Опоры видеонаблюдения: высота, жёсткость, крепление камер

Как выбрать высоту опоры под камеру и зону обзора

Высота опоры определяет зону обзора камеры: чем выше точка установки, тем шире территория попадает в кадр, но детализация (возможность распознать лицо или номерной знак) на таком расстоянии падает. Для распознавания лиц и номерных знаков камеру, как правило, устанавливают ниже и ближе к объекту наблюдения, для обзора большой территории (парковка, периметр) — выше.

Угол обзора объектива и высота установки вместе определяют размер зоны, попадающей в кадр, и мёртвую зону непосредственно под опорой. Вылет кронштейна (см. ниже) позволяет вынести камеру в сторону от стойки и уменьшить эту мёртвую зону.

Жёсткость и ветер: почему камера «дрожит» на слабой опоре

Камера, установленная на слишком тонкой или высокой опоре без запаса жёсткости, колеблется на ветру — даже небольшое раскачивание стойки в верхней точке, где закреплена камера, даёт заметное «дрожание» картинки, особенно при использовании зума. Размер стойки (диаметр и толщину стенки) рассчитывают с учётом ветрового района, массы и парусности камеры, кожуха и кронштейна — так же, как для любой другой стальной опоры (см. Опоры видеонаблюдения).

Чем выше опора и больше вылет кронштейна, тем больше момент от ветровой нагрузки на основание, поэтому для высоких опор или большого выноса кронштейна нужны больший диаметр стойки и более прочный фундамент.

Кронштейны, шкаф, кабельный ввод — комплектация

• кронштейн: выносит камеру в сторону от оси стойки на нужное расстояние и высоту; форму и вылет подбирают под конкретную модель камеры и задачу;
• шкаф для оборудования: на опоре или у её основания размещают шкаф с коммутационным и питающим оборудованием (при необходимости — с подогревом или охлаждением);
• кабельный ввод: труба стойки позволяет проложить кабель питания и сигнала внутри, а не по внешней поверхности — это защищает кабель от погодных условий и механических повреждений.

Количество и расположение технологических отверстий для кабеля и крепления оборудования согласуют при проектировании конкретной опоры.

Фундамент и закладная

Опору крепят к фундаменту через фланцевое соединение с закладной деталью и анкерными болтами или устанавливают непосредственно в грунт — способ зависит от условий площадки, высоты опоры и типа грунта. Общие принципы проектирования фундамента те же, что и для других опор: подробнее в статье Фундаменты опор освещения.

Антивандальная защита

Для опор в местах с высоким риском намеренного повреждения применяют: размещение кабельного ввода и соединений внутри стойки (без доступа снаружи), труднодоступное крепление нижнего шкафа (замок, усиленные петли), достаточную высоту нижней точки крепления оборудования, чтобы затруднить доступ без специальных средств. Конкретный набор мер согласуют под задачу объекта.

Что прислать для подбора опоры

Количество и массу камер, нужную зону обзора и высоту установки, место расположения (ветровой район), тип площадки (территория, дорога, железнодорожный объект) и потребность в шкафу для оборудования. Если чего-то не знаете — оставьте пустым, мы уточним. Смотрите также Опоры видеонаблюдения и связанные решения.

Пример: зона обзора камеры на высоте 4 и 6 м

Допустим, камера наклонена на 30° ниже горизонта, а угол обзора по вертикали — 40° (условные значения). Крайние лучи кадра идут под 50° и 10° ниже горизонта, поэтому участок земли в кадре — от h ÷ tg 50° до h ÷ tg 10°, где h — высота камеры над землёй, которую для примера считаем ровной и горизонтальной.

Такая оценка не заменяет технические данные камеры: реальные углы зависят от объектива, настройки наклона и местности. Она лишь показывает, как высота установки сдвигает границы кадра.

Расчёт выполнен при tg 50° ≈ 1,1918 и tg 10° ≈ 0,1763; расстояния — от проекции камеры на землю. Подъём с 4 до 6 м отодвигает дальнюю границу на 11,3 м, но мёртвая зона растёт с 3,4 до 5,0 м.

Чувствительность кадра к наклону: что меняет 1° раскачивания

Дальнюю границу кадра из примера образует луч, идущий всего на 10° ниже горизонта, то есть очень полого. Поэтому даже небольшой наклон камеры сильно смещает точку, в которую этот луч попадает на землю. Ниже — тот же пример, если из-за раскачивания опоры камера наклонилась на 1° вниз или на 1° вверх; дальняя граница тогда соответствует лучу 11° или 9°.

При угле обзора 40° один градус — это около 1/40 высоты кадра, а при зуме угол обзора уже, и тот же градус занимает большую долю кадра. Для доли градуса смещение пропорционально меньше, но его тоже заметно.

Дальняя граница — это h ÷ tg 11° (tg 11° ≈ 0,1944) и h ÷ tg 9° (tg 9° ≈ 0,1584). В метрах наклон на 1° смещает её примерно на 2,1–2,6 м на высоте 4 м и на 3,2–3,9 м на высоте 6 м.

Почему высота и вылет увеличивают раскачивание

Стойку с камерой на вершине можно упрощённо представить как консоль: нижний конец закреплён в фундаменте, а на верхнем действует сила ветра на оборудование. Для консоли постоянного сечения с силой на свободном конце прогиб вершины растёт пропорционально кубу высоты, а угол поворота вершины — квадрату высоты. Именно угол поворота вершины наклоняет камеру и сдвигает кадр.

В таблице сравниваются опоры высотой 4, 6 и 8 м, причём опора 4 м принята за единицу. Сечение и сила на вершине во всех строках одинаковы.

Это сравнение тенденции, а не расчёт: реальная опора имеет переменное сечение, ветер действует и на саму стойку, а ветровое давление в расчёте растёт с высотой, что лишь усиливает эффект. Размер стойки определяет инженер по полному расчёту.

Что делает опору жёстче

Жёсткость — отдельное требование, а не то же самое, что прочность: опора может быть далека от разрушения и всё равно раскачиваться настолько, что картинка становится непригодной. Вот что действительно меняет отклонение вершины:

• больший диаметр стойки — самый сильный рычаг: для тонкостенного сечения жёсткость растёт примерно пропорционально кубу диаметра, поэтому на 20 % больший диаметр делает стойку жёстче примерно в 1,7 раза (парусность самой стойки при этом растёт лишь пропорционально диаметру);
• более толстая стенка повышает жёсткость лишь пропорционально: на 20 % большая толщина — это лишь в 1,2 раза, так что при одинаковом приросте металла диаметр действует сильнее, чем стенка;
• более низкая точка крепления и более короткий кронштейн уменьшают и момент, и угол поворота вершины;
• фундамент тоже имеет значение: податливый фундамент или грунт наклоняют опору целиком, и камера наклоняется вместе с ней (подробнее — Фундаменты опор освещения).

Камера и светильник на одной опоре

Комбинированная опора удобна там, где освещение всё равно нужно: одна стойка и один фундамент вместо двух. Но расчёт тогда выполняют для всего комплекта: к массе и парусности камеры добавляют массу и парусность светильника и его кронштейна, а каждый элемент учитывают на собственной высоте.

Положение камеры согласуют со светильниками: прямой свет, попадающий в объектив, может засветить часть кадра. Высоту опоры для светильников подбирают по тем же принципам, что и для обычной опоры освещения (см. Как выбрать высоту опоры освещения).

Свет на охраняемом участке также влияет на качество ночной картинки, поэтому на объектах с опорами освещения стоит рассматривать обе задачи вместе. Смотрите также опоры освещения.

Чек-лист и типичные ошибки

• зона обзора проверена расчётом: нужный участок не попадает в мёртвую зону под камерой;
• известны высота каждой камеры и вылет кронштейна, а не только высота опоры;
• в массе и парусности учтены камера, кожух, кронштейн, подсветка и шкаф, а ветровое давление W0 взято из таблицы W0 для ближайшего областного центра;
• проверена жёсткость стойки на высоте камеры, а не только прочность;
• ошибка: камеру ставят как можно выше без проверки детализации;
• ошибка: опору выбирают только по высоте, не указав ветровой район и тип площадки;
• ошибка: на опору, рассчитанную под одну камеру, потом добавляют камеры, радиооборудование или прожектор без пересчёта.