Тепловизор с поворотным устройством - техническое задание (ТЗ) на разработку

Тепловизоры для систем видеонаблюдения встречаются в проектах уже настолько часто и типы проектов настолько разнообразны, что для ориентации в мире тепловидения и выбора правильного направления создания своей системы наблюдения необходимо грамотное Техническое Задание (ТЗ). ТЗ - это с одной стороны указатель для заказчика тепловизионной системы в каком направлении разработчик будет мыслить при создании системы, а с другой стороны - это карта, по которой разработчик будет ориентироваться при поиске оптимального решения на местности заказчика.
Карта (ТЗ) очень важна, так как заказчику интересно, выгодно и жизненно необходимо, чтобы разработчик создал такую систему, которая решит задачи заказчика. Для разработчика ТЗ важно, так как оно перекладывает функциональные требования заказчика на технический язык, структурирует процесс поиска оптимальных решений и показывает техническую обоснованность и возможности достижения целей системы, необходимой заказчику.

Довольно часто, если не сказать что в подавляющем большинстве случаев при составлении и проработке технического задания появляются такие нюансы, которые при функциональных требованиях к системе не брались в расчет, не рассматривались или о существовании которых даже не подозревали. Такое развитие событий очень часто бывает фрустрирующим для заказчика, т.к. развитие техники и технологий накладывают свои ограничения на возможности реализации функциональных характеристик системы или реализуемость этих характеристик показывает какой для этого необходим бюджет.

Наиболее глубоко продумывающие техническую реализацию своих систем компании остерегаются соглашаться с мнением таких заказчиков, которые утверждают, что стоимость системы можно легко сформировать сложив стоимость её компонентов и добавить еще "чуть-чуть" на интеграцию. Так вот, в интеграционных проектах "чуть-чуть", почему-то, не бывает. Хотя... бывает, но в этом случае вряд ли можно ожидать, что система будет давать те результаты, которые от нее ожидали. Здесь я рассмотрю пример довольно часто встречающегося на практике решения на установку тепловизора (или видеокамеры или и того и другого вместе) на поворотное устройство.

Посмотрим на проблему глазами заказчика (пользователя). Задача наблюдения требует возможности от системы менять направление своего поля зрения, работы по предустановленным позициям и турам, а также работы трансфокацией объектива тепловизора. Решение кажется очень простым - поставим понравившийся тепловизор на поворотно-наклонный механизм! С такими требованиями, как правило, приходит заказчик к разработчику.

Теперь посмотрим на проблему глазами разработчика. Задание - установить тепловизор на поворотную платформу?! Отлично, это можно сделать. Начинается процесс формирования облика системы и возникают следующие вопросы:

1. Какой тепловизор необходимо установить на поворотную платформу?
2. Какие массо-габаритные характеристики этого тепловизора?
3. Нужен ли гермокожух для этого тепловизора?
4. Нужен ли дворник для очистки объектива тепловизора?
5. Какие параметры питания тепловизора?
6. Какие физические параметры информационного интерфейса тепловизора и объектива для него?
7. Какой видеосигнал и в каком виде нужно снять с тепловизора?
8. Какой протокол управления используется для управления тепловизором?
9. Какой протокол управления используется для управления объективом тепловизора?
10. Какое поле зрения (фокусное расстояние) у объектива тепловизора, в каких диапазоноах оно изменяется?

Зачем нужны ответы на эти вопросы? Ответы на эти вопросы позволяют определить механическую, электрическую и информационную составляющую тепловизора.
С тепловизором определились, нашли ответы на все вопросы. Теперь вопросы к поворотному устройству.

1. Какая нагрузочная способность необходима?
2. Какие необходимы скорости вращения по азимуту и углу места? Минимальная скорость и максимальная?
3. Какое ускорение/замедление вращения необходимо?
4. Какой минимальный инкремент вращения необходим?
5. Какие углы поворота по азимуту и по углу места?
6. Нужно ли постоянное вращение на 360 градусов?
7. Какие параметры питания для поворотного устройства?
8. Какие параметры физические параметры информационного интерфейса поворотного устройства?
9. Какой протокол управления поворотным устройством используется?
10. Дает ли этот протокол всю необходимую информацию о поворотном устройстве?
11. Дает ли этот протокол информацию о возможность передачи информации о состоянии тепловизора и его параметрах?
12. Дает ли этот протокол возможность передачи управляющих команд на тепловизор?
13. Какие временные задержки в передаче информации через поворотное устройство? Насколько эти задержки критичны?
14. Какой механический интерфейс крепления для тепловизора есть? Нужны дополнительные устройства крепления?
15. Каким образом организовать кабельное хозяйство между поворотной платформой и тепловизором?

Это список основных вопросов, которые необходимо решить при интеграции более-менее серьезной системы.

На практике встречаются два концептуально разных типа поворотных устройств.

• Поворотное устройство постоянного вращения по азимуту (n x 360);
• Поворотное устройство ограниченного вращения по азимуту;

Устройства второго типа можно отнести к более бюджетным, устройства первого типа более сложны для интерфейсно-информационной интеграции.

На рисунке 1 схематично изображено поворотное устройство с установленным на него тепловизором. Темные заштрихованные области - это физические места расположения интерфейсов поворотного устройства и тепловизора. Знаки вопроса обозначают необходимость согласования интерфейсов и физическо-информационной интеграции. Для описания принципа работы интегрированной системы рассмотрим прохождение сигнала от управляющего устройства на поворотное устройство и тепловизор. Предположим, что необходимо повернуть устройство на 30 градусов и дать 2х зум на тепловизор. Что при этом происходит? На поворотное устройство по его интерфейсу нужно подать команду на поворот, на тепловизор по его интерфейсу нужно подать команду на увеличение. Интерфейсы у поворотного устройства и тепловизора разные, более того интерфейс тепловизора должен быть соединен с интерфейсом поворотного устройства и каким-то образом они оба должны быть согласованы.
На рисунке 2 схематично изображено поворотное устройство с установленным на него тепловизором без возможности постоянного вращения на 360 градусов. При таком варианте установки тепловизора интерфейс тепловизора никак не связан с интерфейсом поворотного устройства.

Если посмотреть на сборку тепловизор плюс поворотное устройство с точки зрения системы управления этой сборкой то возникают следующие вопросы:

1. Коммуникационный интерфейс
2. Протокол управления
3. Адресация
4. Физическо-информационное согласование  интерфейса при использовании нескольких подобных сборок и одной системы управления.

В этой статье я обозначил те вопросы и задачи, которые обычно возникают при интеграции поворотной тепловизионной системы. Для пользователя такой системы основное - правильно обозначить задачи, которые должна решить система. Интеграция - это дело техники для профессионалов.