Videoüberwachung
Planung einer Videoanlage
Jedes Videoüberwachungssystem besteht aus einer oder mehreren Kameras und einem oder mehreren Bildschirmen (Monitoren). Dazwischen werden Recorder und Signalbearbeitungsgeräte eingesetzt.
1. Zuerst sollte der Zweck der Anlage definiert werden.
Hierzu müssen folgende Fragen gestellt werden:
• Will der Anwender nur Live-Bilder sehen, z.B. zur Beobachtung von
Eingängen oder Räumlichkeiten, von einer entfernten Stelle?
• Sollen die Bilder nur gespeichert werden? Die gespeicherten Bilder können im Bedarfsfall wiedergegeben werden, eine Live-Überwachung ist also nicht erforderlich.
• Ist eine Live-Überwachung sowie auch die Speicherung der Videobilder erforderlich?
• Was möchte der Anwender auf dem Bildschirm sehen? Welche räumlichen Bereiche in welchem Detail? Ist die Erkennung von Personen oder Fahrzeugen erforderlich?
• Möchte der Anwender die Live- bzw. gespeicherten Videobilder auch von außerhalb des Objektes betrachten?
• Wünscht sich der Anwender eine sofortige Benachrichtigung bei bestimmten Aktivitäten in den zu überwachenden Bereichen?
• Wie sind die Sicherheitsanforderungen?
• Wie hoch ist das Budget?
2. Der zweite Schritt ist die Entscheidung wie die Videobilder übertragen werden sollen.
Die fünf verschiedenen Übertragungsarten sind nachfolgend beschrieben.
Diese sind auch teilweise miteinander kombinierbar.
Bei der Auswahl der Übertragungsart muss folgendes berücksichtigt werden:
• Der vorher definierte Zweck der Anlage
• Besteht eine vorhandene Verkabelung und von welcher Art ist diese?
• Können neue Kabel verlegt werden?
3. Der letzte Schritt betrifft die Auswahl der Komponenten:
• Auswahl der Art und Anzahl der Kameras
• Auswahl der Speichermedien
• Auswahl des Bildschirms/Monitor
1. Analoges System
Das verbreiteste und kostengünstigste System verwendet ein PALStandard Videosignal.
Die Übertragung kann über Koaxial-Kabel oder CAT 5-Kabel erfolgen
oder auch über Funk.
Sind ausschließlich Live-Bilder von Interesse, ist eine Kamera/Monitor-
Kombination ausreichend. Wenn 2 bis 4 Kameras im System gebunden sind, dann wird ein Umschalter oder Quadprozessor zur Sequenz- bzw. Quad darstellung alle Kameras auf dem Bildschirm zeigen.
Zur kostengünstigen Bildspeicherung von 1 (oder max. 2) Kamera, jedoch nur im Alarmfall (bei Bewegung im Bild) kann ein digitaler Videospeicher ausreichend sein.
Der digitale Videorecorder (DVR) bildet den Kern der meisten Systeme.
Dieses Gerät ist nicht auschließlich wegen der Recorderfunktion interessant.
• Er bearbeitet die Kamerabilder auf einem in Quadranten geteilten Bildschirm (Teilung für bis zu 16 Kameras).
• Einige Modelle haben eine Fernbedienungsfunktion. Diese erhöht die
Sicherheit und erleichtert die Verkabelung. Der DVR kann z.B. im Technikraum installiert werden, die Bedienung kann bei dem Bildschirm
im Empfangsbereich erfolgen.
• Alle DVR’s haben eine Ethernet-Schnittstelle zum Computer-Netzwerk.
Vorhandene PC’s können zur Bedienung verwendet werden und zur
Dar stellung der Videobilder. Ist das Computer-Netzwerk mit entsprechdem Router ausgestattet, dann ist auch ein Fernzugriff vom Internet aus möglich.
• Alle DVR’s haben Alarm Ein- und Ausgänge
• Alle DVR’s haben eine RS485 BUSSteuerung für Schwenk/Neige/Zoom
Kameras Videoüberwachungsmonitore sind als Röhren- oder Flachbildschirme erhältlich.
Im Gegensatz zu PC-Monitoren haben Videomonitore einen oder mehrere Eingänge für PAL-Videosignale.
Sollte ein PC-Monitor eingesetzt werden dann ist ein Video-VGA-Signalumsetzer notwendig. Die Umsetzung führt zu einer Verringerung der Bildqualität.
Bei der Auswahl der Bildschirmgröße soll der Betrachtungsabstand berücksichtigt werden. Wird ein Monitor z.B. neben einer Türsprechanlage montiert ist ein kleinerer Bildschirm zu empfehlen.
2. Powerline DVR
Der Powerline-DVR bietet eine sehr einfache und bequeme Lösung für die lokale Aufnahme von einzelnen Kameras.
Der kompakte und robuste Recorder wird in Nähe der Kamera angebracht, für die Verkabelung genügt eine 230 V Netzsteckdose. Der Zugriff auf Live oder gespeicherte Bilder erfolgt von einem
PC oder Laptop, der an eine andere Steckdose im Objekt über einen Powerline-Adapter angeschlossen ist. Die Übertragung erfolgt über das Powerline IP-Protokoll. Sind unterschiedliche Strom phasen im Objekt, so können handelsübliche Phasenkoppler eingesetzt
werden. Da jeder PL-DVR eine eigene IP-Adresse besitzt, können unterschiedlich viele Kameras vom PC aus verwaltet werden.
3. IP-Netzwerkkameras
Netzwerkkameras sind ideal einsetzbar in Objekten, in denen eine vorhandene Computernetzwerk-Verkabelung besteht.
Sie können über LAN oder WLAN mit allen PC’s im Netzwerk oder ggf. im Internet verbunden werden. Bei allen Netzwerkkameras liegt eine DVRSoftware bei. Hiermit können auf einem vorhandenen PC im Netzwerk Videobilder automatisch aufgenommen werden.
Ein Netzwerk-DVR bietet eine professionelle und sichere Alternative für die Aufnahme, verwendet weniger Bandbreite und ermöglicht vollen Zugang vom Internet aus.
Netzwerkkameras sind in verschiedenen Bauformen erhältlich. Analoge Kameras können jedoch auch im Netzwerk über Videoserver angebunden werden.
Weitere Vorteile der Netzwerkkameras (je nach Modell) sind die Steuerbarkeit (Schwenk/Neige/Zoom), die Audiosowie Steuersignal-Übertragung in beide Richtungen und die Stromversorgung
über Netzwerkkabel (PoE). Die Auflösung der Netzwerkkameras wird nicht vom PAL-System begrenzt, Kameras im Megapixelbereich sind einsetzbar.
Je nach Anforderung kann der Einsatz von Netzwerkkameras eine erhebliche Belastung der Bandbreite im Computernetzwerk bilden – diese muss geprüft und optimiert werden.
4. GSM-Übertragung über Mobilfunknetz
Zur Überwachung von fernabgelegenen Objekten ohne Internetanschluss ist die Übertragung über GSM ideal.
Im Alarm-/Ereignisfall werden Videobilder als MMS an das Handy zugeschickt (und hier gespeichert) oder als E-Mail gesendet. Über die Video-on-Demand Funktion können Live-Video bilder (mit Zeitverzögerung) auf dem
Handy angefordert werden.
Das GSM-Video-Alarmsystem funktioniert
eigenständig mit analogen Video -kameras. Es kann auch mit einem DVR und/oder Alarmanlage im Objekt kombiniert werden.
5. Funk-Videoüberwachung
Videosignale können im 2,4 GHz Funkbereich im analogen oder digitalen
Format übertragen werden. Das Videokabel wird durch eine Funk -
strecke zwischen einem Sender und einem Empfänger ersetzt. Der Sender kann direkt im Kameragehäuse bzw. der Empfänger direkt im Monitor eingebaut werden. Funkübertragung wird eingesetzt, wenn
eine Verkabelung nicht möglich oder ein hoher Grad an Mobilität er forderlich ist. Diese Technik ist durch die Reichweite begrenzt, insbesondere durch Wände, Decken und andere Gegenstände, sowie
durch die Störanfälligkeit im 2,4 GHz Funkbereich.
Auswahl einer Überwachungskamera
Um die richtige Kamera für einen Einsatz zu
bestimmen, müssen nachfolgende Anforderungen
berücksichtigt werden. Diese Regeln gelten für
analoge sowie für Netzwerk-Kameras.
1. Anwendungsbereich
Wird die Kamera im Innen- oder Außenbereich montiert? Im
Innenbereich dürfen alle Kameras verwendet werden (auch die,
die als „Außenkameras“ bezeichnet
werden). Im Außenbereich sollten
entweder vorgegebene Außenkameras verwendet werden oder
Wechselobjektiv- bzw. Zoomkameras, die in ein Schutzgehäuse
eingebaut werden. Die Kameras haben einen Betriebstemperatur bereich
zwischen -10° und +50° C.
2. Anbringung
Was für eine Bauform soll die Kamera haben? Folgende Fragen
müssen gestellt werden:
• Soll die Kamera eher unauffällig oder versteckt
angebracht werden? Soll sie eine größere Bauform
haben und daher abschreckend wirken?
• Soll die Kamera an der Decke oder an der Wand montiert
werden?
• Gibt es besondere Anforderungen zum Schutz vor Vandalismus?
3. Überwachungsbereich: Objektivwahl
Eine der wichtigsten Auswahlkriterien ist die Brennweite des Objektives
im Verhältnis zur Platzierung der Kamera.
Hierbei wird der Er fassungswinkel und daher der Bildaus schnitt am
Überwachungsbildschirm bestimmt.
Der Anwendungszweck der Überwachung muss überlegt
werden. Soll ein möglichst weiter Bereich mit einer Kamera
überwacht werden oder ein kleiner Bereich im Detail?
Dies kann durch die Entfernung zwischen Kamera und Objekt oder durch
den Erfassungswinkel des Kameraobjektives geregelt werden.
Die Objektivwahl ist immer ein Kompromiss zwischen Blickwinkel und
Detailauflösung.
Ein Weitwinkelobjektiv hat einen größeren
Erfassungsbereich, es sind jedoch weniger Bilddetails erkennbar.
Ein Teleobjektiv zeigt mehr Details, hat dafür aber einen
kleineren Erfassungsbereich.
Vario-Objektive haben eine manuell einstellbare Brennweite und Focus.
Hierdurch kann der Erfassungswinkel vor Ort am Objekt bei der
Installation ausgewählt werden. Kameras mit Motor
zoom-Objektiv lassen den Erfassungswinkel vom Anwender steuern.
Die Kameras sind mit verschiedenen Objektivfassungen lieferbar:
• Fix-Objektive sind im Werk eingestellt und nicht
auswechselbar.
• Micro-Objektive sind im Werk focusiert und sind austauschbar.
• C-Mount Objektive sind austauschbar und fokusierbar. C-Mount
Objektive können auch auf einem CSGewinde mittels eines
C-Mount-
Adapterring montiert werden (dieser wird bei CS-Mount-Kameras
mitgeliefert).
• CS-Mount-Objektive sind austauschbar können aber
ausschließlich
auf Kameras mit CS-Gewinde montiert werden. Die CS-Mount
Objektive sind auch mit spannungsgesteuerter (DC) Blende
erhältlich.
Die gesteuerte Objektivblende ist bei wechselnden
Lichtverhältnissen,
Deckenmontage: z.B. im Außen bereich, zu empfehlen.
4. Steuerung
Um eine größere Fläche auch detailliert
überwachen zu können, gibt es verschiedene
Möglichkeiten:
• Viele Kameras einsetzen
Vorteil: Bilder aller Kameras können gleichzeitig aufgenommen
werden
Nachteil: Aufwendige Installation
• Steuerbare Kamera(s) einsetzen
Vorteil: Mit einer Schwenk/Neige/
Zoom (PTZ) Kamera kann ein Wachmann von einem Steuerpult geziehlt
Geschehnisse detailliert verfolgen
Nachteil: Wachpersonal wird benötigt
• Steuerbare Kamera mit Pre-Set
Position einsetzen
Vorteil: Wachpersonal nicht erforderlich
Nachteil: Zu einem bestimmen Zeitpunkt ist die Kamera in einer
bestimmten Position.
Andere Bereiche bleiben unbewacht. Die Steuerung erfolt über
ein 2-adriges BUS Kabel von einem Steuerpult oder DVR aus. Bei
Netzwerkkameras erfolgt die Steuerung vom PC aus über das
vorhandene Netzwerkkabel.
5. Auflösung
Wie detailiert ein Bild auf dem Bildschirm erscheint, ist ein Faktor
der Auflösung (aus wievielen Bildpunkten [Pixeln] bzw.
TV-Linien das Bild besteht).
Die Kamerasensoren haben unterschiedliche Auflösungen. Bei
Farbkameras beträgt die Stan dard auflösung ca. 330,
die
Hochauflösung 460 bis 540 TV-Linien.
Bei schwarz/weiß Kameras sind mehr Details zu erkennen: die
Standardauflösung liegt bei 380, die Hochauflösung
bei 570 bis 600 TV-Linien.
Diese Angaben gelten für analoge Kameras, die
Auflösung ist hier durch das PAL-System begrenzt. Bei
Netzwerkkameras mit digitalem Sensor und Auswertetechnik ist eine
höhere Auflösung im Megapixelbereich möglich.
Zu beachten ist die nachträgliche Bearbeitung des
Videosignals: der digitale Prozessor eines DVR’s kann auch
zur Verringerung der Auf lösung führen.
6. Lichtverhältisse
Kamerasensoren reagieren auf den Licht einfall durch das Objektiv. Das
zu überwachende Objekt muss entsprechend beleuchtet werden.
Genau wie das menschliche Auge kann der Kamerasensor bei 100 %
Dunkelheit nichts erkennen.
Bei Tageslicht oder bei guter Ausleuchtung durch Halogenstrahler
liefern alle Kameras ein gutes Bild. Wie das Bild bei schlechten
Lichtverhältnissen aussieht, ist abhängig von der
Lichtempfindlichkeit des Sensors. Diese wird in Lux bei den Technischen
Daten angegeben.
Ist die Luxzahl niedrig, so liefert die Kamera ein besseres Bild bei
schlechten Lichtverhältnissen.
Generell sind schwarz/weiß Sensoren lichtempfindlicher als
Farbsensoren.
Dafür verzichtet man jedoch auf die Farbinformation die zur
Identifikation hilfreich sein kann.
Die Empfindlichkeit eines Kamerasensors unterscheidet sich vom
menschlichen Auge in soweit, als Licht im
Infrarot-Wellenlängebereich erfasst wird. Strahlt man also den
Überwachungsbereich mit Infrarotlicht an, wird das
reflektierende Licht erfasst, allerdings nur in Monofarben
(schwarz/weiß, Graustufen). Das Infrarotlicht wird
nachts automatisch über einen Dämmerungsschalter
aktiviert.
Einige Kameras haben integrierte Infrarot LED’s zur
Ausleuchtung. Diese bieten eine sehr komfortable Lösung der
Tag und Nacht-Überwachung. Die Weite der Ausleuchtung ist von
der Anzahl der LED’s und deren Wellenlänge
abhängig. Um die Farbechtheit zu
gewährleisten, wird bei Farbkameras ein Infrarotfilter
zwischen Objektiv und Sensor eingebaut. Eine Standard Farbkamera ist
daher nicht für den Einsatz mit Infrarotausleuchtung geeignet.
Infrarotempfindlich sind:
• schwarz/weiß Kameras
• Farbkameras mit digitaler Umschaltung auf
schwarz/weiß. Diese weisen allerdings kleine Kompromisse bei
der Farbechtheit aus.
• Farbkameras mit Tag/Nacht-Umschaltung auf
schwarz/weiß-Betrieb mit mechanischem Austausch der
Infrarotfilter
• Kameras mit einem Farbsensor für Tag und einem
schwarz/weiß-Sensor für Nacht. Die Sensoren werden
automatisch
gewechselt.
Quelle INDEXA
