de 100 a 400 graus por segundo, grande quantidade de posicionamentos pré definidos (presets) com quantidades entre 16 a 256 posicionamentos, seqüências de posicionamentos (Tours), ajuste de velocidade (em graus por segundo), Zoom Digital entre 2 a 16 Vezes, foco automático, íris automática ou manual e outro detalhe importante: tudo isso dentro de um dome ou domo que é uma cúpula de material acrílico transparente ou fumê que dificulta e dependendo da altura, impossibilita a verificação para qual direção a câmera está posicionada.

As câmeras tipo speed dome são sem dúvida superiores as câmeras fixas, pois possuem recursos de zoom, pan-tilt, presets, ajuste de íris e foco, entre outros inúmeros recursos não disponíveis em câmeras fixas e que se tornam inviáveis nas mesmas. Por exemplo, a instalação de uma lente zoom em uma câmera fixa irá necessitar de um cabo de controle de no mínimo 6 vias. Além deste cabo necessitar de uma bitola considerável em relação ao par de controle da speed dome, isto somente para a lente. Teríamos ainda o cabo para o controle do pan-tilt (5 vias), cabo coaxial para o sinal de vídeo e o cabo de alimentação, tudo isso levando em conta as distâncias envolvidas para cada um dos cabos. E como resultado teríamos uma câmera com movimentação e zoom ainda bem inferior em velocidade e qualidade a uma speed dome, além de não possuir presets, tours, ajuste de velocidade e necessitar de um controle específico para cada câmera/movimentador. A movimentação, escolha e controle das câmeras normalmente é feita através de uma mesa de controle com joystick, ou até mesmo a partir de um software de visualização e controle.

A utilização de Speed Domes a cada dia torna-se uma melhor opção em relação aos sistemas de PTZ, uma vez que já possuem integrados internamente sistemas completos de movimentação, Zoom e controle, além de terem uma instalação muito mais simples, manutenção mais facilitada, controle e funções avançadas, Presets, ligação de diversas câmeras em rede, programações especiais e uma série de recursos mais avançados que os sistemas convencionais. A relação custo x benefício é muito boa, tendo em vista o máximo aproveitamento dos recursos e facilidade de instalação. Porém, estes sistemas exigem uma melhor qualificação dos profissionais envolvidos.

Objetivos do Sistema

Levando em conta o objetivo primário de uma câmera de CFTV, que é a segurança, podemos afirmar que para algumas aplicações pode ser mais seguro utilizar várias câmeras fixas ao invés de utilizar uma speed dome. Por exemplo, se tivermos uma grande área perimetral para proteger, como uma fabrica ou um presídio, e utilizando uma speed-dome estivermos visualizando um movimento, ou veículo suspeito próximo a cerca, então, podemos aproximar o zoom para visualizar mais detalhes como face, tipo de cabelo, forma física, se e homem ou mulher, estatura, etc. Enfim, obter detalhes para uma possível identificação. Mas se neste momento tivermos outras áreas sendo invadidas? Ou seja, enquanto observamos um suspeito a área poderia estar sendo invadida em outros pontos vulneráveis, sem que sequer ficássemos sabendo, e uma situação destas não é aceitável para nenhum sistema de segurança ou CFTV.

Outro ponto muito importante na escolha de um determinado tipo de sistema é o preço, e nesse aspecto a diferença entre câmeras fixas e speed domes é realmente muito grande. Se verificarmos o preço médio de uma speed dome, encontraremos valores de 1.000,00 a 3.500,00 US$ ou mais, dependendo do fabricante. Vamos então pegar esta mesma faixa de valores e poderemos tranqüilamente montar um projeto com 8 a 15 câmeras fixas, com lentes auto-íris e caixas de proteção externas, as quais bem posicionadas proporcionarão uma cobertura completa e simultânea da área a ser monitorada. Desta forma teremos uma cobertura mais efetiva e segura, porém, essa configuração não irá permitir visualizar maiores detalhes da imagem para reconhecimento, verificação de atividades, acompanhamento de movimentação, zoom para reconhecimento de face ou de numero de placa. Normalmente a mais cara das câmeras fixas tem um custo bem inferior a mais barata das speed domes.

Sistemas de Câmeras Fixas

Largamente utilizadas nas mais diversas aplicações, as câmeras fixas fornecem um ângulo de visão fixo e pré-definido permitindo a visualização de áreas ou objetos específicos. De acordo com a aplicação será definido o tipo de câmera, lente, funções, etc. Temos no mercado os mais diversos tipos e modelos de câmeras e acessórios disponíveis que permitem uma aplicação de acordo com a necessidade do local e do cliente, desde sistemas P&B, Color, Internos, Externos, Automáticos, Fixos, Digitais, Analógicos, Alta/Baixa Resolução, etc.. Além das tão utilizadas microcâmeras que em muitas situações são instaladas em locais inadequados.

Os pontos principais na definição de uma câmera são o tipo, o sistema de cor, a lente utilizada (que irá determinar a área coberta), e as funções disponíveis. As micro-câmeras não possuem grandes possibilidades de troca de lentes, utilização de lentes auto-íris para locais externos, além de não possuirem recursos como BLC, ATW, AGC, ES, Zoom Digital, Auto-Track, Áreas de Privacidade, entre outros.

Já as câmeras, em sua maioria além de possuirem uma maior resolução (maior número de linhas) que as microcâmeras, podem aceitar os principais tipos de lentes, possuem normalmente várias funções de melhoria e compensação da imagem, e recursos de ajuste. Além disso, as câmeras possuem um circuito e montagem bem mais robustos e resistentes quanto a interferências e pequenas descargas.

Normalmente as câmeras tem um custo mais alto que as micro-câmeras e muito mais baixo que as speed-domes, tendo um bom desempenho na maioria das aplicações, desde que tenham sido dimensionadas corretamente.

A definição da área de visualização da câmera se dará pela distância focal da lente utilizada,

A solução para manter a segurança do sistema de câmeras fixas e a versatilidade e agilidade de um sistema de speed domes é usar os dois sistema em conjunto, pois desta forma teremos a supervisão constante das áreas de risco através das câmeras fixas e a capacidade de acompanhar movimentos, fazer o reconhecimento, confirmar ações suspeitas, visualizar placas de veículos, utilizando speed domes, enfim todas as funções de aproximação. Mas logicamente isto só se aplica a instalações de grande porte e com capacidade de investimento compatível.

Pensando ainda nos grandes projetos, vamos tomar como segundo exemplo um hipermercado. Analisando os locais a serem protegidos e inicialmente definindo as áreas de maior risco:

  1. Entradas
  2. Caixas
  3. Estoque
  4. Tesouraria
  5. Setor de Eletro-eletrônicos
  6. Setor de Brinquedos
  7. Setor de Vestuário
  8. Corredores Principais
  9. Estacionamento

Enfim, todos os locais com objetos de maior valor e com maior interesse de proteção tanto contra desvios por visitantes como por desvios internos.

Muito bem, definidas as necessidades de segurança, que tipo de sistema utilizaremos para proteção?

Câmeras Fixas ou Speed Domes?

Se escolhermos câmeras fixas, que tipo de lente utilizaremos?

De fato a utilização de câmeras fixas neste caso nos trará alguns pontos importantes que irão definir a verdadeira utilidade para este sistema de CFTV. Poderíamos implantar, por exemplo, algumas câmeras e lentes com distância focal menor e ângulo maior (2,8 a 4 mm) para verificação de áreas específicas, mas neste caso teríamos imagens em nível de ambiente e com poucos detalhes, dificultando a verificação de ações suspeitas, assim como praticamente inviabilizando uma identificação pessoal mais precisa. Neste caso, o objetivo não é verificar a movimentação mas sim as ações em níveis menores, por exemplo, a pessoa colocou um objeto ou a mão no bolso? Estava ajeitando o casaco ou escondendo alguma coisa dentro dele? O que fazer então? Instalar diversas câmeras por corredor e lentes com distâncias focais maiores? (8 a 12mm), poderia melhorar a situação mas ainda assim uma pessoa com conhecimentos básicos de CFTV poderia verificar o ângulo de captação da câmera ou verificar áreas mortas onde as câmeras não tem atuação, além disso a quantidade de câmeras necessária para cobrir toda as áreas de risco seria praticamente inviável. Além da necessidade de sistemas de grande porte contendo diversos monitores, diversos gravadores e processadores de vídeo, exigindo também uma atenção excessiva e um número exagerado de operadores para o sistema de CFTV.

Para estes locais mais críticos seria recomendada a utilização de Speed-Domes com altura e localização em pontos estratégicos, desde que o sistema tenha um operador controlando o posicionamento das câmeras e tenham sido programados os presets para os locais principais de supervisão, podendo o operador aproximar o zoom para visualizar com detalhes ações suspeitas, acompanhar o percurso de determinadas pessoas, verificar maiores detalhes para identificação e flagrar ações de roubo, desvio ou violação de mercadorias. Como auxilio para as Speed-Domes seria necessária a instalação de câmeras fixas de identificação na entrada das pessoas no mercado, permitindo a gravação para posterior identificação além da definição na entrada de quem deverá ser monitorado com maior atenção ou não.

Em nível de instalação física, a instalação de câmeras speed-domes é um pouco mais complexa que a instalação de câmeras fixas com a diferença nos tipos de suporte e fixação, que podem ser em postes através de abraçadeiras, parafusos, ou cintas, tipo pendante (no teto similar a um lustre de iluminação) ou ainda de parede. Quanto as conexões, são necessários apenas 3 tipos de conexões: alimentação, sinal de vídeo e barramento de controle. O barramento de controle normalmente segue os padrões RS-485 ou RS-422, utilizando apenas um par de fios para controle de um grande número de câmeras, normalmente ligadas em paralelo (pino a pino) com identificação a partir de endereçamento configurado em cada câmera para distâncias de até 1200 metros entre o primeiro e o último equipamento, sem a necessidade de amplificação ou colocação de qualquer outro dispositivo adicional. Para grandes distâncias é recomendada a utilização de adaptadores para par trançado ou fibras óticas, pois o mesmo cabo pode transmitir o sinal de vídeo em um par e no outro o sinal de comando do barramento RS485/RS422. Já para distâncias de até 250 metros, a utilização de cabos coaxiais é o mais comum para a transmissão do sinal de vídeo e um par trançado para o sinal de controle.

Outro ponto importante das speed-domes é a questão do protocolo de comunicação que na pratica define os comandos e respostas entre as câmeras e os teclados de controle, pois muitos equipamentos tem protocolos próprios e não permitem a conexão de equipamentos de outros fabricantes, isso deve ser levado em conta prevendo futuras expansões e evitando ficar preso a um determinado tipo de sistema. Felizmente, hoje em dia, temos uma tendência da padronização dos protocolos da Pelco, que são o Pelco-P e Pelco-D, onde vemos diversos fabricantes e equipamentos no mercado que possuem estes protocolos como opção de programação.

Alguns sistemas de speed domes permitem a transmissão dos sinais de vídeo e controle sobre o cabo coaxial (ou conversor de fibra ótica ou par trançado), ou seja, o sinal é multiplexado sobre o sinal de vídeo, estes sistemas como o Coaxitron da Pelco e o Bilinx. A vantagem deste tipo de sistema é que pode-se aproveitar um cabeamento em bom estado para a conexão de uma câmera speed dome.

Rede de Câmeras Speed Dome
Rede de Câmeras Speed Dome

Custo Benefício

Após verificar estes dois exemplos, podemos concluir que a utilização exclusiva de Speed-Domes em sistemas de CFTV muitas vezes se torna falha, assim como a utilização somente de câmeras fixas torna o sistema pouco flexível e limitado, por isso, uma aplicação ideal de CFTV para locais de grandes extensões ou grande porte a melhor opção são sistemas mistos através da utilização de câmeras fixas e speed-domes, proporcionado uma cobertura fixa das áreas de maior risco e a possibilidade de verificação de maiores detalhes e melhor identificação através das speed-domes. Já para sistemas de pequeno e médio porte, a utilização de câmeras fixas normalmente é suficiente para um nível intermediário de segurança, sendo a opção mais viável em nível de custo.

Sobre o Autor
Marcelo Peres
mpperes@guiadocftv.com.br
Guia do CFTV

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Eng° Marcelo Peres

Eng° Eletricista Enfase em Eletrônica e TI, Técnico em Eletrônica, Consultor de Tecnologia, Projetista, Supervisor Técnico, Instrutor e Palestrante de Sistemas de Segurança, Segurança, TI, Sem Fio, Usuário Linux.

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