Kamera IP do monitoringu nawierzchni dróg z furgonetki - jaką wybrać?

Witajcie,

Zmagam się z takim problemem jak wykorzystanie kamer IP do monitoringu nawierzchni dróg. Potrzebuję kamery IP, którą mógłbym uzyskać maksymalnej jakości obraz drogi. Kamera ma być zamontowana na dachu furgonetki i fotografować jezdnię z wysokości ok.2-2,5 metra pod kątem ok 45-50 stopni. Kamera powinna obejmować na szerokość około 4-5 metrów (nawierzchnię i fragment pobocza). Zdjęcie powinno pozwalać na bardzo łatwe rozpoznanie np. spękań siatkowych, wybojów, pojedynczych pęknięć asfaltu itp.

Zdjęcia chcę wykonywać co 5 metrów. Zakładam prędkość roboczą na 5m/s ~ 18km/h co daje 1 zdjęcie na sekundę. (Dokładniej jeden cykl, łącznie z zapisem).

Do tej pory bawiłem się z lustrzanką Nikona. Efekty są zadowalające ale zużycie mechanizmu i wielkość zdjęcia (minmum 5mpx) raczej wykluczają długoterminowe użycie takiego sprzętu.

Rozwiązałem już problem z enkoderem, który podaje mi co 5 metrów sygnał i mogę go przechwycić za pomocą kabla USB. Teraz nadszedł czas na rozwiązanie problemu optycznego.

Wydaje mi się że rozdzielczość 2mpx w zupełności by mi wystarczyła pod warunkiem, że obraz byłby ostry (duża głębia ostrości).

Kolejny problem to światło. Myślę nad "doświetlaniem" powierzchni za pomocą mocnych diód LED w ciemnych miejscach lub np. w pochmurny dzień. Rejestracja nocą raczej odpada na obecnym etapie.

Chciałbym prosić o pomoc - co wybrać. Jaką kamerę IP należy kupić aby:
- móc robić zdjęcia w formacie JPG o jak największej rozdzielczości/jakości obrazu
- uzyskać szybkość 1xJPG/sekunda
- wyzwalać "migawkę" dokładnie w tym momencie kiedy padnie sygnał z enkodera.

Zakładamy, że mam informatyka, który napisze mi takie oprogramowanie.

Optyka typowych kamer IP , to nie lustrzanka . Oświetlenie dwoma lampami typu "szperacz" takie jak w amerykanskich filmach - cztery lampy na dachu dżipa. Oprogramowanie i laptop . Taki "szperacz" mna zasięg kilkaset metrów . Dużo światła i byle jaką kamerką zrobisz te zdjęcia .
Chyba , że filmujesz drogę i potem oprogramowanie co parę sekund wysyła klatki , jak zdjęcia .
To ma działać w czasie rzeczywistym ?

Witajcie raz jeszcze,

Tutaj zamieszczam efekt jaki uzyskałem obecnie.
Jest on aż nadto. 1600x1200 by mi w zupelności wystarczylo gdyby obraz był takiej jakości.


Pozdrawiam i dziękuję,
Maciej

ale czym zrobiłeś to zdjęcie i jak szybko jechałeś ?

Praktycznie każda nowoczesna kamera IP z dobrym obiektywem powinna spełnić Twoje oczekiwania.
Wyzwalanie spokojnie osiągniesz poprzez wykorzystanie wejścia alarmowego w kamerze.
Osobiście radził był doświetlenie powierzchni światłem białym, zwykłym halogenem, zamiast kombinować z diodami ale to już szczegół.
Najlepiej by było gdyby kamera "widziała" kadr bezpośrednio prostopadle (np na jakimś wysięgniku) a nie pod kątem, wyeliminujesz wtedy problemy ze skalowaniem bo obraz widoczny na zdjęciu jest płaski i nie odzwierciedla dobrze odległości i wymiarów.
Mowa oczywiście o kamerze "przemysłowej" a nie zabawkach z alledrogo, sprawdz oferty firm np. Janex, AAT, Volta, SPS, itp.

Maciej Katowice napisał:

- wyzwalać "migawkę" dokładnie w tym momencie kiedy padnie sygnał z enkodera.

Nie wiem co masz na myśli używając określenia "dokładnie w momencie ...". Jeśli +/- 0.1 sek. nie jest dopuszczalne to proponuję rozwiązanie odwrotne. Tzn. kamera robi zdjęcia ze stałą prędkością np. 15 na sek. i dodaje do nich informację z enkodera. Pozwali to na późniejsze przyporządkowanie zdjęcia do danego odcinka drogi.

Witaj,

Jechałem jakieś 7-8 km/h.
Użyłem Nikona D90 na minmalnych parametrach wielkość/kompresja.

Wiem, że obrazu nie uzyskam jak w National Geographic. Chcę jednak uzyskać na tyle dobry by bez problemu rozpoznać ślady po odwiertach (te dwie plamy na prawym pasie ze zdjęcia) i zobaczyć czy asfalt gdzieś nie pękł.

Enkoder już komunikuje się z kompem. Informatyk powiedział że mam mu dostarczyć kamerę z biblioteką dzięki której będę mógł robić foto na życzenie mojego programu.

Rozmawiałem z działem technicznym w Geovision obiecali sprawdzić ale powiedzieli że pakiet bibliotek nie wchodzi w ofertę i tylko przez WEB mogę pozyskać obraz, który będzie stop-klatką ze strumienia.

Nie czuję się dobrze w temacie kamer IP, stąd pytanie.

Dziękuję za dotychczasową odpowiedź.
Maciej

Dodano po 29 [minuty]:

Witajcie,

Dziękuję Wam za zainteresowanie tematem.

1. Kąt zdjęcia
Docelowo chciałbym aby jedno zdjęcie było "poglądowe" czyli takie jak w załączeniu, natomiast drugie było otro-foto. Wtedy mógłbym podawać wymiary uszkodzeń itp. Na razie jednak chcę uruchomić system z jedną kamerą i uzyskać satysfakcjonującą jakość zdjęć.
2. Czas i dokładność.
Tutaj wszystko jest kwestią możliwości kamery. Błąd 0.1 sekundy przy prędkości 5m/s daje 50cm w lokalizacji. To jest parametr akceptowalny. Względnie mogę zawsze obniżyć prędkość. Jeżeli realnie udałoby się uzyskiwać pliki JPG z częstością wyższą niż 1x/sekunda to z ekonomicznego punktu widzenia super dla mnie - pojazd ma większą wydajność. Błąd akceptowalny to 05,-1.0m obecnie. Oczywiście, jeżeli mogę go zmniejszyć niewielkim nakładem prac i środków (np. poprzez wybór odpowiedniej kamery to będę więcej niż zadowolony).

Dziękuję i pozdrawiam,
Maciej

Nie wiem jakiego używasz systemu ( a właściwie informatyk) na tym kompie ale jeżeli jest tam linux to jakakolwiek kamera IP i programik motion, do tego drobny skrypt (banalny) i masz zdjecie np jpg a na zdjeciu mozesz dodatkowo wrzucić edytowalny opis np. z lokalizacją zdjęcia zczytaną z gps tez podpietego do kompa... mozliwości jest naprawdę cala masa

Mozesz tak jak powiedziałem wykorzystac wejście alarmowe w kamerze i podajac na to wejście sygnał z enkodera ( po drobnym dopasowaniu elektroniczny) otrzymywać zdjecie np na ftp

I tak jak powiedzieli Ci ludzie z geovision, mozesz w wiekszości kamer uzyskać zdjęcie z klatką kamery poprzez webserwer kamery i tzw API

Maciej Katowice napisał:

2. Czas i dokładność.
Tutaj wszystko jest kwestią możliwości kamery. Błąd 0.1 sekundy przy prędkości 5m/s daje 50cm w lokalizacji. To jest parametr akceptowalny. Względnie mogę zawsze obniżyć prędkość. Jeżeli realnie udałoby się uzyskiwać pliki JPG z częstością wyższą niż 1x/sekunda to z ekonomicznego punktu widzenia super dla mnie - pojazd ma większą wydajność. Błąd akceptowalny to 05,-1.0m obecnie. Oczywiście, jeżeli mogę go zmniejszyć niewielkim nakładem prac i środków (np. poprzez wybór odpowiedniej kamery to będę więcej niż zadowolony).

Są specjalne a wiec dość kosztowne kamery pozwalające zrobić zdjęcie w ściśle określonym momencie. Myślę, że w tym wypadku nie ma sensu ich stosować. Zwykła kamera IP może wysyłać strumień obrazków ze stałą prędkością np. 15 klatek na sekundę. W PC można wybrać z tego strumienia w określonej chwili jedną klatkę i ją zapisać. Jest jednak pewne ale. Systemy operacyjne takie jak Windows czy Linux nie nie gwarantują obsługi zdarzeń bez opóźnień. Zwykle te opóźnia są pomijalne. Jednak sporadycznie będą się zdarzały większe (nie można określić górnej granicy). Musisz zdecydować czy będzie to przeszkadzało.
Jeśli tak to wybierz rozwiązanie, o którym wspomniałem wcześniej. Czyli zapisuj wszystkie klatki z kamery IP dodając do strumienia informację z enkodera. Pozornie rozwiązanie będzie obarczone błędami synchronizacji wynikającym z działania sytemu operacyjnego. Jednak później przy pomocy prostych obliczeń będzie je można w bardzo znacznym stopniu zniwelować.

Jest jeszcze jedno rozwiązanie ale bardziej skomplikowane. Kamery IP często mają wejście mikrofonowe. Można do niego wpuścić odpowiednio zakodowaną informacje z enkodera. Dzięki temu uzyskasz synchroniczny zapis danych z kamery i tego enkodera.

Witajcie,

Zatem czy to są dobre rozwiązania:

1. IQeye 042 Kamera IP 2MP+obiektyw 2.8~12m BULK2
2. GV-BX220D Geovision
3. VIVOTEK IP7161

Jak jest z dostępnością bibliotek do takich urządzeń?

Jak zdobyć zdjęcie z takiej kamery przed jej zakupem? Wszystkie firmy odsyłają mnie do YouTube albo "znajdzie Pan w internecie" co trochę mnie irytuje - ale może taka branża.

Wyzwalanie za pomocą wejścia alarmowego.
Co to jest za wejście? Trzeba tam podać sygnał z komputera czy też jest to na poziomie "elektrycznym" jakiś impuls. Czy nie da się sterować wyzwoleniem migawki za pomocą własnego oprogramowania np. na bazie bibliotek?

Jak w kamerach IP wygląda sprawa z autofocusem? Ostrość ustawiana jest automatycznie/manualnie ?

Obiektywy - czym kierować przy wyborze?

"Najfajniej" by było gdyby ktoś podał mi konkretne rozwiązanie i podał jakieś przykładowe foto z niego. Wolałbym nie wydawać kilku tysięcy w ciemno. Na razie zakładam budżet jednej kamery na poziomie 2 tys. Jeżeli zacznie to działać będę inwestował dalej.

Pozdrawiam,
Maciej

Nie jestem pewien czy o to chodzi, ale kiedyś rozmawiałem ze znajomym o systemie katalogowania stanu dróg. Jest to przyczepa, na której są zamontowane aparaty/kamery oraz oświetlenie. (w skrócie)
Robiło to to zdjęcia niemal ciągle i w połączeniu z danymi z GPS. Zaletą tego w stosunku do twojego pomysłu, jest to że zdjęcia są robione prostopadle do powierzchni drogi.

Witaj,

Tak wiem. To jest rozwiązanie stosowane w GDDKiA albo u innych zarządców dróg. Ja dla nich nie pracuję i nic im nie sprzedaję, nie taka jest idea. W rozwiązaniu o którym mówisz stosuje się kamery liniowe. Można też zastosować laser do skanowania nawierzchni wraz z mapą hipsometryczną etc. Ja tego nie chcę i nie potrzebuję. Chcę informacji o kamerze, obiektywie i wszystkim by uzyskać efekt opisywany.

Dziękuję,
Maciej

Maciej Katowice napisał:

Chciałbym prosić o pomoc - co wybrać. Jaką kamerę IP należy kupić aby:
- móc robić zdjęcia w formacie JPG o jak największej rozdzielczości/jakości obrazu

Zdecyduj się, jaką chcesz uzyskać rozdzielczość. Rozdzielczości kamer IP zawierają się w bardzo szerokich granicach, od 0.4 do 5 MPix. Pojawiają się też o wyższych rozdzielczościach.
Wydaje mi się, że 1.3 - 2 MPix będzie w tym wypadku najbardziej sensownym wyborem.

Maciej Katowice napisał:

- uzyskać szybkość 1xJPG/sekunda

Tu nie ma zupełnie problemu. Możesz spokojnie przyjąć nawet do 15-u klatek/s.

Maciej Katowice napisał:

- wyzwalać "migawkę" dokładnie w tym momencie kiedy padnie sygnał z enkodera.

Tu jest mały problem. Kamery zawsze dają jakieś opóźnienie. Przy strumieniu mjpeg lub pobieraniu jpg zwykle jest stałe.
Ale z opisu rozumiem, że nie powinno to być przeszkodą.
W zasadzie potrzebujesz synchronizacji wydajności kamery (kl/s) do prędkości poruszania się pojazdu.
Enkoder z wyzwalaniem każdej klatki nie jest wcale optymalnym rozwiązaniem.
Dużo prostszym jest synchronizacja szybkości zapisywanych klatek/s do chwilowej prędkości pojazdu.
Oczywiście jest możliwość również synchronizacji z enkoderem.
I nie jest tu potrzebne żadne wejście cyfrowe kamery, wystarczy zastosować komendę API do pobrania klatki z kamery.
Poważniejsi producenci kamer udostępniają SDK i/lub API do swoich kamer.

Maciej Katowice napisał:

Zakładamy, że mam informatyka, który napisze mi takie oprogramowanie.

Tu potrzebny raczej programista. Proponuję zapoznać się z API wybranego producenta kamer.

I jeszcze być może pomocne uwagi:
- kamera musi mieć możliwość ustawienia stałej "migawki",

Jest to czas naświetlania matrycy. Tu ważne, bo kamera będzie cały czas w ruchu. Nie wszystkie kamery mają tę opcję. Praca w "automatyce" może powodować rozmycie obrazu.

- kamera musi mieć możliwość pobierania zdjęcia w formacie JPG lub przynajmniej normalny strumień MJPEG,

Jest to ważne ze względu na opóźnienia obrazu. Te opóźnienia w przypadku kompresji MPEG4, H.264 dochodzą nawet do 30 sekund.
Są też kamery IP, gdzie strumień MJPEG był dołożony w kolejnym firmware, one też mają duże opóźnienie w MJPEG.

- obiektyw proponuję ze stałą ogniskową,

Te ze zmienną ogniskową są bardzo wrażliwe na drgania, może być problem z utrzymaniem ostrości.

- zamiast "męczyć" informatyka-programistę można zastosować gotowe oprogramowanie do monitoringu,

Programy dostosowane do współpracy z RCP, KD zwykle mają możliwość zapisu zdjęcia do bazy synchronizowane z użyciem karty identyfikacyjnej.
Można tę funkcję wykorzystać do synchronizacji z enkoderem.
Dodatkowo zdjęcie można opisać (napis na zdjęciu) np. pozycją z GPS-a, nazwą drogi itp.

Jeśli chodzi o wybór kamery to szukałbym wśród takich producentów: Axis, IQinVision, Vivotek, Acti.
W każdym wypadku należy sprawdzić dostępność API i/lub SDK i możliwości konfiguracji konkretnego modelu kamery (stały czas naświetlania, dostępność strumienia MJPEG, możliwość pobierania klatki JPEG przez komendę API).

Jeżeli chcesz uzyskać na testy kamery IP proszę o kontakt na PW jesteśmy z Krakowa i dysponujemy kamerami, które udostępniamy klientom.

W obecnej chwili mamy wybrane modele kamer AXIS, Samsung, Hikvision, Novus, Sanyo do dyspozycji.