高速球是攝像機的一個類別，根據(jù)自動化發(fā)展的需要，集成并拓展了鏡頭、云臺、普通攝像機等功能的一體化攝像機，因為其外形類似球形，而且早期產(chǎn)品轉(zhuǎn)動的速度比較快，所以稱之為高速球。高速球是監(jiān)控系統(tǒng)最復雜和綜合表現(xiàn)效果最好的攝像機前端，制造復雜、價格昂貴，能夠適應(yīng)高密度、最復雜的監(jiān)控場合。

　　高速球的結(jié)構(gòu)及原理

　　高速球是一種集成度相當高的產(chǎn)品，集成了云臺系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、和攝像機系統(tǒng)，云臺系統(tǒng)是指電機帶動的旋轉(zhuǎn)部分，通訊系統(tǒng)是指對電機的控制以及對圖象和信號的處理部分，攝像機系統(tǒng)是指采用的一體機機心。而幾大系統(tǒng)之間，起著橫向的連接的是一塊主控核心cpu和電源部分。電源部分通過與各大系統(tǒng)之間供電，很多地方是采用的二極管、三極管等微電流供電，而核心cpu是實現(xiàn)所有功能正常運行的基礎(chǔ)。

　　高速球的原理實際上大致就是以上所說的，而具體來說，高速球采用“精密微分步進電機”實現(xiàn)高速球的快速、準確的定位、旋轉(zhuǎn)。所有這一切都是通過cpu發(fā)給的指令來實現(xiàn)的。然后將攝像機的圖象、攝像機的功能寫進高速球的cpu，實現(xiàn)在控制云臺的時候，將圖象傳輸出來，并且能將攝像機的很多功能，例如白平衡、快門、光圈、變焦、對焦等功能同時實現(xiàn)控制。

　　一般高速球都分為球心部分、外殼部分及配件部分。任何廠家的高速球，都有一個用機架把包一體機機心、控制解碼主板和電機云臺系統(tǒng)的統(tǒng)一起來的球心部分，然后球心部分跟外殼用螺絲或者別的方式連接起來，球心是核心部分，外殼一般有多種外觀，比如派爾高外觀、松下外觀、和自己設(shè)計的外觀。外殼一般都是采用鋁合金，也有塑料的，鋁合金的一般又分為鑄造和沖壓的兩種外殼。鋁合金的比塑料的好，沖壓的比鑄造的好。下外殼是透明罩部分，透明罩必須采用光學透明罩，才能保證通光率和圖象無變形，同時還要考慮防老化、防破壞、防塵等問題。配件部分一般包括支架部分，加熱器部分，扇熱部分。支架包括壁裝支架、吊桿支架、表面貼裝吸頂、嵌入式吸頂不需要支架，一般室外球都裝有扇熱的裝置，而加熱裝置只有在嚴寒地區(qū)才選裝，室內(nèi)球原則上沒有扇熱和加熱部分。配件還包括電源，一般用的都是24伏2到3安電流的變壓器供電。

　　高速球有幾個主要的硬件部件，首先是電機，然后是滑環(huán)，然后是電源部分和控制主板。傳動的皮帶也很重要。

　　高速球的通訊問題還有就是涉及到通訊協(xié)議和通訊方式的問題，通訊協(xié)議是指高速球跟主機系統(tǒng)相通訊時候，選擇的通訊協(xié)議，比如pelco、曼碼、松下、菲利普協(xié)議等。通訊方式是指這些通訊協(xié)議采用什么方式來進行通訊，比如485通訊方式、232通訊方式、422通訊方式、同軸視控通訊方式，一般來講，高速球都采用485通訊方式，而通訊協(xié)議各個不同廠家不同。[nextpage]

　　高速球的功能特點

　　高速球有幾個最基本的功能，第一是運行速度快、第二是運行平穩(wěn)、第三是定位精確。

　　1、 高速功能：要求預(yù)置位速度強調(diào)快，基本達到250度/秒以上;第二手控速度強調(diào)平穩(wěn)，控制靈敏靈活，不能過快，不能生硬，支持變速。

　　2、 預(yù)置位功能：必須帶有64個以上的預(yù)置位，同時要求預(yù)置位必須準確，斷電后也能記憶該預(yù)置位。

　　3、 巡航掃描：必須可以設(shè)置高速球能在各個預(yù)置位之間巡航掃描功能。

　　高速球還有有些高級功能：

　　1、 軌跡記憶功能：要求高速球能記憶多條任意的軌跡路線，同時能將軌跡路線通過設(shè)置進行調(diào)用。

　　2、 菜單顯示功能：能夠顯示一個完善的操作菜單，通過菜單進行對運行速度、預(yù)置位停留時間、運行模式等的修改，通過菜單能進行攝像機參數(shù)的修改，以及編程，自動跟蹤、隱私遮蔽等功能。

　　3、 自帶報警輸入輸出：在高速球上加一個報警輸入輸出模塊。

　　4、 網(wǎng)絡(luò)高速球，光纖高速球：在高速球里再集成網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器模塊或者光端機模塊。

　　高速球與球型云臺、中速球、勻速球的區(qū)別

　　1、 中速球分兩種，一種是精密微分步進電機的中速球，一種是帶減速比的步進電機的中速球，第一種相當于一種簡化的高速球，而第二種純粹在原理上差異比較大，第二種的電機微分是通過減速比電機的電機本身實現(xiàn)的，而高速球是通過控制芯片里的程序?qū)崿F(xiàn)的。因此第二種的中速球會在預(yù)置位精確度上和運行速度上遠遠遜于高速球。第一種高速球，一般是采用的普通單片機進行控制的高速球，功能簡化，開發(fā)平臺較低，采用的元器件也比較低檔，比如在電源處理、核心芯片的選擇、通訊部分等都是比較節(jié)省的方案，在穩(wěn)定性、功能性、抗干擾、使用壽命等方面遜于高速球。

　　2、 勻速球：勻速球一般分為兩種，一種是球型云臺內(nèi)置解碼板，而且該解碼板也許帶有預(yù)置位功能，不能旋轉(zhuǎn)360度。這種勻速球?qū)嶋H是球型云臺的的外置解碼器變成內(nèi)置一塊解碼板。另一種勻速球就是采用的上訴中速球中的帶減速比的步進電機作為云臺部分的勻速球，一般可以再加一個導電滑環(huán)可以實現(xiàn)360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)，這種勻速球因為電機本身的扭矩和參數(shù)限制，速度提不高，預(yù)置位不準，但是技術(shù)簡單，不需要多少軟件支持。

　　3、 球型云臺：球型云臺采用的電機完全跟高速球不一樣，采用的是直流電機，不需要程序，通過對電流的控制進行對電機的控制，即“通電即轉(zhuǎn)”的原理。直流電機制造簡單、使用面廣、成本低，但是壽命短、扭矩小(導致速度慢)、不容易控制(導致不平穩(wěn)，不能精確定位)。球型云臺一般需要配置解碼器，而解碼器的原理一般采用一組繼電器對電流脈沖進行控制，然后實現(xiàn)對直流電機的云臺進行控制，這種繼電器相對簡單、成本低、用量廣、但是控制電流遠遠不如芯片指令的控制，屬于一種很落后和簡單的技術(shù)。

　　4、 以上是從原理上講差別，在具體上，球型云臺和采用減速比的步進電機的中速球，一般是裝一體機整機，不涉及到攝像機與球機的通訊問題，而高速球采用的是攝像機機心，必須講攝像機的端口協(xié)議及功能寫入到高速球里，所以在選擇高速球時，一般配置的一體機是不能讓客戶自己安裝的。[nextpage]

　　高速球測試

　　測試高速球攝像機主要測試晰度和色彩還原性、照度、逆光補償，其次是測其攝像機失真、耗電量、最低工作電壓，下面先把清晰度和色彩還原性以及照度、逆光補償?shù)臏y量步驟先介紹一下。

　　1 .清晰度的測量：多個高速球攝像機進行測試時，應(yīng)使用相同鏡頭，(推薦使作定焦、二可變鏡頭)，以測試卡中心圓出現(xiàn)在監(jiān)視器屏幕的左右邊為準，清晰準確的數(shù)出已給的刻度線共 10 組垂直線和 10 組水平線。分別代表著垂直清晰度和水平清晰度，并相應(yīng)的一組已給出了線數(shù)。如垂直 350 線水平 800 線，此時最好用黑白監(jiān)視器。測試時可在遠景物聚焦，也可邊測邊聚焦。最好能兩者兼用，可看出此高速球攝像機的差異(對遠近會聚)。

　　2 .高速球攝像機彩色還原性的測試：測試此參數(shù)應(yīng)選好的彩色監(jiān)視器。首先遠距離觀察人物、服飾，看有無顏色失真，拿色彩鮮明的物體對比，看高速球攝像機反應(yīng)靈敏度，拿彩色畫冊放在高速球攝像機前，看畫面勾勒得清晰程度，過淡或過濃，再次應(yīng)對運動的彩色物體進行攝像，看有無彩色拖尾、延滯、模糊等。測試條件如此攝像最代照度在 50V 時應(yīng)在 50+10V 照度情況下測量，即每高速球攝像機最代照度基礎(chǔ)上加十伏，且光圈應(yīng)保持最接近狀態(tài)。

　　3 .照度：將高速球攝像機置于暗室，暗室前后為有源 220V 自熾燈，處設(shè)調(diào)壓器，以調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓高代來調(diào)節(jié)暗室內(nèi)燈的明暗，電壓可以從 0V 調(diào)到 250V 。室內(nèi)光照也可從最暗調(diào)至最明，測試時把高速球攝像機光圈均開至最大時記錄下一個最低照度值(把有源燈用調(diào)壓器調(diào)暗至看不清暗室內(nèi)置畫面)再把光圈打至最小再記錄下一個最低照度值，也可前后燈分別調(diào)壓明滅。

　　4 .高速球攝像機逆光補償：測試此參數(shù)有兩種方法：一種是在暗室內(nèi)，把高速球攝像機前側(cè)調(diào)壓燈打開，調(diào)至最亮時，然后在燈的下方放置一圖畫或文字，把高速球攝像機迎光攝像，看圖像和文字能否看清，畫面刺不刺眼，并調(diào)節(jié) AL 、 AX 拔檔開關(guān)，看有無變化，哪種效果最好。另一種是在陽光充足的情況下把攝像機向窗外照，此時看圖像和文字能否看清楚。

　　5 .高速球攝像機失真：看高速球攝像機失真把測試卡置于攝像機前端使整個球體出現(xiàn)在屏幕上，看圓球形有無橢圓，把攝像機前移，看圓中心有無放大，再遠距離測試邊、角、框有無弧形失真等。

　　編者按：

　　高速球不同的安裝位置選擇內(nèi)置的攝像機機心不一樣，安裝方式也不一樣。一般室內(nèi)的高速球采用純彩色的一體機，變焦范圍小一些，起始焦距小一些的，特別是具有廣角鏡頭的一體機，比如采用16倍LG，18倍sony的，22倍日立的，22倍世林的等。室內(nèi)球一般根據(jù)客戶現(xiàn)場情況，采用室內(nèi)壁裝懸掛，吊桿懸掛、室內(nèi)表面吸頂，嵌入式吸頂?shù)确绞?。室外的高速球一般采用彩色低照度或者彩轉(zhuǎn)黑的一體機，而且一般要采用質(zhì)量更好的一體機，比如采用LG22倍、27倍，世林22倍，sony18倍，sony26倍，日立23倍，國產(chǎn)品牌華視/HS等彩轉(zhuǎn)黑一體機機心。根據(jù)客戶的情況，選擇價位不同的一體機機心。

　　客戶購買的時候，要注意考慮主機的配套問題，詢問主機的控制協(xié)議，如果不匹配要準備協(xié)議轉(zhuǎn)換器。高速球最容易出現(xiàn)的損壞問題：客戶的接線不當、防水沒處理好導致進水，雷擊燒壞，球機本身的問題。