Возможности применения ip видеокамер на практических занятиях по металлообработке

Материал из Saratov FIO Wiki
Перейти к: навигация, поиск

Вятчанин А.С. ГОУ НПО «Машиностроительный лицей №8», г. Ижевск

Степень овладения профессиональными навыками во многом зависит от наглядной демонстрации приемов работы. Преподавание мастера производственного обучения на практических занятиях с группой – это всегда совмещение работы с каждым отдельным учеником и со всей группой. В мастерской около металлообрабатывающего станка или верстака достаточно проблематично разместить всю учебную группу так, чтобы всем были хорошо видны демонстрируемые мастером приемы работы и слышны его разъяснения.

Задача обучения группы может быть решена по-разному. Современные информационные, мультимедиа и сетевые технологии позволяют реализовать отдельные подходы к решению проблемы группового обучения на практических занятиях. Рассмотрим их поподробнее. Электронные учебные пособия в текстовом или гипертекстовом формате с графическими иллюстрациями не достаточно информатичны и сложны для восприятия. Их применение целесообразно на уроках теоретического обучения. Использование видеосъемки и нелинейного видеомонтажа с аудиокомментариями намного более наглядно, однако такой подход является достаточно общим.

Использование видеофильмов требует значительной предварительной подготовки, а именно видеосъемок, записи аудиокомментариев, видеомонтажа. Всегда возникает необходимость какие-то моменты уточнить, пояснить подробнее, показать медленнее, с других ракурсов. Заранее предусмотреть все такие моменты невозможно. Есть и еще один вариант решения для группового обучения – прямая трансляция. Этот метод демонстрации приемов работы хорош своей наглядность. Для его реализации необходима видеокамера и средство видеоотображения, такое как телевизор, плазменная панель или проектор. Для прямой трансляции может быть использованы любительские цифровые видеокамеры или документ-камеры.

Несомненно, использование прямой трансляции достаточно наглядно может передать рабочую зону инструмента, действия мастера по управлению металлообрабатывающим оборудованием, процесс замены металлорежущего инструмента, проведение контроля и измерений. Однако в такой системе нет интерактивности. Для реализации интерактивного режима необходимо дополнительно смонтировать двухсторонний аудиоканал, а это опять дополнительные расходы и усложнение системы. Такую систему целесообразно оптимизировать, т.е. совместить видеоканал с двусторонним аудиоканалом. Именно такой вариант системы предлагается к применению на практических занятиях по металлообработке. Идея передачи разнородных медиапотоков не нова. Современные сетевые технологии обладают большим количеством ее аппаратно-программных реализаций. В данном случае предлагается использовать IP камеры видеонаблюдения, в частности D-Link DCS-3220, имеющее максимальное разрешение 720 х 480 до 10 кадров/с или 352 x 240 до 30 кадров/с и двусторонний аудиоканал. Разрешение VHS формата NTSC не самое высокое, есть модели камер и с большим разрешением, однако в наличии были только камеры этой модели и опытно-конструкторские работы были выполнены с их применением.

Для комплексного решения задачи можно применять несколько камер, например 4шт. Расположить их под разными ракурсами к рабочей зоне. Подключение камер выполняется UTP патч-кордом к любому ближайшему коммутирующему устройству локальной сети. Здесь же в мастерской или учебном классе оборудуется демонстрационное место. В его состав входят компьютер, LCD телевизор или проектор с экраном, аудиосистема (колонки и микрофон).

Видеосигналы с видеокамер обрабатываются программой D-link VedeoCam v2.0. (более новые версии программы не поддерживают камеру DCS-3220). Программа предусматривает различные варианты отображения видеосигналов на экране, например, с одной камеры на весь экран или с четырех одновременно на весь экран или изображение с одной камеры крупнее, с других мельче и др. Просмотр изображения сразу с нескольких камер позволяет более детально продемонстрировать приемы работы. Одновременно с демонстрацией можно вести также и запись передаваемого камерами изображения в формате MPEG 4. В Дальнейшем на основе этих записей с применением видео монтажа можно создавать учебные фильмы. Подключение еще одного устройства отображения (кроме монитора компьютера) возможно, если видеокарта имеет два видеовыхода или через сплитер (разветвитель).

Передача звука, как и видеосигнала, осуществляется через локальную сеть. Встроенный микрофон на видеокамере позволяет передать комментарии мастера при демонстрации приемов работы, они могут быть озвучены с помощью аудиосистемы (колонок) на любом компьютере, подключенном через локальную сеть к IP видеокамере. Вопросы мастеру могут быть заданы с помощью микрофона, подключенного к демонстрационному компьютеру. Вопрос, переданный через локальную сеть воспроизводится динамиком видеокамеры, кроме того на видеокамере есть звуковой выход для усилителя, например активных колонок.

Таким образом, получилась достаточно компактная система, комплексно решающая проблему наглядной интерактивной демонстрации приемов работы в металлообработке. Использование локальной сети и компьютера позволяет вести просмотр в любом помещении, куда заведена сеть, демонстрировать, там, где есть проекционное оборудование, вести запись, а после - создавать электронные учебные фильмы. В перспективе могут быть задействованы датчики движения камер, а также камеры с управляемым трансфокатором и углом поворота. Кроме того такая система может быть смонтирована без привлечения специализированных проектных, монтажных или оутсорсинговых компаний. Система достаточно гибкая и легко модернизируемая, удачный пример соотношения функциональности и стоимости.