高速球的高速发展及应用

发布时间：2016-10-23 09:07:01

高速球自出现之日起就迅速占领了视频监控系统的高端市场，尤其在普通芝麻开门交易无法实现的领域发挥着巨大的作用。随着科技的快速发展和市场需求的推动，高速球的技术含量越来越高，照度越来越低，变焦倍数越来越大，附加的智能选项越来越多，而且指标不断的提高，诸如：高分辩率支持、低照度支持、隐私区遮蔽数量、电子图像自动翻转、可录制巡视路线数量、宏指令支持、操作密码保护、报警输入输出支持、大数量预置位支持等等。无论是在市场占有率的扩大，还是技术领域的创新，高速球市场正以它高速度的步伐快速发展着。

    近期，一些监控企业陆续推出了高速球的新产品，一些外企在广州安防展上也宣布大举进军安防高端市场，推出智能高速球新产品。近两年，公安部在全国推行科技强警示范城市建设和“3111”平安城市建设工程，给监控企业带来了巨大商机。在“平安城市”的建设中，高速球机以具有快速旋转、预置位、巡视轨迹、坐标功能、自动归位功能、长焦限速功能、夜视功能、外型美观、与环境融合好等显著的特点，正成为平安城市监控工程的新宠，主要应用于机场、道路监控、大型公共场所、电厂、轨道交通等重要场所；由于这些场所现场复杂，目标捕捉比较困难，高速球机可以及时、迅速、高效的对目标进行锁定，并进行抓拍。

    高速球是芝麻开门交易的一个类别，根据自动化发展的需要，集成并拓展了镜头、云台、普通芝麻开门交易等功能的一体化芝麻开门交易，因为其外形类似球形，而且早期产品转动的速度比较快，所以称之为高速球机。

    高速球型芝麻开门交易一词是从国外HIGH SPEED DOME 翻译过来的，有人把它叫做快球，还有人称它为一体化球型芝麻开门交易，业界上对高速球的定义还没有作出特别清晰的界限，对高速与中速球、匀速球、恒速球等概念也没有明确的分辨。虽然如此，业内人士普遍认同，快球是高速球的简称，高速球与中速球一样，都是可以变速控制，但中速球的转速在60°/S-120°/S，高速球的转速在120°/S 以上，而匀速球可以理解为恒速球或慢速球，它不可以变速控制，只能以恒速控制，转速在15°/S 以下。

    由于高速球的高集成度，注定了它高端芝麻开门交易的身份。近几年，随着国内厂商逐渐掌握高速球的核心技术，自主研发的高速球以其更高的性价比优势成为了市场上的一股强势力量，随着价格的不断下调，人们越来越多的开始接受这款高端芝麻开门交易。在更多的途径和场合得到了应用，室内应用如视频会议、智能大厦监控、银行保安、远程教学、商场、机场、车站等室内监控场合，室外应用如道路、广场、小区、校园、地铁等，可以说，现在高速球已经延伸到了人们生活中的每个角落，真正的成为了城市的“第三只眼睛”。
 在刚刚掀起的平安城市监控热潮中，高速球可谓风头强劲。在全国第一批科技强警示范城市建设中，很多城市的平安监控项目的前端监控设备都首选高速球。随着高速球应用氛围的不断浓厚和第二批科技强警示范城市建设的开始，公安部“3111”工程的实施，甚至有人预测，随着平安城市建设的不断深入、高速球产品技术的不断成熟发展、产品功能的不断强化和人们对高速球认识的深入，高速球将牢牢占据监控前端市场的主要位置。

    高速球作为更智能化的前端监控设备，伴随着“平安城市”的建设，已被广泛地应用到更多的场所，同时，随着高速球自身技术的不断发展和完善，将会有更多智能化的特点得到开发和应用，以适应不同场所的实际需求，如大型文博单位对于报警级别的要求；室外大型广场对于旋转速度、监控范围的要求；重要的厂房、出入口对于预置位精度的要求等。在“平安城市”建设这个大的应用平台上，高速球定将会发挥更加重要的作用。

    随着高速球产品所具有的监控范围大、反应速度快等优势的不断体现，以及产品性能的不断稳定。越来越多的行业选择高速球作为监控的前端设备。这样就催生了许多特殊应用的高速球类别。比如应用于水下的潜水型高速球、应用于监狱的防暴力高速球、应用于煤矿和面粉加工厂的防尘爆高速球、应用于海上的防盐雾高速球等等，都是高速球在不同邻域特殊应用的体现。

    网络高速球：许多城市和地区正在或准备建立大型视频监控系统，芝麻开门交易的数量大，监视的范围广，许多大型的网络运营商进入安防行业，利用网络来传输视频信号是一种性价比适合高的选择，因此网络高速球是以后摄像视频发展的必然产品。

    自动识别智能球：一个大系统可以得到大量的图象，如果还是用人观察来提取有价值的信息，效果很差，除了效率低之外，图象信息的利用也不充分，采用自动的分析图象，发现有用的信息并立即处理，通过对移动目标的识别，自动控制芝麻开门交易来跟踪目标的移动，监视目标的整个移动过程也是智能监控发展的方向之一。这是智能化的基本出发点和初期的主要市场。

    市场需求

    机遇与挑战总并存 竞争愈演愈烈

    数年前，高速球市场主要是由国际品牌统领天下。如今，国内高速球的技术、品质已经成熟，且在价位上，不管是国内还是进口的，都在逐年调整，进口高速球从当年的约5-6万元，降到目前的1-2万左右，国产高速球从低端到高端配置的价格范围约是3000-10000元不等。

    现在在各种场所都可以看到高速球的身影，如城市监控、体育场馆、港口、地铁、校园、环保、大厦、宾馆等等。这些领域的应用都在一定程度上增加高速球的市场量。就近年来说，国家“平安城市”的建设是使得高速球市场异常活跃的一个适合重要因素，因为在户外城市监控工程中，一体化芝麻开门交易和高速球型芝麻开门交易是其主角，尤其是在城市交通中，高速球是被广泛提倡使用的前端设备，这就成为高速球市场强大的推动力。机遇与挑战总是并存的，有市场存在处，就会更多的竞争者在那里挤身。在各种安防展会上就可以明显感觉到，已经有越来越多的竞争者要加入这场市场争夺战之中。

    根据相关研究单位提供的数据可知：目前安防市场需求主要是以闭路监控设备需求为主，它占安防市场份额的60.8%，其中芝麻开门交易产品占据25%的市场份额。在2010年全国整个智能球产品销售额在100个亿左右。

    从未来的需求上，首先，针对某些行业的特殊需求定制化的产品会日益受到关注，如大型卖场的使用，石化钢铁企业的特殊场所的使用等等；其次，网络高速球的需求会慢慢增加；第三，关于高速球的兼容性是个老问题了，提高使用的兼容性可以大大提高高速球的市场占有率。

    高速球市场需求的发展，市场需求的增多以及成本的下降以及国内介入生产企业的增多，国内高速球市场步硬盘录像机及芝麻开门交易市场之后开始进入激烈的市场竞争时代。

    然而激烈的市场竞争的同时也伴随着无序的竞争。对分析当前我国的安防企业，有一部分坐享其成，自己不开发，当竞争者推出什么新产品时，就马上跟上，推出一模一样的产品或者稍做改动，依赖其低成本的优势，抢占市场份额。这一类的企业也许短期内能够获得暂时的成功，但就长期而言却毫无优势可言。还有一部分企业以追求眼前利益为目的，当市场上什么产品比较好销，就马上出击，以其低质量、低价格的产品冲击市场，甚至以进口走私产品和假冒伪劣产品窃取市场，这种企业对其他企业甚至整个安防行业都造成了困扰，市场的无序竞争往往来自这些企业，这种鱼龙混杂的企业更加没有任何优势可言，生命力极弱。特别是在中国安防行业日渐走上正规化轨道的今天，这些的企业更加没有生命力。

    显而易见，以上两种类型的企业都不能得到长期有效的发展，只有坚持自主研发，坚持创新，依靠核心技术参与市场竞争，也许这类企业短期内未必真的能扩大市场份额，但却可以凭着雄厚的实力，过硬的产品质量，优良的服务优势，赢得大多数经营商和客户的信赖，并与之建立起长期稳定的合作关系。

    技术特性

    小小集成系统 高科技技术产物

    目前智能化在高速球上的应用也日益广泛。例如：一些高速球拥有的随时检测球机内部温度和湿度、自动启动内部加热和降温设备、智能监控风扇转动状态、智能识别系统协议等功能。甚至一些高速球还可以按照设定，自动跟踪监控区域内的移动目标、判断监控区域内目标的行为状态、自动识别人的面孔、自动统计监控区域内人流量等强大的功能（此些功能主要体现在国外品牌的高端产品上）。

    球机本身已经是一个小的集成系统，除了常规的摄像部件外，还具有传动控制部件、数字处理部件、安装部件和电源等等。摄像部件完成的是普通芝麻开门交易实现的功能，摄取图像，由芝麻开门交易镜头组成。大多数厂家的一体化球芯主要来自SONY，HITACHI，其图像的画质，色彩的还原能力都很好，Panasonic和Samsung则使用自己的CCD生产一体机，现阶段的高速球变焦范围比较过去有了很大的提高，主要衡量指标为光学变焦倍数和数字变焦倍数。光学变焦是通过焦距的改变获得不同的取景范围，是使用全部的CCD面积成像，能保证图像质量；而数字变焦是在不改变镜头焦距的情况下，取CCD部分面积上的感光单元成像，类似于电脑的框取放大功能，是以牺牲CCD的分辨率来实现的，业内通常是以光学变焦的倍数作为高速球的比较指标。

    传动控制部件包括：解码器、步进电机、传动齿轮或皮带，云台部件。这部分的性能主要由机械设备的性能所决定，老式采用齿轮或皮带作为传动机构的机型，往往会因为齿轮或皮带出现问题而影响整个快球系统的可靠性和定位的精度和速度，现在大多数厂家使用步进电机直接驱动云台，高级的高精密度的步进电机可以保证在适合高放大率时提供高达±0.1度定位精度的变速控制。在切换速度上，可以提供预置位切换300度/秒的高速，快速跟踪能力很强，画面跳转时无脱尾。数字处理部件则根据球机的不同使用特色而具有的内置智能模块，如提供视频联动、轨迹跟踪、传输方式转换作用的处理部件，如：双绞线传输模块、视频压缩模块、光纤传输模块、网络传输模块等。

　2003年，国内高速球厂商解决了步进电机的细分控制技术，带来了技术上的提升，降低了高速球机生产的研发、生产技术难度和成本，国内市场上开始大量推出步进电机。应用步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术，其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，同时提高电机的运转精度。电机的精度还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其他因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大；细分数越大精度越难控制。

　　早期步进电机运动方向和步数的控制是通过单片机进行的。以51系列的单片机为主。单片机对步进电机的控制细分适合多只能做到16步细分，其主要优势在于控制而不善高速运转。但随着高速球更多功能的应用，单片机已经不能满足要求。相比单片机，DSP的细分能力更强，可以做到64步细分，甚至256个微步，从而解决高速球机的电机噪音，预置速度、运行不稳、图像抖动、更易实现智能化的问题。这一技术难题的攻破对国内步进电机高速球的生产起到了巨大的推动作用，高速DSP芯片的应用给高速球带来的作用已经越来越受到国内安防厂商的重视。高速球的重要核心是高速智能和定位准确，通过高速在第一时间捕捉到视频图像，所以速度和准确性是产品研发的永恒目标。目前的DSP技术在图像识别、图像比对方面有着巨大的升级空间。

　　另外 ，目前高速球还有部分功能无法满足：例如快速自动跟踪多个目标功能、夜视方面都无法满足。球机在前端实现自动跟踪功能在治安监控中可能只是一个卖点，实用价值目前还没有体现。真正的跟踪是要通过后端来实现的。现在很多厂商都在尝试。如果在机场，误差率会比较小一点，但在室外环境下，环境变化太大，误差率是比较高的。一般情况下是采集图像之后在后端利用软件进行行为分析，这种方式会比在前端直接分析更有效果。现在人面识别技术发展比较快，如果能够将人面识别技术应用到球机的自动追踪系统中，应该能够实现追踪功能。

　　竞争力

　　同国外产品差距缩小 需提升品牌效益

　　未来高速球在内部球机的技术上还需要有大幅的提高。至于功能性而言，大部分还取决于芝麻开门交易的发展。对于国外高速球与国内同类产品适合主要的差距或者说优势，全红分析到，国内的高速球发展很快，即出现了很多仿进口品牌的产品，也涌现了许多自有专利的高新产品，一般兼容性都很好。但国外产品确实有它的一些优势，比如说，产品系列比较齐全，安装附件齐全、做工比较精细。这里讲的做工主要决定于国内现有的集成电路和机械模具等工艺上的差距。另外她还留意查看了几款国外品牌的机型，细致到小小的继电器、滑动环、连接插口，都是精工细作，系出名门，体现在实际的使用上，可以得到更可靠、更稳定的使用。要想产品做精做细，在同类产品中具有竞争力，国内的产品厂商对此细节上的差距是否注意到了？而浙江大华的李小村认为，随着中国科技的飞速发展、国内企业对高速球研发的大力投入，我国的高速球技术与国外品牌高速球技术的距离越来越接近，有些功能甚至超过国外产品。高速球市场也由原来的国外产品独占到现在国外品牌基本退出中底端市场。但是现阶段国外高速球在安防行业仍然占有一席之地，特别在视频监控的高端市场，国外品牌的高速球受到甲方和工程商的热情追捧，主要的原因在于国内高速球品牌建立的无奈及厂家对质量控制的倦怠；当然消费市场的未完全成熟也是原因之一。

　　国外高速球刚刚进入中国市场的时候，问题也很多，但是经过长时间的优化与改进，高速球产品已经非常稳定，而且由于国外品牌的高速球一直保持较高的利润，使得他们在器件的选择与品质的控制方面都有比较大的空间，器件的稳定是高速球产品高品质的保障。随之而形成一个良性循环。

　　而中国球机厂家由于市场竞争的白热化，使得价格竞争成为适合大的法宝，然而价格竞争使得利润的减少，利润难以保证企业生存与发展，只能依靠降低成本，降低成本往往以牺牲品质作为代价。当然也有很多中国企业家意识到这一点，他们在品质保证方面下了苦功，功能方面与国外品牌不相上下，甚至某些国外品牌的高速球就是这些厂家所生产的，但是由于品牌效应及国内的消费观念，使得高速球产品同质不同价现象也逐渐增多，这就是品牌的作用。

　　前景展望

　　迈入新阶段 技术高端化发展

　　伴随着整个监控行业朝着数字化、网络化发展的进程，作为较常用的监视前端设备，高速球在产品的开发上也迈入了一个新的阶段，功能的多样性、网络传输和智能操作可以说是当前快球产品开发的主要趋势。

　　从技术发展的角度，如下几个方面会是高速球的发展方向：基于通讯技术，数字化和网络化是高速球未来几年适合大的动能，D1格式、全实时、变码流、UDP支持，如果能够解决数字视频编码方式的兼容性问题，前景将无比广阔；基于摄像技术，更高分辩率、更低照度、支持更高宽动态范围的高速球会出现；基于数字视频处理技术，高速球可附带各种独立芯片实现某种特殊功能（如智能识别、跟踪等）。

　　随着电子技术的高速发展，电信与网通等大型运营商的加盟，以及视频处理、压缩算法的质的飞跃，使得高速球技术的发展步伐越来越快，在短短几年里，高速球已经从单纯的模拟图像的摄取发展到现在的网络化、智能化产品，如智能跟踪球、网络球等。我国现在的网络化应用还只是初级阶段，但是在国际市场，已经相当成熟。尽管智能化如在图像分析处理技术在高速球产品中还只能做一些简单的应用，但也给我们指明一个方向：图像行为判断、图像智能识别使得高速球在智能化方向走得更远。

　　高速球在特殊监控行业的发展也得到长足的发展，应用于特殊行业的的防爆、防震、防腐蚀球机逐渐得到众多厂家的青睐。等到智能识别技术发展到一定的程度，将会出现高速球全国联网定位监控模式，该模式将借助精密的GPS全球定位系统，高速球的行为识别技术、高速球的网络视频联网传输技术，做到自动监控所有需要监控的地点；自动识别监控范围内的行为并做出相应处理；全国性大行动也将通过该模式得以千里之外看到所有想看到的周边场景。如通过GPS定位自动聚焦到报警点、通过智能行为+识别直接判断行为犯规点、犯罪现场等等并做出相应处理。市场决定技术，技术影响市场，由于现在的监控模式需要太多的人力投入，释放人力是市场需求，而高速球的联网定位监控模式将会使得监控人员工作量减至适合少，使得高速球的优点发挥到极致。

　　我国有世界上适合庞大的安防产品市场，这是行业适合大的优势。可以说这既是机遇也是挑战，我国的安防企业要能够战胜挑战，抓住机遇，把中国建设成为真正的安防产品的“世界工厂”而努力。

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