هل يمكن لسرعة التتبع مواكبة شخص سريع الجري (> 5 م/ث) أو مركبة بطيئة؟

لقد رأيت العديد من المشاريع تفشل لأن الكاميرا كانت بطيئة جدًا في الاستجابة. لا أريد أن يفلت هدف لمجرد أن PTZ تردد لثانية واحدة.

نعم. يمكن لـ PTZ صناعي جيد البناء مواكبة شخص سريع الجري فوق 5 م/ث ومركبة بطيئة. يقوم بذلك من خلال سرعة المحرك العالية، وعزم الدوران القوي، ومنطق التنبؤ، والتحكم الذكي في التقريب.

سرعة تتبع PTZ وتتبع الذكاء الاصطناعي

لقد عملت مع مشترين يهتمون بشيء واحد فوق كل شيء آخر: تتبع مستقر في الاستخدام الفعلي. لهذا السبب أركز على ما يمكن للكاميرا فعله عندما يركض شخص بقوة أو تتحرك مركبة وتغير سرعتها.

ما هو الحد الأقصى “درجة في الثانية” (DPS) الذي يمكن لـ PTZ الحفاظ عليه أثناء تتبع الذكاء الاصطناعي؟

لقد سمعت هذا السؤال مرات عديدة من مدمجي الأنظمة. يمكن للكاميرا أن تبدو جيدة في ورقة المواصفات، لكنني بحاجة إلى معرفة ما إذا كان بإمكانها بالفعل الدوران بسرعة كافية عندما يتحرك الهدف.

أثناء تتبع الذكاء الاصطناعي، يمكن لـ PTZ صناعي قوي عادةً الحفاظ على حوالي 240 درجة/ثانية إلى 300 درجة/ثانية في الحركة المحددة مسبقًا، بينما تعتمد سرعة التتبع في الاستخدام الفعلي للذكاء الاصطناعي على الحمل، ومستوى التقريب، وزاوية الهدف، ومنطق التحكم.

درجات PTZ في الثانية أثناء تتبع الذكاء الاصطناعي

لا أحكم على التتبع برقم سرعة واحد فقط. أنظر إلى السلسلة الكاملة. سرعة المحرك مهمة، ولكن عزم دوران المحرك¹ مهم أيضًا. تأخير التحكم مهم. مستوى تقريب العدسة مهم. حتى المسافة إلى الهدف تغير مدى سرعة دوران الكاميرا للحفاظ على الهدف في المنتصف. شخص يركض بالقرب من الكاميرا يخلق تغييرًا أسرع في الزاوية من شخص بعيد. مركبة بطيئة في موقف سيارات أسهل، لكنها لا تزال بحاجة إلى حركة سلسة وثابتة، وليس تأرجحًا حادًا وقبيحًا.

لماذا DPS ليست القصة بأكملها

أعتقد أن العديد من المشترين يرتكبون نفس الخطأ. يطلبون رقمًا كبيرًا، لكنهم لا يسألون كيف تم اختبار هذا الرقم. قد يصل PTZ إلى سرعة محددة مسبقًا عالية عند الانتقال من النقطة أ إلى النقطة ب. ولكن تتبع الذكاء الاصطناعي² مختلف. يجب على الكاميرا التحرك والتوقف والتعديل والتصحيح في نفس الوقت. هذا يتطلب وحدة تحكم جيدة ومحركًا ثابتًا.

العامل	لماذا هو مهم	وجهة نظري
سرعة المحرك	يساعد الكاميرا على الدوران بسرعة	مطلوب، ولكنه غير كافٍ
عزم دوران المحرك	يساعد الكاميرا على مقاومة الحمل	مهم جداً
زمن استجابة الذكاء الاصطناعي	يؤثر على سرعة استجابة التتبع	يجب أن يبقى منخفضًا
مستوى التقريب	يغير زاوية التتبع	التقريب الأعلى يتطلب مزيدًا من العناية
مسافة الهدف	يغير متطلبات السرعة الزاوية	الأهداف القريبة أصعب

أشرح هذا عادة لديفيد ميلر بطريقة بسيطة. إذا كان يشاهد عداءً على بعد 15 مترًا، فيجب أن تتحرك الكاميرا أسرع بكثير مما لو كان يشاهد نفس العداء على بعد 80 مترًا. تظل سرعة الهدف في العالم الحقيقي كما هي، لكن زاوية الكاميرا تتغير أكثر في المدى القصير. لهذا السبب أهتم بكل من الجانب الميكانيكي والجانب البرمجي. أهتم أيضًا باستقرار بث الفيديو، لأن الصورة السريعة ولكن المهتزة لا تزال صورة سيئة. في رأيي، أفضل PTZ ليست تلك التي تدور بسرعة فقط. إنها تلك التي تدور بسرعة، وتبقى سلسة، وتحافظ على الهدف في الإطار.

هل ستفقد الكاميرا المسار إذا تسارعت مركبة بسرعة داخل موقف السيارات؟

أعرف هذا الخوف جيدًا. يمكن للمركبة أن تبدو هادئة للحظة ثم تتسارع بسرعة. إذا استجابت الكاميرا متأخرة جدًا، فقد تفلت اللوحة أو السائق أو شكل المركبة من مجال الرؤية.

لا ينبغي لـ PTZ الجيد أن يفقد المسار لمجرد أن مركبة تتسارع بسرعة. يجب أن تستخدم التنبؤ بالحركة³, وتحديثات السرعة و منطق إعادة قفل الهدف⁴ لمتابعة التغيير دون كسر المسار.

تتبع المركبات بالذكاء الاصطناعي في مواقف السيارات

أقول دائمًا إن التسارع المفاجئ ليس العدو الرئيسي. التأخير هو العدو الرئيسي. عندما تغير مركبة سرعتها بسرعة في موقف سيارات، يجب على الذكاء الاصطناعي اكتشاف هذه الحركة الجديدة على الفور. ثم يجب على المتحكم دفع المحرك للحاق بها. إذا استجاب النظام فقط بعد أن ابتعدت المركبة بالفعل، فسوف ينحرف المسار. إذا توقع النظام الموضع التالي، يمكن للكاميرا البقاء على الهدف.

ماذا يحدث عندما تسرع مركبة

أقسم هذا إلى ثلاث خطوات.

الخطوة	ما تراه الكاميرا	ما يجب أن يفعله النظام
1	تتحرك المركبة ببطء	حافظ على مركزية الهدف
2	تبدأ المركبة في التسارع	زيادة استجابة التتبع
3	تنعطف المركبة أو تغادر بسرعة	توقع الموضع التالي واتبع

لقد وجدت أن مواقف السيارات هي مشهد اختبار جيد. غالبًا ما تتوقف السيارات وتبدأ وتنعطف وتعكس اتجاهها. هذا يعني أن الذكاء الاصطناعي يجب أن يفهم أكثر من مجرد الحركة المستقيمة البسيطة. يجب أن يفصل الهدف الحقيقي عن كائن الخلفية. يجب عليه أيضًا تجنب مطاردة الظلال أو سيارة متحركة أخرى. هذا هو المكان الذي يساعد فيه نموذج تتبع قوي. أريد أن يحافظ النظام على القفل حتى عندما تتغير السرعة. إذا حجبت المركبة جزءًا من الرؤية لفترة وجيزة، فيجب على الكاميرا الاستمرار في تخمين مسارها لفترة قصيرة. هذه الذاكرة القصيرة مفيدة جدًا في المشاريع الحقيقية.

بالنسبة لديفيد ميلر، هذا مهم لأن المسار المفقود يمكن أن يسبب مشكلة حقيقية في المشروع. يمكن أن يعني أدلة مفقودة، أو تغطية سيئة، أو عرضًا ضعيفًا أثناء اختبار القبول. لا أريد أن تصاب الكاميرا بالذعر عندما يتحرك الهدف بسرعة. أريدها أن تظل هادئة، وتصحح الزاوية، وتتعافى بسرعة إذا انزلق الهدف للحظة. لهذا السبب أقدر التعامل الجيد مع التسارع، وإعادة القفل السريعة، ومنطق الحركة النظيف.

كيف يساعد “منحنى التسارع” للمحرك في اللحاق بهدف سريع الحركة؟

أولي اهتمامًا وثيقًا لـ منحنى التسارع⁵ لأنه يتحكم في كيفية بدء حركة الكاميرا. يمكن للكاميرا التي تقفز بقوة شديدة أن تهتز. الكاميرا التي تبدأ بنعومة شديدة يمكن أن تتخلف عن الركب.

يساعد منحنى التسارع PTZ على التقاط هدف سريع عن طريق التحكم في مدى سرعة زيادة سرعة المحرك. إنه يقلل من الارتجاج⁶, ، ويحمي الآلية، ويتيح للكاميرا الوصول إلى سرعة التتبع بسلاسة وسرعة.

منحنى تسارع محرك PTZ

أحب أن أشرح منحنى التسارع على أنه “أسلوب تشغيل” الكاميرا. البعض يندفع بقوة شديدة من البداية ويتعب بسرعة. البعض يبدأ ببطء شديد ولا يلحق أبداً. كاميرا PTZ الجيدة تجد النقطة الوسطى. تبدأ بدفعة متحكم بها، ثم تزيد السرعة بسرعة، ثم تستقر في تتبع سلس. هذا أفضل بكثير من بداية قاسية.

لماذا التسارع السلس مهم

إذا جعلت المحرك عدوانيًا جدًا، يمكن أن تقفز الصورة. إذا جعلته ناعمًا جدًا، يمكن أن يفلت الهدف قبل أن تصل الكاميرا إلى الزاوية الصحيحة. لذلك أريد منحنى يتناسب مع حركة الهدف وحمل العدسة. هذا أكثر أهمية عندما يكون التقريب عاليًا، لأن خطأ زاوية صغير يصبح خطأ إطار كبير.

أسلوب التسارع	النتيجة	ملاحظتي
بطيء جداً	تأخر التتبع	سيء للعدائين
حاد جداً	اهتزاز الصورة	سيء للتحقق
منحنى متوازن	لحاق سلس	الأفضل للاستخدام الحقيقي

أنا أهتم أيضاً بـ احتياطي عزم الدوران⁷. يحتاج المحرك إلى قوة كافية لتحريك تجميع العدسة دون تأخير. في مشروع حقيقي، الرياح،, سحب الكابل⁸, ، والطقس البارد يمكن أن تجعل الحركة أصعب. يمنح منحنى التسارع الجيد الكاميرا فرصة أفضل للبقاء على الهدف في ظل هذه الظروف الحقيقية. غالبًا ما أخبر المشترين أن المنحنى ليس مجرد تفصيل ميكانيكي. إنه جزء من تجربة التتبع الكاملة. عندما يكون المنحنى صحيحًا، تشعر الكاميرا بالذكاء. لا تشعر بأنها متعجلة. لا تشعر بأنها ضعيفة. إنها تتبع فقط.

هل يتم تعديل سرعة التتبع ديناميكيًا بناءً على مسافة الهدف من العدسة؟

أعتقد أن هذه واحدة من أهم الأسئلة لعمل تتبع حقيقي. الكاميرا لا ترى العالم بنفس الطريقة على بعد 10 أمتار و 100 متر.

نعم. يجب تعديل سرعة التتبع ديناميكيًا بناءً على المسافة. الأهداف القريبة تحتاج إلى تغييرات زاوية أسرع، بينما الأهداف البعيدة تحتاج إلى تصحيحات أصغر وأكثر سلاسة.

تعديل مسافة تتبع PTZ الديناميكي

أستخدم المسافة كمدخل رئيسي لأنها تغير مهمة الكاميرا. شخص يركض بالقرب من العدسة يخلق حركة ضخمة في الإطار. يجب أن تدور PTZ بسرعة وتمنع الهدف من مغادرة الحافة. يمكن لهدف بعيد أن يتحرك بنفس السرعة الحقيقية، لكن إزاحة الإطار أبطأ. في هذه الحالة، لا ينبغي للكاميرا أن تتفاعل بشكل مفرط. إذا تفاعلت بشكل مفرط، يمكن أن تبدو الصورة متوترة وغير مستقرة.

كيف تغيرات المسافة تتحكم في السلوك

عادة ما أفكر في ثلاث مناطق مسافة.

منطقة المسافة	سلوك التتبع	ما أتوقعه
المدى القريب	تصحيح زاوية سريع	حاجة استجابة قوية
المدى المتوسط	تتبع متوازن	أفضل استخدام عام
المدى البعيد	تغييرات صغيرة وسلسة	الاستقرار أهم

هذا هو المكان الذي يحدث فيه البرنامج الذكي فرقًا كبيرًا. قد يستخدم نظام بسيط سرعة ثابتة لكل شيء. غالبًا ما يكون هذا سيئًا. يمكن أن يكون بطيئًا جدًا للعدّاء القريب وسريعًا جدًا للمركبة البعيدة. يقوم نظام أذكى بتعديل كسب التحكم، وسرعة المحرك، وأحيانًا حتى سلوك التقريب. يمكنه أيضًا استخدام حجم الهدف وحركة الهدف لتحسين النتيجة. أحب الأنظمة التي تتصرف بشكل مختلف في مشاهد مختلفة، لأن المشاهد الحقيقية ليست متماثلة أبدًا.

على سبيل المثال، في مزرعة، قد يكون الهدف بعيدًا في معظم الأوقات. في ساحة أو موقف سيارات، قد يتحرك الهدف بالقرب من الكاميرا بسرعة كبيرة. يجب أن تتعامل نفس PTZ مع كليهما. لهذا السبب أفضل منطق التتبع الديناميكي على المنطق الثابت. إنه يوفر جودة صورة أفضل، وقفل هدف أفضل، وحركات أقل عديمة الفائدة. بالنسبة للمشترين مثل David Miller، هذا يعني عددًا أقل من الإنذارات الكاذبة، وزيارات أقل للموقع، ووقتًا أقل لقضاءه في ضبط النظام يدويًا.

هل يمكن لتتبع الذكاء الاصطناعي التعامل مع الأشخاص والمركبات في نفس النظام؟

أسأل هذا لأن العديد من المشاريع تحتاج إلى كاميرا واحدة للقيام بالعديد من المهام. قد يكون في الموقع أشخاص يسيرون، وسيارات تدخل، ومركبات خدمة تدور في نفس الوقت.

نعم. يمكن لـ PTZ الذكاء الاصطناعي القوي التعامل مع كل من الأشخاص والمركبات إذا استخدم قواعد اكتشاف مختلفة، ومنطق تتبع جيد، وضبطًا مناسبًا للمشهد.

لا أريد كاميرا تعامل الشخص كشاحنة أو الشاحنة كشخص. أنماط الحركة مختلفة. يمكن للشخص التوقف بسرعة، وتغيير الاتجاه بسرعة، والجري في دفعات قصيرة. عادة ما يكون للمركبة جسم أكبر، ونطاق سرعة مختلف، ونصف قطر دوران أوسع. يجب أن يعرف الذكاء الاصطناعي ذلك. لا ينبغي أن يستخدم نفس الاستجابة لكل هدف.

لماذا نوع الهدف مهم

نوع الهدف	أسلوب الحركة	حاجة التتبع
شخص	تغييرات سريعة، جسم صغير	استجابة سريعة
مركبة	جسم مستقر، حركة أسرع	متابعة سلسة
مشهد مختلط	العديد من الكائنات في وقت واحد	ترشيح قوي

لقد رأيت مشاريع تتحسن كثيرًا عندما يستخدم النظام فئات أهداف منفصلة. يمكن للكاميرا متابعة شخص دون الانتقال إلى سيارة قريبة. يمكنها أيضًا الاستمرار في تتبع مركبة حتى لو عبر شخص المشهد. هذا النوع من الاستقرار مهم جدًا في وظائف الأمن. إنه يقلل من الإنذارات الكاذبة ويساعد المشغل على الوثوق بالنظام.

الخاتمة

أعتقد أن أفضل تتبع PTZ هو سريع وسلس وذكي. إنه يواكب الأشخاص والمركبات لأنه يستخدم السرعة وعزم الدوران والتنبؤ والتحكم المدرك للمسافة معًا.

---

1. يحدد عزم دوران المحرك مدى قدرة PTZ على مقاومة الحمل وتحريك مجموعة العدسة بسرعة. ︎↩︎ 2. يستخدم تتبع الذكاء الاصطناعي خوارزميات لمتابعة الأهداف المتحركة تلقائيًا، وهو أمر ضروري لكاميرات PTZ. ︎↩︎ 3. تقدر خوارزميات التنبؤ بالحركة الموضع التالي للهدف، مما يساعد PTZ على البقاء متتبعًا أثناء التسارع. ︎↩︎ 4. تسمح منطق إعادة قفل الهدف للكاميرا بإعادة اكتساب هدف بسرعة إذا غادر الإطار لفترة وجيزة. ︎↩︎ 5. يتحكم منحنى التسارع في مدى سرعة زيادة محرك PTZ، مما يؤثر على سلاسة وسرعة التتبع. ︎↩︎ 6. الاهتزاز هو معدل تغير التسارع؛ تقليل الاهتزاز يمنع اهتزاز الصورة أثناء بدء وإيقاف PTZ. ︎↩︎ 7. يضمن احتياطي عزم الدوران أن المحرك لديه طاقة كافية للتغلب على الأحمال البيئية مثل الرياح أو سحب الكابل. ︎↩︎ 8. يضيف سحب الكابل مقاومة لحركة PTZ، خاصة في الظروف العاصفة، مما يؤثر على أداء التتبع. ︎↩︎