高空了望是指在距離地面50～100米，乃至100米以上的位置布設(shè)云臺(tái)攝像機(jī)以實(shí)現(xiàn)方圓一公里到十幾乃至幾十公里范圍的視頻圖像監(jiān)控。 

      高空了望不同于普通的圖像監(jiān)控，它著力于在較高的位置實(shí)現(xiàn)大范圍的圖像精確監(jiān)控，是一種既兼顧大場(chǎng)面，又實(shí)現(xiàn)具體目標(biāo)特寫拍攝的視頻監(jiān)控手段。高空了望技術(shù)可以彌補(bǔ)普通圖像監(jiān)控手段無法避免環(huán)境物體阻擋、視野范圍較小的缺點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)基本無阻擋的大范圍監(jiān)控。

      高空了望用途很多，包括城市消防監(jiān)控、城市重點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)控、城市治安監(jiān)控、森林消防監(jiān)控、機(jī)場(chǎng)周界保安監(jiān)控、城市環(huán)保監(jiān)控、防空安全監(jiān)控、邊境防衛(wèi)監(jiān)控、小區(qū)防衛(wèi)監(jiān)控、廠區(qū)監(jiān)控……

      在很多這類場(chǎng)合中，環(huán)境是相當(dāng)復(fù)雜的，采用普通攝像機(jī)與監(jiān)控設(shè)備的組合方式在5－20米的空中布設(shè)，由于環(huán)境阻擋以及攝像機(jī)本身的局限性，要完全實(shí)現(xiàn)基本無阻擋的全面監(jiān)控相當(dāng)困難，而普通前端云臺(tái)的不穩(wěn)定性更是造成了圖像的“不可用”。而高空了望利用其足夠的高度，配合攝像機(jī)云臺(tái)的性能可以輕而易舉地實(shí)現(xiàn)大范圍的精確監(jiān)控，如果再輔助以普通的圖像監(jiān)控，效果則更佳。

      高空了望系統(tǒng)的實(shí)施難度

      高空了望系統(tǒng)用途廣泛，監(jiān)控成果斐然，那么為什么真正成功實(shí)施的高空了望系統(tǒng)并不多呢？原因在于高空了望系統(tǒng)的實(shí)施有一定的難度，特別是其核心部分的云臺(tái)攝像機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、望遠(yuǎn)能力、精確控制能力、夜視能力、自我保護(hù)能力是影響高空了望系統(tǒng)成功實(shí)施的重要因素，而周邊配套設(shè)施的組合，特別是后端控制軟件的實(shí)施也是影響其建設(shè)的重要因素。

      為什么說前端云臺(tái)攝像機(jī)的性能會(huì)影響高空了望系統(tǒng)的實(shí)施呢？原因有以下幾個(gè)方面：高空了望系統(tǒng)由于布設(shè)高度較高，一般在50米以上的高空，風(fēng)速以及基礎(chǔ)自身的晃動(dòng)較為嚴(yán)重，因此云臺(tái)的抗風(fēng)能力以及自身的運(yùn)行間隙控制是影響圖像穩(wěn)定的一個(gè)關(guān)鍵；由于云臺(tái)攝像機(jī)布設(shè)位置極高，而目標(biāo)的監(jiān)控范圍也至少在1公里以上，最遠(yuǎn)可能達(dá)到幾十公里，那么如何配置攝像機(jī)、鏡頭輔以云臺(tái)的穩(wěn)定性使遠(yuǎn)處的圖像盡收眼底也是系統(tǒng)配置的一個(gè)難點(diǎn)；由于高空了望所覆蓋的范圍較大，普通的照明燈根本不可能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的照射，因此設(shè)備自身的低照度能力就成為了夜間高空了望系統(tǒng)實(shí)施的唯一有效手段了；而架設(shè)于高空的云臺(tái)攝像機(jī)如何自我清潔、防銹防雷、除霜抗凍也是高空了望系統(tǒng)中的一大難點(diǎn)�？梢娨�成功實(shí)施一個(gè)高空了望系統(tǒng)是非常復(fù)雜的。

      高空了望解決方案

      難點(diǎn)并非不可克服的，以兆維泰奇推出的基于日本三神一體化高精度可編程云臺(tái)攝像機(jī)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的高空了望解決方案為例，該方案形成了一套真正可應(yīng)用于實(shí)踐的解決方式，并由前端云臺(tái)攝像機(jī)、傳輸線路以及后端計(jì)算機(jī)控制部分組成。

      作為整個(gè)高空了望解決方案核心的前端云臺(tái)攝像機(jī)選擇是極其重要的。有效的克服普通云臺(tái)攝像機(jī)的弱點(diǎn)，是成功實(shí)現(xiàn)高空了望的關(guān)鍵。該解決方案選擇了日本三神高精度一體化可編程云臺(tái)攝像機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的前端。

      高空了望的根本優(yōu)勢(shì)是“居高臨下”，因此大面積的覆蓋是必須達(dá)到的指標(biāo)，三神一體化高精度可編程云臺(tái)系列產(chǎn)品以其高穩(wěn)定性和高精度的設(shè)計(jì)，可以搭載各類超長(zhǎng)焦距鏡頭，無論20×、22×、23×、25×、35×、50×、55×、86×、100×變焦鏡頭皆可“海量以容之”。選擇三神不同的云臺(tái)產(chǎn)品，其內(nèi)置的攝像機(jī)焦距范圍可以從3.6mm延伸到2322mm，輕易實(shí)現(xiàn)10km以上的大范圍高清晰度監(jiān)控應(yīng)用。

      另外，高空了望的范圍可以從1公里到幾十公里，不難想象，普通的照明燈、紅外燈是根本無法實(shí)現(xiàn)夜間監(jiān)控照明的，那么夜間的高空了望問題如何解決呢？該系列產(chǎn)品擁有專門為低照度環(huán)境而設(shè)計(jì)的超低照度產(chǎn)品，通過搭載專用3CCD超低照度攝像機(jī)，以及配套的大孔徑專業(yè)鏡頭為輔助，配合專門設(shè)計(jì)的云臺(tái)、防護(hù)罩電路，可以使夜間的圖像變得清晰可見。最低0.00005Lux的照度指標(biāo)無論是在夜間城市、森林、海港均可獲得彩色的監(jiān)控圖像，無論物體在100m還是5km，無需紅外燈，皆可清晰監(jiān)視。

      幾公里乃至幾十公里的高空視頻監(jiān)控是一個(gè)很大的范圍，因此利用必要的手段來“精確”操縱云臺(tái)是一個(gè)很大的問題。該系列產(chǎn)品不是一般的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而是一個(gè)結(jié)合計(jì)算機(jī)和智能化技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的一個(gè)可編程管理和控制的智能化設(shè)備。利用云臺(tái)、護(hù)罩以及內(nèi)置專用智能化電路功能，應(yīng)用程序可以就設(shè)備的任何參數(shù)進(jìn)行雙向的控制和管理，包括水平轉(zhuǎn)角、垂直轉(zhuǎn)角、雨刷動(dòng)作、回轉(zhuǎn)速度、鏡頭光圈、變焦距離、對(duì)焦距離、快門速度、白平衡方式、增益強(qiáng)度等等均可雙向傳輸和控制。利用這些特性，哪怕是基于精確的坐標(biāo)定位的應(yīng)用控制都變得輕而易舉、唾手可得。

      擁有了優(yōu)秀的前端云臺(tái)攝像機(jī)就意味著能夠構(gòu)建成功的高空了望系統(tǒng)了嗎？答案是否定的。用戶對(duì)未來的監(jiān)控系統(tǒng)要求是一個(gè)以計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的、結(jié)合全方位的設(shè)備控制能力，而實(shí)現(xiàn)的一個(gè)基于視頻的快速反應(yīng)系統(tǒng)。因此，高空了望系統(tǒng)也同樣需要先進(jìn)的后端處理平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)全方位的系統(tǒng)控制。前端云臺(tái)攝像機(jī)的圖像和控制可以通過光端機(jī)或者先進(jìn)的數(shù)字視頻編解碼設(shè)備傳輸至后端控制中心，該選型可以因地制宜。

      后端管理中心獲取了控制信息和視頻信息后如何進(jìn)行處理呢？簡(jiǎn)單地通過矩陣或者傳統(tǒng)的DVR、云臺(tái)控制鍵盤實(shí)現(xiàn)人工非定量的控制是絕對(duì)不可能真正發(fā)揮高空了望系統(tǒng)的功效的。原因有三：第一，高空了望攝像機(jī)監(jiān)控范圍極廣，從幾公里到幾十公里的范圍，即使后端再慢速的控制也會(huì)導(dǎo)致前端圖像聚焦點(diǎn)極快的移動(dòng)速度，這樣根本不可能精確地把一個(gè)需要監(jiān)控的圖像放置在畫面的合適位置；第二，由于監(jiān)控距離極遠(yuǎn)，因此可能導(dǎo)致視角范圍只有零點(diǎn)幾度，過小的視角范圍，人眼很難分辨所監(jiān)控的位置實(shí)際是在哪里；第三，假如需要跟蹤變速運(yùn)行的物體（如起飛的飛機(jī)），僅僅通過手動(dòng)搖桿操縱根本不可能實(shí)現(xiàn)云臺(tái)、聚焦點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)變速。因此在不排除控制鍵盤的前提下，真正能夠發(fā)揮高空了望系統(tǒng)功效的是一個(gè)以GIS（地理信息系統(tǒng)）為基礎(chǔ)，以全功能云臺(tái)直接控制為手段，輔助云臺(tái)全方位的控制能力實(shí)現(xiàn)的一個(gè)“所選即所見、所見即所現(xiàn)”的高空了望系統(tǒng)。

      針對(duì)一個(gè)高空了望的區(qū)域環(huán)境，可以首先建立該區(qū)域的GIS系統(tǒng)，以形成一個(gè)監(jiān)控范圍的數(shù)字化地標(biāo)。每一個(gè)被安裝的高空了望攝像機(jī)可以以定點(diǎn)的方式在地圖上進(jìn)行顯示。構(gòu)建完基礎(chǔ)平臺(tái)后，可以通過RS485直接、精確控制前端云臺(tái)的每一個(gè)動(dòng)作，并通過云臺(tái)的返回狀態(tài)功能精確地獲知云臺(tái)的當(dāng)前狀態(tài)。

      合理地組合各種功能，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)對(duì)于各行各業(yè)的高空了望解決方案，以下就幾個(gè)基本的高空了望功能進(jìn)行簡(jiǎn)單地描述：

      *固定重點(diǎn)監(jiān)控位置的快速定位：任何一個(gè)高空了望區(qū)域中必定存在一些固定的重要目標(biāo)（該特點(diǎn)在城市高空了望監(jiān)控中尤為突出，一些城市的重要建筑往往是固定不變的重要目標(biāo)），這些目標(biāo)在監(jiān)控的時(shí)候，需要快速地定位視頻圖像�？梢岳�用云臺(tái)所擁有的255個(gè)預(yù)置位以及極高精度的預(yù)置位再現(xiàn)能力實(shí)現(xiàn)對(duì)這些固定目標(biāo)的監(jiān)控圖像再現(xiàn)。GIS系統(tǒng)可以以固定點(diǎn)位的方式顯示這些重點(diǎn)目標(biāo)，一旦用戶選擇該目標(biāo)，則可監(jiān)視該目標(biāo)的一臺(tái)或者多臺(tái)攝像機(jī)可以通過計(jì)算機(jī)直接獲得預(yù)置位再現(xiàn)指令，此時(shí)監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)或者監(jiān)視器可以同時(shí)顯示出該目標(biāo)的一個(gè)或者多個(gè)攝像機(jī)的多角度圖像。充分利用智能路徑選擇功能以及高速回轉(zhuǎn)能力，實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的定位往往時(shí)間不會(huì)超過2秒；

      *任意位置的監(jiān)控定位：除了固定目標(biāo)外，也許用戶需要任意選擇一個(gè)位置進(jìn)行視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控（該特點(diǎn)在森林或者海域、空域監(jiān)控中尤為突出，往往這些環(huán)境中任何一個(gè)位置都是需要進(jìn)行監(jiān)視的，而該環(huán)境又沒有特定的重點(diǎn)目標(biāo)）。針對(duì)這樣的監(jiān)控點(diǎn)，預(yù)置位的再現(xiàn)是無法覆蓋的，因?yàn)檫@樣的點(diǎn)也許是無限多的；而針對(duì)這樣的監(jiān)控，普通的云臺(tái)攝像機(jī)也是無法完成的，因?yàn)槠胀ǖ脑婆_(tái)攝像機(jī)根本不可能實(shí)現(xiàn)絕對(duì)位置的精確定位。然而，利用先進(jìn)的云臺(tái)攝像機(jī)系統(tǒng)以及GIS系統(tǒng)卻可以毫不費(fèi)力地定位每一個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)。用戶可以直接在GIS系統(tǒng)上點(diǎn)擊一個(gè)位置，利用GIS的計(jì)算功能，系統(tǒng)能夠自動(dòng)選擇1－4臺(tái)可“看到”該點(diǎn)的高空攝像機(jī)。利用簡(jiǎn)單的立體幾何計(jì)算，系統(tǒng)可以馬上計(jì)算出每一個(gè)云臺(tái)“看到”該目標(biāo)點(diǎn)所需要轉(zhuǎn)動(dòng)的水平角、垂直角、焦距，計(jì)算機(jī)把這些參數(shù)傳遞給前端的云臺(tái)攝像機(jī)，那么不超過3秒的時(shí)間，后端的管理人員就可以馬上在PC或者監(jiān)視器上看到該目標(biāo)不同角度的圖像；

      *監(jiān)控目標(biāo)的地圖定位：監(jiān)控人員看到一個(gè)目標(biāo)后，也許根本不知道該圖像在地圖上是那個(gè)位置（該特點(diǎn)在森林、城市的夜間監(jiān)控中尤為突出，以消防應(yīng)用為例，超大范圍的圖像監(jiān)控在發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的火災(zāi)點(diǎn)后管理人員也許根本無法在夜間快速定位該火災(zāi)位置在哪里），此時(shí)利用該云臺(tái)的信息回傳能力，控制計(jì)算機(jī)可以快速獲得發(fā)現(xiàn)該圖像的云臺(tái)當(dāng)前的水平轉(zhuǎn)角、垂直轉(zhuǎn)角、鏡頭變焦值、鏡頭焦距等幾個(gè)重要參數(shù)。在GIS系統(tǒng)中快速計(jì)算這幾個(gè)參數(shù)，那么GIS就可以在最多1秒鐘的時(shí)間內(nèi)顯示出該攝像機(jī)當(dāng)前所監(jiān)控區(qū)域的扇形角，以及聚焦位置的大致地圖范圍。該功能為廣域的圖像定位提供了一個(gè)較為快捷與精確的手段。

      當(dāng)然，高空了望的控制系統(tǒng)決不僅僅是實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)功能，各種不同的應(yīng)用場(chǎng)合可以根據(jù)自身的需要定義不同的應(yīng)用，包括高空攝像機(jī)的定軌跡尋檢、隨意軌跡尋檢、監(jiān)控目標(biāo)跟蹤監(jiān)控、監(jiān)控位置坐標(biāo)定位等各種功能。甚至可以把視頻智能檢測(cè)的應(yīng)用引入到高空了望中，諸如通過高空了望攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)高空不明飛行物的檢測(cè)、水域異常行進(jìn)船只的識(shí)別等等。

      需要高空了望解決方案的場(chǎng)合往往是很特殊的場(chǎng)合，如：山區(qū)的低溫、森林的高潮濕環(huán)境、海岸的高腐蝕性，即使是城市高空了望也必須面對(duì)50米以上高空的強(qiáng)大風(fēng)力。這樣也就需要組成高空了望解決方案的核心設(shè)備——高精度可編程云臺(tái)一體機(jī)可以針對(duì)這些特殊環(huán)境提供專門的解決方案。