智能球型攝像機(jī)是現(xiàn)代電視監(jiān)控發(fā)展的代表，她集成彩色一體化攝像機(jī)、云臺、解碼器、防護(hù)罩等多功能與一體，安裝方便、使用簡單但功能強(qiáng)大，廣泛應(yīng)用于開闊區(qū)域的監(jiān)控，不同的場合都可以使用。
所謂智能，筆者的理解在于其功能的突出表現(xiàn)，其代表為：預(yù)制點(diǎn)及連續(xù)旋轉(zhuǎn)功能。預(yù)制點(diǎn)是用戶可以對監(jiān)控畫面的場景提前進(jìn)行的編號，此編號就為預(yù)制點(diǎn)。無論畫面停留在任何地方，通過預(yù)制點(diǎn)的調(diào)用，場景會立即出現(xiàn)在監(jiān)視器（顯示器）上，而無須其他復(fù)雜的操作。連續(xù)旋轉(zhuǎn)是指云臺的轉(zhuǎn)動不再是從左到右或從右到左的旋轉(zhuǎn)，而是可以沿一個方向連續(xù)的旋轉(zhuǎn)，突破了云臺只能0-355度的旋轉(zhuǎn)范圍。
通常把內(nèi)置一體化攝像機(jī)（含變焦鏡頭）、云臺結(jié)構(gòu)、解碼器，采用球形護(hù)罩的一體化前端成像設(shè)備稱為一體化智能球型攝像機(jī)。它具有體積小、外形美觀、功能強(qiáng)大、安裝方便、使用簡單、維護(hù)容易等特點(diǎn)，又被人們通俗地叫為“快球”、“智能快球”或“球機(jī)”。
智能球型攝像機(jī)的分類
(1)以云臺的轉(zhuǎn)速為劃分依據(jù)：包括高速球（0-360/S）；中速球（0-60/S）和低速球（0-30/S）。
(2)以使用環(huán)境區(qū)分：室內(nèi)智能球型攝像機(jī)和室外智能球型攝像機(jī)，室外智能球包括防水裝置和恒溫裝置，多為雙層帶加熱和風(fēng)扇。
(3)以安裝方式劃分：吊裝（通過支架吊于屋頂及天花板）；側(cè)裝（通過支架固定在墻面或立桿）；嵌入（直接在天花板開孔，無支架）。
根據(jù)使用的一體化攝像機(jī)也可以進(jìn)行分類。
一般球機(jī)應(yīng)具有以下一些功能：
預(yù)置點(diǎn)或預(yù)置位
所謂預(yù)置功能是指智能快球能將當(dāng)前狀態(tài)下云臺的水平角度、傾斜角度和攝像機(jī)鏡頭焦距等相關(guān)參數(shù)儲存到存儲器中，需要時可以迅速調(diào)用這些參數(shù)并將云臺和攝像頭調(diào)整至該位置。
自動巡航
所謂自動巡航是指可通過預(yù)先編程，將某些預(yù)置點(diǎn)按要求的順序編排到自動巡航隊(duì)列中，只需一個外部命令就可讓球機(jī)自動地按設(shè)定的預(yù)置點(diǎn)順序以設(shè)定的時間間隔往復(fù)不停地運(yùn)動
球機(jī)的基本概念（3/6）
自動掃描
所謂自動掃描是指預(yù)先設(shè)定左限位和右限位，可以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)在左右限位之間以設(shè)定的速度水平自動來回掃描。
模式（PATTERN）或花樣掃描
所謂模式（PATTERN）功能是用戶啟動（PATTERN）錄制功能后，球機(jī)能夠連續(xù)記錄用戶在某一段時間內(nèi)對球機(jī)轉(zhuǎn)動及鏡頭操作的運(yùn)行軌跡，通過操作命令可以將錄下的操作過程自動循環(huán)的回放。業(yè)界也有把這稱為自學(xué)習(xí)或智能記憶等。
自動運(yùn)行（AUTOPARKING）
所謂自動運(yùn)行功能是使用者在一段時間（時間可自由設(shè)置）內(nèi)沒有操作時，智能球能自動回到使用者預(yù)先設(shè)置的某一個重要的預(yù)置位（即通常所說的看守位）或執(zhí)行某一預(yù)先設(shè)定的功能：自動掃描、花樣掃描或自動巡航等。
焦距控制
用戶可以通過控制鍵盤調(diào)整焦距的遠(yuǎn)近，得到所需的全景畫面，或是近景視圖。
聚焦控制
系統(tǒng)默認(rèn)自動聚焦。鏡頭變焦時，攝像機(jī)會以物景畫面的中心自動對焦，保持清晰圖像；在特殊情況下用戶可以手動聚焦，達(dá)到希望的圖像效果。
光圈控制
攝像機(jī)有自動背光補(bǔ)償功能。在強(qiáng)光背景下，自動對較黑暗的目標(biāo)進(jìn)行亮度補(bǔ)償。對光亮的背景進(jìn)行采光調(diào)整。避免因背景亮度過高而造成整個畫面一團(tuán)光亮，目標(biāo)卻因黑暗而不可辨別的情形，從而實(shí)現(xiàn)清晰視圖。
自動翻轉(zhuǎn)
操作者將智能快球的鏡頭鏡頭操作到底部（垂直）時,球機(jī)的鏡頭會自動翻轉(zhuǎn)180°，并隨即向上轉(zhuǎn)，可直接觀看到背面的景物，從而實(shí)現(xiàn)縱向180°的全程連續(xù)監(jiān)視。
焦距/速度自動匹配
操作者手動控制智能快球時，對焦距較長的情況，球機(jī)高速的反應(yīng)使得輕微觸動搖桿可能使畫面迅速移動，從而造成畫面丟失。基于人性化考慮，要求智能快球必須具有根據(jù)焦距的遠(yuǎn)近自動調(diào)整云臺水平和垂直轉(zhuǎn)速，使得監(jiān)控時手動跟蹤目標(biāo)操作更為簡便易行。
其他功能
區(qū)域顯示、隱私保護(hù)、白平衡控制、背光補(bǔ)償控制、彩色/黑白轉(zhuǎn)換控制。
球機(jī)有哪些核心部件？
一體化智能球形攝像機(jī)是一種涉及光學(xué)、機(jī)械、電子等領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品。由于目前國內(nèi)光電技術(shù)、微電機(jī)制造技術(shù)和生產(chǎn)工藝等方面的原因，一體化智能球機(jī)的三個主要部件（內(nèi)置變焦鏡頭的一體化攝像機(jī)、電刷、高性能電機(jī)）幾乎全部依賴進(jìn)口。
一體化攝像機(jī)
一體化智能球形攝像機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備，成像是否清晰、聚焦是否準(zhǔn)確迅速是個極其關(guān)鍵性指標(biāo)，而這又取決于產(chǎn)品所選用的*一個關(guān)鍵部件——一體化攝像機(jī)。
目前全世界范圍內(nèi)球機(jī)生產(chǎn)廠家比較認(rèn)可的一體化攝像機(jī)品牌是：日立（HITACHI）、索尼（SONY）、三洋（SANYO）。這些一級品牌的一體化攝像機(jī)，以色彩正、聚焦靈敏、質(zhì)量穩(wěn)定、使用壽命長（100萬次以上）而著稱，顯示分辨率在470線左右，是球機(jī)市場大多數(shù)知名品牌廠家的*。
次一級的一體化攝像機(jī)品牌以韓國為主：三星（SAMSUNG）、喜恩碧、LG等。相對于一級品牌的一體化攝像機(jī)而言，這些攝像機(jī)基本存在一定的色偏（或者偏紅，或者偏藍(lán)），聚焦速度也要比前者慢上20～50%左右，但質(zhì)量穩(wěn)定，顯示分辨率也是470線左右，是韓國球機(jī)廠家的主要選擇，也是國內(nèi)一般球機(jī)廠家或仿冒國外品牌球機(jī)廠家的選擇。
一體化攝像機(jī)的倍數(shù)概念
市場上有些廠家利用攝像機(jī)變焦倍數(shù)這個概念，誤導(dǎo)用戶的選擇。他們向用戶介紹球機(jī)性能時，只講攝像機(jī)是多少倍，似乎倍數(shù)越大越好，而不說清楚是多少倍光學(xué)變焦與多少倍數(shù)字變焦的乘積。在實(shí)際圖像監(jiān)控系統(tǒng)中，真正起作用的是光學(xué)變焦的倍數(shù)。由于目前一體化攝像機(jī)的有效像素為440K左右，電子變焦若超過2倍，幾乎不具備什么使用價值，其強(qiáng)烈的馬賽克效果使實(shí)際監(jiān)控圖像根本無法觀看。
球機(jī)結(jié)構(gòu)和核心部件
一般說來，光學(xué)鏡頭焦距越長變焦倍數(shù)越大，該攝像機(jī)所能監(jiān)視并看清的目標(biāo)也就越遠(yuǎn)。然而，由于一體化攝像機(jī)變焦鏡頭組受當(dāng)前國際技術(shù)水平的限制，變焦鏡頭組的遠(yuǎn)焦一直在90mm這個難關(guān)左右徘徊。一般16倍光學(xué)變焦的焦距范圍是：4—64mm，18倍光學(xué)變焦的焦距范圍是：3.1—73.8mm，22倍光學(xué)變焦的焦距范圍是：4—88mm或3.6—79.2mm，而23倍是3.6—82.8mm，25倍是2.5—62.5mm，27倍是3.25—87.75mm，從以上數(shù)據(jù)不難看出22倍光學(xué)變焦鏡頭組的遠(yuǎn)焦88mm是看得*遠(yuǎn)的，這也是目前市場比較流行22倍光學(xué)變焦一體化智能球機(jī)的原因之一。用戶在選擇鏡頭變焦倍數(shù)時應(yīng)該要求廠家提供具體的鏡頭近焦、遠(yuǎn)焦參數(shù)而不應(yīng)片面聽信其廣告上的倍數(shù)宣傳。同樣是22倍光學(xué)變焦，以日立HITACHI的一體化攝像機(jī)為*好，它和韓國產(chǎn)的一體化攝像機(jī)不僅存在品質(zhì)上的差異，也存在很大的價格差異。日立HITACHI的一體化攝像機(jī)價格幾乎是韓國的二倍。
電刷
一體化球形攝像機(jī)的第二個關(guān)鍵部件就是電刷。它是一體化智能球機(jī)在進(jìn)行360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)的同時準(zhǔn)確無誤地傳遞視頻信號、控制信號的保證。從穩(wěn)定性和可靠性而言，以美國的品牌為*好，其電刷內(nèi)部采用金質(zhì)結(jié)構(gòu)，能確保一千萬次以上的壽命。而國內(nèi)某些球機(jī)廠家自行研發(fā)的電刷，因?yàn)闊o法很好地解決散熱問題（利用黃油來散熱，一旦黃油耗損完畢，散熱不勻?qū)��?dǎo)致電刷損壞）以及耐磨損問題（受原材料成本和工藝限制，沒有使用金質(zhì)材料，易導(dǎo)致信號傳遞的可靠性沒有保證），一般壽命只有幾十萬次，這和一千萬次相比是完全不同數(shù)量級的概念。
電機(jī)
一體化球形攝像機(jī)的第三個關(guān)鍵部件是電機(jī)及其相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)。這是驅(qū)動一體化智能球機(jī)云臺進(jìn)行水平和垂直運(yùn)動的動力源泉，球機(jī)設(shè)計的難點(diǎn)也在此。目前業(yè)界流行使用的電機(jī)有2大系列：直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。
直流電機(jī)
從控制的角度來說，直流電機(jī)在球機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，電機(jī)線圈中幾乎沒有任何工作電流。直流電機(jī)的這種特性，導(dǎo)致直流電機(jī)幾乎沒有什么熱損耗，壽命相對較長，一般有10年以上的壽命；若要控制直流電機(jī)驅(qū)動云臺轉(zhuǎn)動，則既要計算球機(jī)從當(dāng)前位置啟動的加速度，也要考慮球機(jī)將要停在下一個位置的減速度，此外還考慮電機(jī)的輸出力矩，以保證球機(jī)的平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，對控制器的設(shè)計要求極高。目前世界上只有寥寥幾家生產(chǎn)商掌握該技術(shù)，深圳市艾立克電子有限公司是其中之一。
步進(jìn)電機(jī)
步進(jìn)電機(jī)工作原理決定了它使用脈沖計數(shù)的方式進(jìn)行驅(qū)動，屬于離散控制系統(tǒng)。若要控制球機(jī)從當(dāng)前位置旋轉(zhuǎn)到下一位置，在勻速控制方式下，只需計算出兩個位置之間的步數(shù)差即可。相對而言，控制比較簡單。目前比較廣泛使用的1.8度或0.9度機(jī)械步距角的電機(jī)，只要設(shè)計好步距角微分電路（比如16微分、32微分、64微分或128微分），就可進(jìn)行精確角度控制。對于機(jī)械步距角相同的步進(jìn)電機(jī)，微分步數(shù)越高，控制精度就越高，微分電路的設(shè)計難度也就越大。但是必須注意一點(diǎn)：由于步進(jìn)電機(jī)采用微分脈沖技術(shù)控制旋轉(zhuǎn)角度和速度，即使球機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，為了保持電機(jī)的當(dāng)前位置，電機(jī)中必須時刻保留一定的工作電流。因此，步進(jìn)電機(jī)云臺存在很大的熱耗，電機(jī)的壽命自然受到影響。一般說來，步進(jìn)電機(jī)球機(jī)壽命僅有3—5年左右。目前比較通用的散熱方法是在球罩內(nèi)增加風(fēng)扇，以便在球罩內(nèi)形成良好的空氣循環(huán)散熱系統(tǒng)。這種方式雖然在一定程度上有助于改善步進(jìn)電機(jī)散熱，但是一旦風(fēng)扇出現(xiàn)故障，由于球罩采用密封結(jié)構(gòu)設(shè)計，會出現(xiàn)因局部過熱導(dǎo)致球機(jī)損壞。使用PELCO球機(jī)的用戶可能對此深有體會。
球機(jī)的未來發(fā)展趨勢
在整個監(jiān)控行業(yè)往數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的大趨勢下，一體化智能快球也不例外，就目前球機(jī)業(yè)界的情況來看，有以下幾個趨勢：
1）支持網(wǎng)絡(luò)傳輸和網(wǎng)絡(luò)控制的網(wǎng)絡(luò)快球（IP快球）
2）直接支持雙絞線傳輸或光纖傳輸，更適合未來智能建筑和ITS智能交通的應(yīng)用
3）在功能上更加智能化和人性化，如增加面部圖像識別和自動跟蹤，可應(yīng)用于在公眾場合監(jiān)控和追捕逃犯；如增加語音自動定位，可應(yīng)用于視頻會議系統(tǒng)
4）在外觀設(shè)計上，隨著集成度的提高，小型化和多樣化外觀造型設(shè)計，使得球機(jī)安裝會更方便，和使用環(huán)境配合得也會更具隱蔽性
采購時要注意的問題
首先，在指標(biāo)方面，一體化攝像機(jī)一般采用1/4″CCD,近端焦距在3-4mm，遠(yuǎn)端焦距在90mm左右,雖然倍數(shù)大(目前,大部分產(chǎn)品都在22倍以上),可觀察的距離未必像想象的那么遠(yuǎn),并不像普通1/3″11-110mm的十倍鏡頭,說是十倍，可看遠(yuǎn)景物體，效果和27倍的一體化攝像機(jī)差不多，所以，采購時要注意。另外，由于相配套的鏡頭采用1/4″規(guī)格，故通光量會較小，靈敏度會降低，這個也要考慮。
功能方面，主要考慮下面幾點(diǎn)：是否有日夜轉(zhuǎn)換，是否有感應(yīng)紅外；工作電壓是多少，功率是多少，這和解碼器有關(guān)，不能大意；是否有真正的背光補(bǔ)償，這個問題聽起來很可笑，其實(shí)，確實(shí)有的廠家不知出于什么考慮，其背光補(bǔ)償就是簡單加大圖像亮度，結(jié)果是90%的情況下還不如不打開背光補(bǔ)償功能，這只能通過測試發(fā)現(xiàn)，說明書可不會告訴你，再有，有的一體化攝像機(jī)在下午4、5點(diǎn)的時候會出現(xiàn)嚴(yán)重的色偏，可能是由于濾光片或鏡頭處理不善的緣故，這也要通過測試才能發(fā)現(xiàn)。
由于一體化攝像機(jī)大量應(yīng)用在勻速球上，所以其接口方式十分重要。有的一體化攝像機(jī)采用單一的插拔借口，接口連線又粗硬，結(jié)果攝像機(jī)在球內(nèi)轉(zhuǎn)動時，不斷出現(xiàn)電源掉電或控制失控故障，而且這類故障很難解決。因此，宜采用壓接方式的接口較妥。當(dāng)然在一般的防護(hù)罩中使用時，由于攝像機(jī)相對防護(hù)罩是固定的，故不存在上訴問題。
再有，大部分一體化攝像機(jī)帶有攝像機(jī)通訊接口，有485的也有232的，由于這些接口大多是同鏡頭控制端復(fù)用的，因此，你要確定如何實(shí)現(xiàn)端口功能轉(zhuǎn)換，因?yàn)橛械囊惑w化攝像機(jī)的控制端轉(zhuǎn)換是采用控制鏡頭的時間來實(shí)現(xiàn)的，如果安裝了這類攝像機(jī)，就要對使用者說明這一點(diǎn)，否則，一旦控制時間過長，就會跳出菜單，給使用者帶來迷惑。
要注意視頻制式問題。也許是一體化攝像機(jī)機(jī)芯貨源不穩(wěn)緣故，各別廠家提供的一體化攝像機(jī)會出現(xiàn)NTSC制的，這種問題往往還不易發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槟壳暗谋O(jiān)視器都是多制式兼容，PAL制和NTSC制的圖像在上面都顯示得不錯，但這種攝像機(jī)一旦接到硬盤錄像機(jī)或視頻服務(wù)器上，問題就來了，如果硬盤錄像機(jī)或視頻服務(wù)器有“確定的”制式設(shè)置功能還行，否則就只好看到怪怪的圖像了。