Расчёт угла обзора видеокамеры
Расчёт угла обзора объектива производиться по формуле:
α — Угол обзора объектива, (гр)
d — Размер матрицы, (мм)
F — Фокусное расстояние, (мм)
Пояснения к расчёту
При выборе фокусного расстояния объектива следует учитывать, что угол ясного зрения человека по горизонтали составляет примерно 36°, что соответствует фокусному расстоянию
6,9 мм (для видеокамеры с размером матрицы 1/3″). Поэтому видеокамеры с фокусным расстоянием объектива менее 6,9 мм будут визуально отдалять изображение, более 6,9 мм – соответственно приближать.
Расчёт дистанций производится на основе требований европейских норм для CCTV:
— линейное разрешение для обнаружения объекта — 20 пикселей/м;
— линейное разрешение для распознавания — 100 пикселей/м;
— линейное разрешение для идентификации — 250 пикселей/м;
при разрешении матрицы видеокамеры 1920 (2Мп Full HD), 700, 560, 480, и 380 Твл.
ТВЛ (Телевизионные Вертикальные Линии) – параметр, характеризующий чёткость телевизионного изображения. Показывает максимальное количество различимых вертикальных линий на изображении, ограниченном сторонами квадрата (a=b, рис. 1), расположенного в середине экрана, например 240 белых и 240 чёрных полос соответствуют 480 ТВЛ.
Точно определить этот параметр можно с помощью тестовой таблицы ISO 12233 (рис. 2), распечатав её на листе формата А1 (желательно, но можно и А3, А2 с максимальным разрешением и контрастностью), так как реальные цифры часто не соответствуют заявленным производителями видеокамер (в т.ч. и для IP-видеокамер). Соответственно расчёт дистанций нужно производить на основе полученных результатов.
 |
 |
| Рис. 1 | Рис. 2 |
Для получения корректных результатов необходимо, чтобы весь измерительный тракт (Видеокамера – Кабель – Монитор) был, по возможности, минимальной длины и максимального качества. Измерительная таблица должна быть равномерно освещена. Для получения результатов, приближенных к реальным можно провести измерения при различной освещённости, например 1000, 100, 10 и 1 люкс (потребуется люксметр и регулируемый источник света).
Желательно для измерений использовать аналоговый кинескопный монитор с разрешением 1000 – 1200 ТВЛ (для аналоговых видеокамер) или с разрешением WQXGA 2560×1440 и выше (для IP-видеокамер), а также стабилизированный трансформаторный источник питания видеокамеры с низким уровнем собственных шумов и пульсаций напряжения.
Для справки в таблице представлены самые распространённые размеры матриц, используемых в видеокамерах для охранного телевидения.
Калькулятор объективов
Калькулятор объективов – бесплатный online-инструмент, позволяющий подобрать характеристики камеры видеонаблюдения по различным критериям: для получения заданных углов обзора, области просмотра, плотности пикселей. Калькулятор объективов JVSG содержит встроенную базу данных на 9000 камер, и отображает зоны камеры в 3D и позволяет загружать карту местности.
Угол обзора камеры
Угол обзора камеры зависит от фокусного расстояния объектива, а также от размеров матрицы. Чем меньше фокусное расстояние и больше размер матрицы – тем шире угол обзора. Ещё один фактор для широкоугольных камер это дисторсия – свойство объектива, связанное с его неидеальностью. Из-за его наличия угол обзора у широкоугольных камер значительно шире расчитываемого по стандартным формулам. Из-за этого простые калькуляторы объективов, без базы данных по моделям камер, а также все старые калькуляторы камер покажут неправильный горизонтальный угол обзора, гораздо меньший, чем в спецификациях производителя.
Расчет угла обзора в сочетании с расчетом “мертвой зоны” – слепой зоной под видеокамерой, не входящей в зону обзора – позволяют планировать места установки на объекте и увидеть покрытие, которое обеспечивает камера видеонаблюдения.
Запустить онлайн калькулятор объективов.
В предлагаемом калькуляторе парметры группы “Область просмотра” позволяют смоделировать изображение с камеры и рассчитать плотность пикселей и фокусное расстояние объектива. Вы можете задать расстояние до цели и требуемую ширину зоны обзора камеры. Также можете указать желаемую высоту цели наблюдения (например 2 метра для человека, или 4 метра для ворот).
Фокусное расстояние видеокамеры
Как выбрать фокусное расстояние видеокамеры?
Для решения целевой задачи идентификации лиц / автономеров важно учитывать как плотность пикселей (сколько пикселей придется на расстояние между глаз человека или на номерную пластину), так угол наклона камеры к горизонту (слишком большой угол не позволит решить задачу идентификации с заданной вероятностью).
Поэтому выбирается место установки, максимально удаленное от объекта съемки, при этом в зону наблюдения должна попасть часть объекта, где гарантированно появится объект идентификации (лицо на входе в здание или номер авто на въезде в парковку). Фокусное расстояние выбирают так, чтобы плотность пикселей была достаточной для решения задачи идентификации, а угол обзора полностью захватывал область объекта, где гарантированно появится объект идентификации. Очевидно, что предпочтение следует отдавать длиннофокусным объективам.
Для задачи обнаружения как правило достаточно обеспечить отсутствие на объекте “мертвых зон” – для чего идеально подходят широкоугольные объективы.
Выбор объектива для камеры видеонаблюдения
Что еще влияет на выбор объектива?
При выборе объектива камеры видеонаблюдения нужно учитывать ряд факторов:
- дешевые широкоугольные объективы могут давать искажения по краям изображения – т.н. “дисторсию”, что ограничивает их применение для решения задач идентификации. Для их расчетов не подоходят калькуляторы объективов без базы данных по камерам.
- при использовании длиннофокусных объективов желательно учитывать глубину резкости – изображение будет “в фокусе” лишь на части зоны обзора
- при прочих равных – стоит отдавать предпочтение более “светосильным” объективам (F1.2 предпочтительнее F2.0)
Калькулятор объективов
Как пользоваться калькулятором объективов?
Шаг 1. Задаем характеристики области просмотра:
- расстояние до цели наблюдения
- высота цели наблюдения
- ширина зоны наблюдения в области цели наблюдения
Шаг 2. Задаем основные характеристики камеры и места ее установки:
- высоту установки камеры
- формат сенсора
- разрешение матрицы
- фокусное расстояние (уже задано расстоянием до цели и шириной зоны наблюдения)
Шаг 3. Проверяем выполнение критериев решения целевой задачи наблюдения:
- распределение плотности пикселей: численно выражено в правом окне Разрешение Цели в PPM (пикселях на метр) на расстоянии до цели наблюдения, графически – цветом зон наблюдения
- угол наклона камеры к горизонту
- величину “мертвой зоны” под камерой
В калькуляторе IPICA/ JVSG.com цвета DORI зон отображаются следующим образом:
- Красный – возможна идентификация людей (250 пикселей на метр по стандарту МЭК 62676-4)
- Желтый – возможно распознавание людей известных оператору (125 пикселей на метр)
- Зеленый – зона обзора (62 пикселя на метр)
- Бледно Зеленый – возможно детектирование людей (25 пикселей на метр)
- Синий – зона мониторинга. возможно определение скоплений людей (12 пикселей на метр)
Здесь можно почитать подробнее про расчет плотности пикселей.
Отобразить зоны камер в соответствии со своими собственными настройками пикселей на метр, добавить стены и другие препятствия, загрузить как подложку PDF или DWG файл и посчитать кабели можно в программе IP Video System Design Tool.
При необходимости возвращаемся к шагам 2 (меняем разрешение камеры или фокусное расстояние) или 1 (выбираем другое место установки камеры)
Шаг 4. Подбираем подходящую модель камеры:
- выбираем производителя
- подбираем модель с близкими к расчетным параметрами (при необходимости используем кнопку Фильтр с иконкой в виде воронки)
- оцениваем результат
При наведении мыши на опредленную модель или нажатии на экране смартфона кнопки с глазом можно получить подсказку калькулятора по основным параметром данной камеры. А нажав на кнопку [i] около параметра модель откроется окно с подробными параметрами видеокамеры.
Рассчитать, смоделировать и подобрать камеры типа Fisheye с объективом “рыбий глаз”, а также мультисенсорные камеры можно в профессиональной программе для проектирования видеонаблюдения IP Video System Design Tool.
Запустить бесплатный калькулятор объектива.
Шаг 5. Согласовываем техническое решение:
- зоны обзора в двух плоскостях (сбоку и сверху)
- 3D зона обзора
- “вид с камеры”
Открыть калькулятор объективов JVSG
Калькуляторы
| 1 | 6 | 12 | 18 | 24 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Продолжительность хранения видеоархива,
| день | неделя | месяц | год |
по вертикали: 60
по горизонтали: 60
Теоретически рассчитанные углы обзора могут отличаться от реальных непосредственно на объекте
- г. Москва: тел. (495) 502-27-29, (495) 505-63-41
г. Красноярск: тел. (391) 278-92-00, (391) 204-60-24, (391) 277-83-83 (факс) - 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, владение 8 стр. 3, оф. 336
Режим работы: с 9-00 до 18-00. Выходной: суббота, воскресенье
660098, г. Красноярск, ул.Молокова 16, оф. 355
Режим работы: с 9-00 до 18-00. Выходной: суббота, воскресенье - moscow@beward.ru
kras@beward.ru
Мы в социальных сетях:
© 2005-2022, ООО «НПП «Бевард». Политика конфиденциальности. Перепечатка материалов разрешена только с согласия владельца сайта.
Справочные материалы
Углы обзора видеокамер, фокусные расстояния объективов
Одним из важнейших параметров при выборе камеры видеонаблюдения является угол обзора объектива. Этот параметр характеризует ширину той картины, будет охвачена камерой. Расчет угла обзора, при этом, вовсе не является сложным инженерным вычислением, и может быть выполнен даже начинающим специалистом.
От чего зависит угол обзора камеры?
— от двух основных параметров:
1. Фокусное расстояние. Оно является величиной, обратно пропорциональной углу обзора: чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше угол обзора. Таким образом, камеры длинным фокусным расстоянием применяются, как правило, для — охраны периметра или идентификации государственных номерных знаков. Существует ещё одна особенность – глубина резкости, чем больше величина f= фокусного расстояния тем выше требования к линзам объектива.
Фокусное расстояние, в свою очередь, зависит от размера матрицы, величины наблюдаемого объекта и расстояния, на которое объект удален объект от камеры (если объектов несколько, то берется расстояние до самого дальнего).
Для расчета оптимального фокусного расстояния применяется следующая формула: 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.
Таким образом, для расчетов могут применяться или вертикальные размеры матрицы и наблюдаемого объекта, или горизонтальные параметры.
2. Размер матрицы. Как указано выше, данный параметр влияет и на угол обзора, и на оптимальное фокусное расстояние. Величина сенсора прямо пропорциональна углу обзора – чем больше матрица, тем больше угол обзора. Например, камеры с матрицей 1/2.7 будут иметь больший угол обзора, чем устройства с матрицей 1/3. Широкоугольные камеры применяются для наблюдения за вытянутыми вширь площадями, например, за территорией, прилегающей к предприятию.
Как рассчитать угол обзора?
Для расчета угла обзора используется формула α = 2arctg(d/2F), где α — угол обзора объектива; d — размер матрицы; f — фокусное расстояние.
Соответственно, исходя из того, какие параметры были использованы при расчете фокусного расстояния – вертикальные или горизонтальные – рассчитывается вертикальный или горизонтальный угол обзора. Специалисты по проектированию и монтажу систем видеонаблюдения, однако, не рассчитывают угол обзора вручную, а используют готовые калькуляторы и таблицы. Ниже приведены таблицы, в которых содержатся значения угла обзора для наиболее распространенных размеров матрицы в соотношении с зонами детализации:
1. Наблюдение: объект занимает от 25 до 30 % высоты экрана. В этом масштабе различаются характерные детали объекта, например, цвет волос, одежда.
2. Узнавание: объект занимает как минимум 50 % высоты экрана, что позволяет с высокой долей вероятности определить, находился ли этот объект в зоне наблюдения ранее.
3. Идентификация: объект занимает 100 % высоты экрана, качество изображения и уровень детализации достаточны для однозначного установления личности.