Как определить угол обзора камеры?

Содержание

Угол обзора камеры видеонаблюдения — таблица расчетов от фокусного расстояния в 180 градусов

Как определить угол обзора камеры?

камера – механическое устройство, состоящее из корпуса, объектива и электронного преобразователя оптического изображения в электронный вид сигналов:

  1. Корпус – основной силовой элемент, предназначенный для крепления различных частей одного изделия.
  2. Объектив – оптический элемент, состоящий из одной или нескольких линз с различными диоптриями. Отвечает за создание мнимого или действительного изображения в увеличенном или уменьшенном виде.
  3. Электронный преобразователь, или, другими словами, ПЗС-матрица – интегральная микросхема, состоящая из фотодиодов, преобразующих световой сигнал (изображение) в набор электрических сигналов, с целью дальнейшей передачи их на приёмник (монитор).

Основные характеристики

В любом оптико-механическом устройстве, в том числе и в камере наблюдения, есть ряд важных характеристик, по которым определяется эффективность их работы:

  • фокус и светочувствительность объектива;
  • разрешающая способность;
  • формат ПЗС-матрицы;
  • возможность цифровой обработки сигнала;
  • угол обзора видеокамеры;

Все эти характеристики тесно взаимосвязаны между собой и определяют, собственно мощность оптического инструмента.

Рассмотрим одним из важнейших показателей – угол обзора видеокамеры. Чтобы было понятнее, что это такое, можно провести аналогию с человеческим оптическим инструментом, глазом – это угол зрения, охват максимально видимого пространства.

Угол обзора

Угол обзора, характеризует видимый обхват наблюдаемого пространства. Напрямую зависит от фокусного расстояния объектива и размера ПЗС-матрицы. Так, при одинаковых объективах, угол обзора будет больше у видеокамеры с большей матрицей.

Угол обзора – важный параметр для камеры наблюдения. Чем он больше, тем шире зона наблюдения. Отсюда следует, что при большем охвате наблюдения одной камерой, меньше их понадобится, чтобы контролировать определённую площадь. Для определения количества приборов наблюдения необходимо рассчитать угол обзора.

Расчёт

Схема расчета фокуса

Расчёт можно производить несколькими методиками.

Угол обзора напрямую зависит от фокусного расстояния. Отсюда следует, что рассчитав последнее, посредством вышеприведённой таблицы 1, можно определить искомый угол.

Формула расчёта выглядит так: f = r*A/L, где:

  1. f – фокусное расстояние объектива.
  2. r – метрическое расстояние до объекта, измеряемое в метрах.
  3. A – размер в миллиметрах одной из сторон матрицы; принимается та, которая определяет плоскость наблюдения: вертикальная или горизонтальная зона наблюдения.
  4. L – размеры объекта в метрах; принимаются в соответствии с размерной стороной матрицы: по вертикали или горизонтали.

Таким образом, будет рассчитан тот угол наблюдения, при котором объект будет занимать почти весь экран монитора. Принимая во внимание важность объекта и целесообразность наблюдения территории находящейся вокруг него, определяется в % та часть экрана, которою может занимать охраняемый предмет.

При этом окончательная формула принимает вид: f = r*A/(100*L/h), где:

  • h – полный размер объекта на экране, выраженный в процентах;

Расчёты вручную по такой методике достаточно трудоёмкое занятие, поэтому были разработаны соответствующие программы для компьютерных вычислений.

Пример расчёта:

Объект наблюдения – въездные ворота на территорию предприятия. Задача, стоящая перед службой наблюдения – фиксировать марки и номерные знаки въезжающих и выезжающих автомобилей.

Исходные данные для расчёта:

  • r = 10 метров, – расстояние от объектива до границы ворот;
  • h = 5%, – размер объекта на мониторе по горизонтали;
  • A = 8,46 мм (1/3”), – размер матрицы;
  • L = 0,52 метра, – размер номерного знака;

Тогда фокусное расстояние объектива составит: f = 10*8,46/(100*0,52/5) = 10,429 мм.

Сверившись с таблицей, видим, что угол зрения камеры составит около 27 градусов.

Угол обзора, можно определить более коротким путём, но надо учесть, что недорогие объективы страдают оптическими искажениями, особенно сильна сферическая аберрация.

Формула расчёта: a = 2arctg(b/2f), где:

  • a – угол обзора видеокамеры, в метрических градусах;
  • тригонометрическая функция (арктангенс);
  • b – размер матрицы в миллиметрах по одной из сторон;
  • f – эффективное фокусное расстояние объектива в миллиметрах;

Пример расчёта:

Современные короткофокусные объективы позволяют достигать угла обзора свыше 180 градусов (дверные глазки), но здесь возникает другая проблема. Линейные очертания объектов сильно искажаются сферической аберрацией – изображение принимает изогнутую форму. Отсюда следует вывод: чем больше фокусное расстояние, тем чётче виден объект, но под меньшим углом наблюдения.

Чёткость изображения

Чёткость изображения, или разрешение камер наблюдения – это способность устройства уверено фиксировать минимальные размеры объекта наблюдения на определённом расстоянии до камеры.

Разрешение, и соответственно, чёткость изображения зависят:

  • от качества объектива и его фокусного расстояния;
  • от технических характеристик ПЗС-матрицы (количество и качество пикселей);
  • от расстояния: «объектив – наблюдаемый объект»;

Если используется визуальное приёмное устройство (монитор), то добавляются:

  • качество преобразования сигнала в приёмном устройстве (видеорегистраторе);
  • технические характеристики воспроизводящего прибора (монитора);

Для разных камер, – аналоговых и по IT-технологиям (цифровые) чёткость определяется по своим характеристикам.

Аналоговые видеокамеры

Разрешение телевизионных линий

Для данного типа камер применяется показатель ТВЛ – телевизионные линии. Показывает, какое количество чередующихся чёрно-белых линий размещается на мерном участке в вертикальной или горизонтальной плоскостях.

Аналоговые камеры, по степени разрешения, подразделяются на приборы:

  • со средним качеством изображения: около 500 пикселей, – соответствует 380…420 ТВЛ;
  • высокая степень разрешения: свыше 750 пикселей, – больше 1000 ТВЛ, соответственно;

В цифровых, IP-камерах, показатель чёткости определяется пикселями, точнее, числом, получаемым от перемножения количества пикселей по вертикали и горизонтали, соответственно. В сопроводительных инструкциях указывается это число, выраженное в мегапикселях.

Многим знакома эта характеристика – так характеризуются свойства видеокамеры в мобильном телефоне.

Расстояние до объекта

Фокусное расстояние до объекта

На рис.1 (в начале статьи) показано, что объекты «1» и «2», находящиеся под одним и тем же углом обзора, на матрице отображаются одинаково, количество задействованных пикселей на восприятие обоих объектов, равно. Иными словами, количество информации приходит разное, но ближе расположенный объект, обладает меньшим объёмом данных – его детализация получается чётче, мелкие детали не «смазываются», не сливаются друг с другом.

Для того чтобы увеличить разрешение, детализацию объекта, необходимо приблизить объект «2» к объективу. Осуществляется это изменением фокусного расстояния, то есть, камера «наезжает» на объект. Но это применимо только для видеокамер, имеющих объективы с изменяемым фокусным расстоянием («плавающий» объектив).

Возможно оснащение приёмного устройства специальным программным обеспечением, позволяющим обрабатывать полученный цифровой сигнал, с целью увеличения детализации наблюдаемого объекта. Но это повлечёт к значительному удорожанию системы видеонаблюдения.

Примеры зависимости чёткости картинки от фокусного расстояния объектива, угла обзора и расстояния до объекта приведены в таблице:

Фокусное расстояние объектива, мм Горизонтальный угол обзора для матрицы = 1/3”, линейные градусы Возможность обнаружения человека, метры (данные ориентировочные) Возможность идентификации человека, метры(данные ориентировочные) Возможность определения номера автомобиля, метры(данные ориентировочные)
2,8 86 19 1,4
3,6 72 25 1,8
4,0 67 28 2 5
8,0 36 56 4 5
12,0 25 84 6 8
25,0 12 175 12,5 16
50,0 6 350 25 33
80,0 3,3 560 40 53
120,0 2,1 840 60 80

Примечание: человек с нормальным зрением охватывает около 34…38 градусов в горизонтальной плоскости. Это соответствует примерно 6,9 мм среднего фокусного расстояния с матрицей = 1/3”. Камеры с объективами менее 7 мм (короткофокусные) будут оптически удалять объект; при объективах свыше 7 мм (средне- и длиннофокусные) происходит визуальное приближение объекта.

Читайте также  Как настроить качество веб камеры на компьютере?

При расчётах дистанций, за основу принимаются европейские нормы:

  • 20 пикселей/метр – норма для разрешения при обнаружении объекта в поле обзора;
  • 100 пикселей/метр – показатель, применяемый при распознавании объекта;
  • 250 пикселей/метр – разрешение при идентификации;

В тексте приведены определяющие факторы, отвечающие за угол обзора видеокамеры.

Но в процессе эксплуатации возникают такие факторы, влияющие на показатели прибора:

  • нарушение работоспособности объектива, в случае изготовления оптической составляющей из полимерного материала (помутнение объектива);
  • некачественное закрепление корпуса к опорной конструкции (дрожание от порывов ветра или других воздействий);
  • утрата своих свойств смазочной составляющей в конструкции видеокамеры (сложность перемещения самой камеры или объектива);
  • электронные помехи, влияющие на передаваемый сигнал, а также другие различные факторы;

Кроме теоретических расчётов по углу обзора, важными факторами являются:

  • точка установки, должна обеспечить максимальный обзор в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
  • защищенность от воздействия климатических или каких-либо механических воздействий;
  • доступность, при совершении профилактических работ по поднастройке видеокамеры и профилактическому обслуживанию;

Каждый объект требует индивидуального подхода при определении угла обзора, чёткости картинки на мониторе. Всё это определяется при постановке задач по определению параметров наблюдаемой территории и рассчитывается специалистами.

0,00, (оценок: 0) Загрузка…

Источник: https://hqsignal.ru/camera/dom/ugol-obzora.html

Какой выбрать объектив для камеры видеонаблюдения

Как определить угол обзора камеры?

На эффективность системы видеонаблюдения влияют все компоненты без исключения, даже те, которые на первый взгляд кажутся незначительными. Речь пойдет об объективе видеокамеры. Именно от этого элемента во многом зависит четкость и качество картинки. Даже самая дорогая аппаратура с плохим объективом не справится с поставленной задачей, деньги будут потрачены зря. Внимательно изучите характеристики устройств, чтобы сделать правильный выбор.

Размер матрицы

К видеокамере с конкретной матрицей подбирают определенный объектив. Характеристика влияет на фактический размер картинки и указывается в дюймах. Объективы подбирают для камеры с такими же или меньшими параметрами, если подойдет крепление. Например, модель с размером матрицы 2/3 подходит для видеокамер 2/3, 1/3.

Фокусное расстояние

Характеристика измеряется в миллиметрах и показывает расстояние от матрицы камеры до объектива. Фокусное расстояние напрямую связано с углом обзора, то есть с площадью участка, который будет виден в кадре. Чем меньше миллиметров указано в параметрах модели, тем шире будет угол, и наоборот, большое фокусное расстояние означает охват небольшой территории.

Например, для видеонаблюдения на автомобильных парковках, в скверах, на площадях используют оборудование с фокусным расстоянием от 2 до 6 мм. Для систем, требующих детального изображения отдельных объектов, подходят устройства от 6 до 12 мм. Их используют на камерах, установленных в операционных залах банков, над кассами в магазинах и т. д.

Точнее определить характеристику можно по удаленности объекта наблюдения. Для этого существуют две формулы:

  • F = v*S/V, где F – фокусное расстояние, S – расстояние до предмета, V – вертикальный размер предмета, v – вертикальный размер матрицы;
  • F = h*S/H, где h – горизонтальный размер матрицы, H – ширина предмета.

Соответствие дюймов и фактических размеров матрицы можно взять из таблицы.

Формат 1” ½” 1/3” ¼”
Высота, мм 9,6 4,8 3,6 2,4
Ширина, мм 12,8 6,4 4,8 3,2

Например, необходимо установить видеонаблюдение за крыльцом здания шириной 10 м. камеру с матрицей 1/3 дюйма монтируют на расстоянии 20 м. Получаем фокусное расстояние: F = 4,8 х 20/10 = 9,6 мм. Необходимо выбирать ближайшее значение фокусного расстояния в большую сторону. При этом важно, чтобы угол обзора был максимально широким, иначе в кадре кроме основного объекта не будет видно ничего вокруг.

Ниже в таблице представлены ориентировочные данные для выбора устройства. Они могут варьироваться в большую или меньшую сторону у разных производителей.

Фокусное расстояние, мм Угол обзора Дистанция распознавания, м
По вертикали По горизонтали
2,8 90 120 2
3,5 63 79 3,4
4,0 48 65 3,8
5,5 40 55 6
6,0 32 42 6
8,0 24 32 8
12,0 17 22 12
25,0 8 11 25
50,0 4 5,5 50

Наглядно оценить качество картинки от камер с разными характеристиками поможет таблица с примерами кадров.

Угол обзора

Как уже было сказано выше, угол обзора определяет площадь участка, который сможет охватить видеокамера. Широкоугольные объективы позволяют наблюдать за крупными объектами с меньшей детализацией. Узкоугольные модели помогут разглядеть отдельные элементы в кадре, но зона охвата будет небольшой. Они хорошо подходят для установки над кассовыми аппаратами, банкоматами и т. д.

Несколько точных рекомендаций:

  • Узкоугольные устройства, от 3 до 30 градусов, выбирают для наблюдения в коридорах, вдоль ограждений, на лестницах, около стен зданий.
  • Оборудование со средним углом обзора от 30 до 70 градусов подходит для наблюдения за участками средней площади, например за офисами, кабинетами, небольшими парковками.
  • Широкоугольные модели до 95 градусов отлично характеризуются в наблюдении за входными группами, большими площадками.

Взаимосвязь всех основных характеристик (фокусное расстояние, угол обзора, размер матрицы) представлена в таблице.

Фокусное расстояние матрицы 1/3″ матрицы 1/4“
Угол обзора по Угол обзора по Угол обзора по Угол обзора по
горизонтали вертикали горизонтали вертикали
2.8 мм 82 65 65 52
2.9 мм 80 63 63 50
3 мм 77 62 62 48
3.5 мм 69 55 55 42
3.6 мм 67 53 53 41
3.7 мм 66 52 52 40
3.8 мм 65 51 51 38
4 мм 62 48 48 37
4.2 мм 60 46 46 36
4.4 ММ 57 45 45 34
4.5 ММ 56 44 44 33
5 мм 51 40 39 30
6 мм 43 33 33 25
7 мм 38 29 29 22
8 мм 34 25 25 19
8.8 мм 31 23 23 17.5
10 мм 27 20 20.5 15.4
12 мм 22.6 17 17 12.8
15 мм 18.2 13.7 13.7 10.3
16 мм 17.1 12.8 12.8 9.6
25 мм 8 11 7.3 5.5
50 мм 4 5.5 2.7 2.8

Монофокальный, или фиксированный

Для фиксированных моделей характерна конкретная величина фокусного расстояния и угла обзора. Изменить параметры нельзя. Монофокальные устройства простые в использовании и недорогие. Они хорошо подходят для организации постоянного видеонаблюдения, где не придется переносить камеры с одного места на другое.

Вариофокальный

Основные характеристики объектива можно менять, настраивая четкость изображения. Диапазон регулировки производители указывают для каждого устройства, например, 3,6-8,0 мм. Существуют модели с автоматической и ручной фокусировкой. С их помощью можно «отсечь» от картинки все лишнее, определив наиболее важный участок, или наоборот, охватить всю территорию перед видеокамерой. Вариофокальные модели очень удобные в применении, но стоят дороже фиксированных.

Трансфокальные, или зум-объективы

Угол обзора и фокусное расстояние можно регулировать удаленно с пульта. Устройства также позволяют масштабировать зону видеонаблюдения, фокусировать камеру на каком-либо предмете, наводить резкость и т. д. Трансфокальные модели используют в роботизированных поворотных камерах PTZ (Pan-Tilt-Zoom).

Параметры диафрагмы

Диафрагма объектива регулирует объем светового луча, который проходит к видеоматрице. В простых моделях устройств диафрагма фиксированная. Если степень освещенности на объекте в течение суток значительно изменяется, то качество изображения будет плохим: в солнечные дни картинка будет засвечена, а в темное время объекты в кадре будут не различимыми.

Существуют объективы с автоматической диафрагмой. В таких устройствах установлен небольшой моторчик. Он управляет движением створок, сужая или расширяя просвет в зависимости от условий освещенности. Автоматическая диафрагма позволяет получать качественную картинку в разное время суток. Это особенно важно для наружных видеокамер.

При выборе также обращают внимание на число диафрагмы, которое называют светочувствительностью объектива. Чем меньше значение, тем шире открываются створки и тем лучше будет изображение при плохом освещении.

Читайте также  Камера для наблюдения за квартирой через интернет

Мегапиксельные объективы: что это такое

Комплектующие предназначены специально для IP-камер. Мегапиксельные объективы характеризуются высокой контрастностью и разрешением. В конструкции таких моделей обычно установлены линзы сверхтонкой шлифовки, сочетания которых подбираются тщательным образом. Устройства дают качественное изображение практически без искажений, с хорошей детализацией, особенно в углах кадра. На многих изделиях установлены ИК-фильтры для коррекции цветопередачи в разное время суток.

Для правильного выбора объективов не всегда бывает достаточно поверхностных знаний. Необходимо разбираться в вопросе, иметь опыт работы с оборудованием. Это особенно важно для сложных структур, систем видеонаблюдения на ответственных объектах. Не стоит рисковать эффективностью охранного комплекса. Лучше всего обратиться за помощью в специализированную компанию.

Источник: https://hikvisionpro.ru/news/kakoj-vybrat-obektiv/

Угол обзора объектива камеры видеонаблюдения

Как определить угол обзора камеры?

Одним из важных параметров, которые необходимо брать во внимание перед покупкой камеры видеонаблюдения, является угол обзора объектива. От этой величины напрямую зависит то, какая площадь наблюдаемого участка попадет в поле зрения камеры. Например, для получения общего обзора участка или тесного помещения необходимо выбирать камеры с широким углом обзора, а при необходимости сосредоточения на каком-либо определенном объекте – с узким.

От каких параметров зависит угол обзора?

Угол обзора объектива зависит от двух определяющих его параметров:

  1. Фокусное расстояние, которое имеет объектив;
  2. Размер чувствительного элемента (матрицы).

Следует запомнить, что чем большим ФР обладает объектив, тем меньшим будет угол его обзора, поэтому длиннофокусные объективы обладают возможностью наблюдения за относительно удаленными от камеры объектами, а широкоугольные позволяют охватить большую площадь территории или помещения.

Зависимость угла обзора камеры видеонаблюдения от физического размера матрицы также имеет место быть. Так, чем больше размер матрицы, тем большим будет угол обзора, например:

  • Матрица, диагональ которой составляет ¼ будет иметь угол обзора 64° при фокусном расстоянии 2,8;
  • При этом матрица с диагональю ½ будет иметь угол обзора 96°.

Данные расчеты справедливы для обозначения горизонтального угла обзора, для поиска вертикального угла необходимо брать в расчет соотношение вертикальных и горизонтальных сторон матрицы.

Определяем необходимое фокусное расстояние

Практически во всех случаях возникает необходимость выбора оптимального угла обзора камеры, который может быть определен благодаря расчету ФР объектива. По сути, угол обзора является зависимой величиной от фокусного расстояния. Оно может разниться для каждого конкретного случая, и напрямую зависит от:

  • Расстояния до объекта наблюдения;
  • Размера матрицы;
  • Размера наблюдаемого объекта.

Так, например, угол обзора в 100° хорошо подойдет для небольших тесных помещений, но будет непригоден для наблюдения за удаленными на несколько десятков метров объектами – при просмотре на записи просто невозможно будет различить детали объекта. При увеличении фокусного расстояния сужается угол обзора и появляется возможность наблюдения за относительно отдаленными объектами.

Зная несколько параметров камеры видеонаблюдения и некоторые данные об объекте наблюдения несложно определить необходимое в каждом конкретном случае ФР объектива.

Оптимальное ФР объектива рассчитывают по формуле:

F= h*S/Н или F= v*S/V, где

h – размер горизонтальной стороны матрицы;

S – расстояние до объекта слежения;

H – размер объекта наблюдения по горизонтали;

v – размер вертикальной стороны матрицы;

V – размер объекта наблюдения по вертикали.

Размер вертикальной и горизонтальной сторон сенсора камеры вы можете узнать из данной таблицы:

Для примера рассчитаем простую задачу. Дано: необходимо наблюдать за фасадной стороной небольшого гаража, шириной 4 метра, расстояние до объекта – 10 метров. Размер матрицы – ½ дюйма. Рассчитать подходящее ФР объектива камеры. Для решения воспользуемся формулой, и подставим все необходимые значения:

F=6,4*10/4=16

Рассчитав формулу мы получили, что ФР объектива должно равняться 16, но есть еще один нюанс. Очень важно, чтобы угол обзора камеры был больше рассчитанного, иначе кроме объекта наблюдения больше ничего не будет видно. Поэтому в данном случае оптимальным фокусным расстоянием объектива камеры будет 8-10 мм. Угол обзора при таких значениях будет равен около 35°, и вполне подойдет для видеонаблюдения за гаражом на расстоянии 10 метров. Ниже приведена подробная таблица с углами обзора камер с различными параметрами фокусного расстояния и размерами матрицы.

При необходимости время от времени менять угол обзора, или в любых сложных ситуациях, когда определиться с фокусным расстоянием до покупки камеры бывает проблематично, стоит приобретать камеры с вариофокальным объективом, которые позволяют регулировать угол обзора вручную. Диапазон ФР таких камер обычно лежит в пределах 2,8-12 мм. При использовании вариофокальных объективов вы можете приближать или отдалять картинку без потерь качества благодаря оптическому увеличению объектива.

Какой угол обзора выбрать?

Ответ на этот вопрос зависит от конкретной задачи, ведь каждая ситуация индивидуальна. Например, для видеонаблюдения за большой территорией без необходимости выделения конкретного объекта используют камеры с широкоугольным объективом 2,8-3,6 мм и углом обзора 70-140°.

Угол обзора 60° подобен углу обзора человеческого глаза, и является средним значением. Камеры с таким углом способны передавать детальное изображение с дальностью до объекта наблюдения до 10 м.

Камеры с длиннофокусным объективом и узким углом обзора (10-30°) применяются для наблюдения за отдаленными объектами, расстояние до которых может варьироваться от 20 до 70 метров, и зависит от ФР объектива.

Есть одна интересная особенность, которая позволяет определить расстояние уверенного распознавания объекта, и может служить своеобразной шпаргалкой при выборе камеры. Она заключается в примерном равенстве фокусного расстояния, выраженного в миллиметрах с дистанцией уверенного распознавания в метрах. Например, камера с матрицей 1/3 дюйма и объективом с фокусным расстоянием 12 мм сможет распознать человеческую фигуру на расстоянии 12 метров. На этом расстоянии размер наблюдаемой зоны будет равняться 3 метра в высоту, и 4 в ширину, что позволит достаточно уверенно провести идентификацию человека.

Источник: http://nabludaykin.ru/ugol-obzora-obektiva-kamery-videonablyudeniya/

Выбираем камеру видеонаблюдения: фокусное расстояние, угол обзора, расстояние до объекта

Как определить угол обзора камеры?
видеонаблюдение

Ознакомиться с моделями и купить систему видеонаблюдения можно по ссылке.

При выборе камеры видеонаблюдения необходимо учитывать несколько критериев:

  1. Место установки видеокамеры;
  2. Размеры зоны наблюдения;
  3. Формат матрицы;
  4. И, наконец, возможность изменения поля зрения камеры.

Для начала нужно определиться, где будет установлена камера – на улице, или в помещении. Обычно на уличных видеокамерах используется автоматическая диафрагма, т.е. она сама регулирует уровень входящего потока света. В помещениях диафрагмы либо вообще нет, либо она с ручной регулировкой.

Матрицы могут быть 1/2″, 1/3″, 1/4″ и другие значения. Соответственно, камера на 1/3″ может работать с объективами 1/2″ и 1/3″, а камера 1/2″ только с таким же объективом.

Таблица 1. Размеры матрицы видеокамеры

Формат матрицы1/2″1/3″1/4″
По вертикали, мм 4,8 3,6 2,4
По горизонтали, мм 6,4 4,8 3,2

Размер зоны наблюдения необходим для определения фокусного расстояния камеры. Оно рассчитывается по следующей формуле: f=v*S/V или f=h*S/H, где:

  • f- фокусное расстояние;
  • v- вертикальный размер матрицы;
  • V- вертикальный размер объекта;
  • S- расстояние до объекта;
  • h- горизонтальный размер матрицы;
  • H- горизонтальный размер объекта.

Приведем пример:

Дано: здание кафе с длиной фасада, за которым необходимо наблюдать, в 15 метров; расстояние от камеры до объекта – 25 метров. Найти: оптимальное фокусное расстояние камеры. Решение: подставляем в формулу, приведенную выше, известные значения, выбрав видеокамеру с матрицей 1/3″. f= 4,8*25/15=7,99 мм. Округляем и получаем, что нам необходима камера на 8 мм.

Конечно, все это уже подсчитано, поэтому ниже представлены таблицы, которые помогут остановиться на той или иной камере.

И последний параметр – необходимость изменения угла обзора. Речь идет о вариофокальных камерах. Оператор может с расстояния изменить угол обзора, тем самым приблизив или отдалив картинку, не теряя в качестве. Такие видеокамеры дороже обычных.

Таблица 2. Углы обзора камер видеонаблюдения*

Фокусное расстояние, ммУгол обзора по вертикали, градУгол обзора по горизонтали, градУгол обзора по диагонали, градДистанция распознавания, мДистанция наилучшего качества
2,5 90 120 150 2 0,7
2,9 78 104 130 3 1,2
3,4 70 94 110 3,4 1,4
3,5 63 79 98
3,6 54 72 92 3,5 1,5
3,7 52 70 90 3,8 1,6
4 48 65 75
4,3 47 62 73 4 1,8
5,5 40 55 70 5 2
6 32 42 53 6 2,3
8 24 32 40 8 3
12 17 22 28 12 4
16 12 17 21 16 6
25 8 11 14 25 10
50 4 5,5 7 50 20
75 2,8 3,7 4,6 70 30
Читайте также  Какой фокус выбрать для камеры видеонаблюдения?

*Приведенные значения приблизительны и даны с целью ознакомления.

Таблица 3. Зависимость горизонтального угла обзора от фокусного расстояния

f (mm) / ПЗС  2,45   2,96   3,6   4,0   6,0   8,0   12,0   16,0   36,0   72,0
1/3 93º 86º 72º 62º 43,5º 35,6º 22º 18º 7,8º 3,6º

Таблица 4. Зависимость размера объекта (в метрах) от фокусного расстояния (1/3″)

Дист./f (mm)2,452,963,646812163672
3 м 6×4,5 5×3,75 4×3 3,8×2,85 2,4×1,8 1,8×1,35 1,2×0,9 0,9×0,67
5 м 10×7,5 8,4×6,3 6,6×4,5 6×4,5 4×3 3×2,25 2×1,5 1,5×1,12 0,66×0,5
10 м 20×15 17×12,8 13×10 12×9 8×6 6×4,5 4×3 3×2,2 1,3×0,97 0,66×0,5
20 м 40×30 34×25 26×20 22×16,5 16×12 12×9 8×6 6×4,5 2,7×2 1,3×0,97
30 м 60×45 50×37 40×30 36×16,5 24×18 18×13,5 12×9 9×6,7 4×3 2×1,5
40 м 80×60 65×49 53×40 48×36 34×25 24×18 16×12 12×9 5,4×4,1 2,7×2
50 м 95×71 40×30 30×22 20×15 15×11,2 6,6×4,9 3,4×2,5
80 м 64×48 48×36 32×24 24×18 11×8,2 5,4×4
100 м 60×45 40×30 30×22 13,5×10 6,6×4,9
150 м 60×45 45×34 20×15 9,5×7,1

Источник: http://corptech.ru/vybiraem-kameru-videonablyudeniya-fokusnoe-rasstoyanie-ugol-obzora-rasstoyanie-do-obekta/

Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения

Как определить угол обзора камеры?

Фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения- это параметр видеокамеры, который мы берем за основу при расчете зоны видеонаблюдения.  От его величины и физического размера матрицы зависит угол обзора объектива. Проведя не сложные геометрические расчеты можно довольно точно определить зону, которая будет попадать в кадр камеры видеонаблюдения.

Для ведения видеонаблюдения на обширном участке используются камеры с широким углом обзора , а при просмотре объектов «зажатых» , типа длинный коридор с узким.

Параметры, влияющие на угол обзора

Как уже писалось выше, три параметра видеокамеры взаимозависимы, это:

  1. Фокусное расстояние объектива;
  2. Угол обзора объектива;
  3. Физический размер матрицы видеокамеры.

Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше угол обзора. Следовательно, можно наблюдать за объектами, которые находятся на относительно большом удалении от камер видеонаблюдения. И наоборот, чем меньше фокусное расстояние, тем больше угол обзора. Соответственно в кадр камеры попадает больше объектов.

Угол обзора, также зависит от размера чувствительного элемента –матрицы. Чем больше размер матрицы, тем меньше угол обзора камеры и наоборот.

Расчет фокусного расстояния объектива видеокамеры

Расчет фокусного расстояния камеры видеонаблюдения необходим для правильного подбора видеокамеры. Конечно, производители указывают в технических характеристиках нам физический размер матрицы, фокусное расстояние и иногда угол обзора. Но для общего понимания, посмотрим, что влияет на выбор фокусного расстояния, это:

  1. На каком расстоянии находится объект наблюдения;
  2. Физического размера матрицы;
  3. Размера объекта.

Итак, имея заданные  технические характеристики камеры, можно рассчитать  фокусное расстояние объектива камеры видеонаблюдения по следующим формулам:

F= h*S/Н или F= v*S/V,

где h – размер матрицы по горизонту;

S – расстояние до объекта видеонаблюдения;

H – горизонтальный размер объекта;

 v – размер матрицы по вертикали;

 V – вертикальный размер объекта.

Размеры сторон матрицы камеры видеонаблюдения приведены  в таблице:

Размер матрицы 1/4” 1/3” 1/2”
По горизонтали, мм 3,2 4,8 6,4
По вертикали, мм 2,4 3,6 4,8

Пример расчета фокусного расстояния и выбор камеры

Необходимо наблюдать за въездом и проходом через ворота на территорию предприятия;

Задача наблюдения: обнаружение машин и людей при въезде входе на территорию предприятия;

Ширина прохода и ворот 6 метров;

Расстояние от камеры до прохода 7 метров;

Камера Proto AHD-1W-EH10F(?)IR, после буквы F должно указываться фокусное расстояние. Его мы рассчитаем по вышеприведенной формуле:

F=3.2*7/6=3,7 мм,

где 3,2 размер матрицы по вертикали, т.к. в камере Proto AHD-1W-EH10F(?)IR установлена матрица размером  1/4”. Так как объективы на видеокамере выполнены с фиксированными фокусными расстояниями, то выбираем ближайший меньший т.к. если выбрать ближайший больший, то часть объекта не будет попадать в кадр камеры.

Выполним ещё одну проверку камеры на пригодность. Зона контроля имеет ширину 6 метров, задача стоит обнаружение. При обнаружении человека необходимо, чтобы на один метр контроля приходилось 20-30 пиксел разрешения камеры.

При несложных расчетах видно, что камере Proto AHD-1W-EH10F36IR по силам не только обнаружение, но и распознавание человека на объекте, не говоря уже о машинах. На самом деле ещё необходимо вычислить фокусное расстояние по вертикали, а также высоту и угол установки видеокамеры, но мы эти расчеты намеренно упускаем, т.к.

мы не ставим перед собой задачу полного расчета, мы хотели показать на данном примере только методику расчета фокусного расстояния и выбора камеры по этому расчету.

Фокусное
расстояние, мм
Угол обзора, градусов
По горизонтали По вертикали
2 77 62
2,2 72 57
2,4 67 53
2,8 59 46
3 56 44
3,3 52 40
3,6 48 37
4 44 33
4,5 39 30
5 35 27
6 30 23
7 26 19
8 23 17
9 20 15
10 18 14
12 15 11
16 11 8,6
20 9,1 6,9
25 7,3 5,5
30 6,1 4,6
40 4,6 3,4
50 3,7 2,7
60 3,1 2,3
70 2,6 2,0
80 2,3 1,7
100 1,8 1,4
120 1,5 1,1
Фокусное
расстояние, мм
Угол обзора, градусов
По горизонтали По вертикали
2 100 84
2,2 95 79
2,4 90 74
2,8 81 65
3 77 62
3,3 72 57
3,6 67 53
4 62 48
4,5 56 44
5 51 40
6 44 33
7 38 29
8 33 25
9 30 23
10 27 20
12 23 17
16 17,1 12,8
20 13,7 10,3
25 11,0 8,2
30 9,1 6,9
40 6,9 5,2
50 5,5 4,1
60 4,6 3,4
70 3,9 2,9
80 3,4 2,6
100 2,7 2,1
120 2,3 1,7
Фокусное
расстояние, мм
Угол обзора, градусов
По горизонтали По вертикали
2 110 94
2,2 105 88
2,4 100 83
2,8 91 75
3 87 71
3,3 82 66
3,6 77 61
4 71 56
4,5 65 51
5 59 46
6 51 39
7 44 34
8 39 30
9 35 27
10 32 24
12 27 20
16 20,2 15,2
20 16,2 12,2
25 13,0 9,8
30 10,9 8,2
40 8,2 6,1
50 6,5 4,9
60 5,4 4,1
70 4,7 3,5
80 4,1 3,1
100 3,3 2,5
120 2,7 2,0

Для расчетов основных параметров камер видеонаблюдения можно использовать бесплатный калькулятор, с помощью которого можно не только получить численные значения показателей, но и визуально определить, как будет выглядеть группа силуэтов людей в кадре. Скачать калькулятор можно здесь.

Часто возникают ситуации, когда нет возможности четко определить зону контроля видеокамерой, или возникает необходимость менять размер этой зоны, но с небольшой периодичностью. Бывает и так, что человек хочет на месте более точно определить зону контроля. В этих случаях поможет камера с вариофокальным объективом, на которых можно менять без особых проблем фокусное расстояние вручную.

Если же у вас возникает потребность приблизить или отдалить объект оперативно, то можно использовать камеру с моторизированным объективом. Существуют камеры, позволяющие не только оперативно менять фокусное расстояние (приближать, отдалять объект), но и изменять ракурс видеонаблюдения в пределах 360 градусов по горизонтали и 180 градусов по вертикали.

Такие камеры называются Speed doome, о них вы можете почитать в статье «Скоростные купольные камеры»

Есть камеры с коридорным режимом видеонаблюдения. Такая камера устанавливается вертикально, а изображение поворачивается на 90 градусов. Таким образом, на мониторе отображается картинка не горизонтально, а вертикально. При этом отражается  больше «полезной» информации, чем это было бы при нормальном расположении камеры.

Статьи

Источник: https://systemstv.ru/fokusnoe-rasstoyanie-kamery-videonablyudeniya/