Камера видеонаблюдения

Полезная модель относится к области радиотехники, а именно к камере видеонаблюдения, которая может быть использована для автономного уличного видеонаблюдения в различных климатических условиях.
В настоящее время крайне актуальной является задача обеспечение качественного уличного видеонаблюдения. При этом выход из строя уличных камер часто может быть связан с нарушением герметичности, перегревом или замерзанием элементов камеры, в частности стекла смотрового окна. Одной из наиболее частых неисправностей является загустевание смазки лепестков диафрагмы при низких температурах, что может привести к её поломке. Для решения данной проблемы рекомендуется использование специальных кожухов с размораживателем стекла (http://lib.secuteck.ru/articles2/videonabl/videonabludenie-pri-ekstremalnih-temperatyrah). Также существуют различные уличные камеры с подогревом (http://www.spycams.ru/ip-camera-link-b07c.html). При этом существует необходимость разработки простого в изготовлении и эксплуатации, а также эффективного устройства для видеонаблюдения, способного к длительной автономной работе при обеспечении оптимальной энергоэффективности.
Известна камера наружного видеонаблюдения (RU 139193, опубл. 10.04.2014), включающая термокожух с размещенным в нем видеокамерой, подключенной к медиаконвертору, защитным стеклом, установленным перед видеокамерой, термостатом с нагревателем, оптическим соединителем и блоком питания, подключенным к термостату, видеокамере и медиаконвертору, причем дополнительно снабжена сплайс пластиной через которую выполнено по меньшей мере одно неразъемное соединение оптического волокна магистрального волоконно-оптического кабеля и оптического соединителя, являющимся выходом медиаконвертора.
2
2
Также известна камера видеонаблюдения (RU 2414089), которая содержит расположенные в корпусе формирователь изображения и теплопроводящие пластины, а корпус выполнен из двух боковых частей коробчатой формы, закрытых с торцов. При этом внутри корпуса размещен каркас, состоящий из попарно-параллельных плат питания и обработки видеосигнала и двух теплопроводящих пластин, которые жестко соединены через теплопроводящие прокладки в прямоугольный параллелепипед. С торцов каркаса установлены задняя крышка с многофункциональным разъемом и передняя крышка с ребрами охлаждения с установленной на ней через теплопроводящую прокладку платой формирователя изображения, при этом между платой формирователя изображения и платами каркаса обеспечен зазор. Платы питания и обработки видеосигнала соединены в каркасе с двумя теплопроводящими пластинами по длинным сторонам плат. Для увеличения площади отвода тепла на нагреваемые элементы платы обработки видеосигнала наклеиваются теплопроводящие прокладки. Площадь поверхности каждой из теплопроводящих пластин должна быть в пределах от 64,0 см до 67,0 см, а толщина не менее 5,0 мм.
Недостатком вышеприведенных технических решений является отсутствие вентиляционных отверстий.
Также известен многофункциональный бокс для видеонаблюдения (CN 203734938, опубл. 23.07.2014), корпус которого разделен на несколько отсеков. Также устройство включает камеру и устройство для предварительной обработки видеосигнала. При этом устройство может включать сетевые устройства. Также устройство включает элементы для вентиляции, такие как вентиляционные отверстия и вентилятор.
Также известна камера для видеонаблюдения (WO 2003098915 A2, 27.11.2003), включающая излучающий элемент для поглощения тепла, выделяемого светодиодами, тем самым сводя к минимуму количество тепла, передаваемого другим компонентам. Также камера содержит различные электронные элементы для предварительной обработки видеосигнала и вентиляционные отверстия с вентилятором для дополнительного отвода тепла. Кроме того, камера содержит экранирующий механизм,  предотвращающий попадание света, генерируемого светодиодами, на линзу, тем самым уменьшая нежелательные помехи от светодиодов, приводящие к плохому качеству изображения. Вентиляционные выполнены таким образом, чтобы внутрь корпуса не попадала влага.
Недостатком вышеприведенных технических решений является относительно низкая эффективность работы при низких температурах, что обусловлено отсутствием элементов для нагрева. Единственным источником тепла внутри корпуса являются светодиоды.
Известна высокоскоростная поворотная купольная камера LTV-SDNO36-DC (ftp://ftp.luis.ru/LTV-CCTV/manuals/cameras/ltv_sdn_dc/LTV-SDNI26_DC_installation_rus_v3.6.pdf), включающая корпус с вентиляционными отверстиями, нагреватель, детектор движения, элементы для обработки видеосигнала, обогреватель, вентилятор и вентиляционные отверстия. Также сетевая камера Microdigital (https://shop.auroracomp.ru/upload/iblock/525/5251106ee8763f73bf855363449605fa.pdf), которая включает корпус с вентиляционными отверстиями, нагреватель.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является камера Xiaomi Mijia Xiaobai Smart Camera Battery Edition (https://xiacom.ru/reviews/obzor-besprovodnoy-ip-kamery-xiaomi-mijia-xiaobai-smart-camera-battery-edition/), корпус с вентиляционными отверстиями, аккумулятор, модуль связи и модуль обработки видеосигнала.
Технической проблемой является необходимость разработки простого в изготовлении и эксплуатации, а также эффективного устройства для видеонаблюдения, способного к длительной автономной работе при обеспечении оптимальной энергоэффективности.
Технический результат состоит в повышении эффективности управления температурой внутри корпуса камеры и, за счет этого, повышении времени автономной работы в различных температурных условиях.
Технический результат достигается тем, что камера видеонаблюдения, включающая корпус с вентиляционными отверстиями, расположенный в нём модуль управления с устройством для обработки видеосигнала, а также связанные с ним оптическую систему камеры, модуль связи и источник питания с аккумулятором, согласно полезной модели оснащена датчиком температуры, нагревателем и задвижками вентиляционных отверстий, связанными с модулем управления.
В предпочтительном варианте исполнения камера оснащена двумя датчиками температуры, один из которых расположен внутри корпуса, а другой - снаружи.
Предложенная конструкция камеры наблюдения позволяет наиболее эффективно управлять температурой внутри корпуса камеры, что положительно влияет на надежность и работоспособность устройства в широком температурном диапазоне. В наиболее предпочтительном варианте исполнения заявляемой полезной модели два датчика, размещенные снаружи и внутри корпуса обеспечивают наиболее четкий мониторинг и управление температурой за счет возможности анализа разницы между температурами для более раннего включения вентилятора или нагревателя, а также управления задвижками вентиляционных отверстий.
Также важным аспектом заявляемой полезной модели является наличие встроенной в модуль управления встроенной системой видеоаналитики для автоматического выявления происшествий и объектов наблюдения для повышения эффективности обеспечения безопасности.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена заявляемая камера для видеонаблюдения в стандартном исполнении, на фиг. 2 представлена заявляемая камера для видеонаблюдения в купольном исполнении, а на фиг. 3 представлено заявляемое устройство в виде стереокамеры.
Камера содержит корпус с вентиляционными отверстиями (не показаны на чертежах). Внутри корпуса расположен модуль управления, модуль связи, источник питания с аккумулятором, датчик температуры и нагреватель (не показаны на чертежах). Также камера оснащена оптической системой. Оптическая система камеры состоит из объектива, основной платы, расположенной на ней матрицы, привода управления увеличением объектива, разъемом для интеграции с модулем управления, инфракрасной подсветки и датчика освещенности для автоматического включения подсветки. Модуль управления представляет собой ЭВМ, которая состоит из SoM-модуля с процессором, нейро-сопроцессором и видео-сопроцессором; материнской платы, к которой крепится SoM-модуль; и платы расширения, которая содержит датчики, систему фильтрации питания, пьезодинамик и сигнальные светодиоды. При этом качестве датчиков могут быть использованы: датчик положения на основе акселерометра, гироскопа компаса; датчик температуры (отдельный внутри модуля управления), датчик входного напряжения и потребляемой мощности; GPS/Глонасс модуль. Также модуль управления включает блок памяти для сохранения зафиксированных данных, событий и видеопотока, и блок подлючения модуля связи (предпочтительно 3G модема). Блок питания с аккумулятором включает AC/DC - преобразователь, систему стабилизации и фильтрации напряжения, аккумулятор (предпочтительно литий-ионный) и систему зарядки резервного аккумулятора. Модуль связи предпочтительно представляет собой 3G модем. Соединенный с модулем управления нагреватель может представлять себе любой электрический нагреватель. Корпус выполнен защищенным от пыли и влаги, а также включает крепления для размещения устройства аналогично стандартным IP-камерам. Для наибольшей энергоэффективности устройства корпус может быть оснащен системой пассивного охлаждения. Для этого корпус выполняют из пластика, а те участки корпуса, в области которых размещен модуль управления, выполняют из алюминия.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Предварительно настроенную и включенную камеру видеонаблюдения устанавливают в необходимое место за счет креплений на корпусе. При этом за счет программного обеспечения внутри модуля управления (и размещенного внутри нейронного сопроцессора) камера автоматически анализирует видеопоток, определяет события и формирует статистику. За счет модуля связи камера отправляет все необходимые данные на сервер. Эти данные кроме самого видеопотока включают события и происшествия, распознанные модулем управления в процессе аналитики видеопотока. Указанные события и происшествия могут представлять собой сообщения о нахождении в зоне наблюдения транспортного средства с указанием его типа, о нахождении каких-либо предметов в опасной зоне, о пересечении периметра, а также о перекрытии камеры и резкого изменения сцены камеры. Вся указанная аналитика осуществляется за счет технического оснащения модуля управления.  Также при необходимости осуществляется настройка и управления камерой с сервера. При этом датчик температуры постоянно измеряет температуру внутри корпуса (при наличии второго, температуру измеряют внутри и снаружи) и передает данные на модуль управления, которые в зависимости от данных о температуры включает или выключает нагреватель и/или вентилятор, а также закрывает или открывает задвижки вентиляционных отверстий.
Заявляемая полезная модель поясняется примером.
Для исследования влияния конструкции заявляемой полезной модели на эффективность управления температурой внутри корпуса камеры были собраны три образца. Образец 1 соответствовал камере-прототипу и включал корпус, модуль управления с устройством для обработки видеосигнала, а также связанные с ним оптическую систему камеры, модуль связи и источник питания с аккумулятором. Образец 2 отличался от Образца 1 наличием внутри корпуса датчика температуры и нагревателя, а также тем, что вентиляционные отверстия были оборудованы задвижками. Образец 3 отличался от Образца 2 тем, что был оснащен дополнительным датчиком температуры снаружи корпуса. Для точности эксперимента во всех образцах были использованы компоненты одной и той же марки и модели, а также у всех образцов были идентичные корпуса. При этом аккумулятор каждого образца был заряжен на 100%, а на время эксперимента образцы были отключены от сети.
Все образцы были включены в соответствии со стандартным режимом эксплуатации и помещены в специальную климатическую камеру. Испытания проводили в течение одного часа, при этом в первые 30 минут внутри климатической камеры обеспечивали температуру -40°C, во вторые 30 минут обеспечивали температуру +20°C (с учетом 5-7 минут на нагрев климатической камеры).
Эффективность управления температурой определяли по степени разряда аккумулятора. В конце эксперимента отметили, что у Образца 1 заряд аккумулятора составил 76%, у Образца 2-91. а у Образца 3-94.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает повышение эффективности управления температурой внутри корпуса камеры и повышение времени автономной работы в различных температурных условиях.