Zorné pole a technické parametry kamer CCTV typu dome

Optika kamery dome: pouzdro, kopule, IR cut

Každá kamera dome je obrazový řetězec z pěti prvků: kopule, filtr IR cut, sestava objektivu, obrazový senzor a prstenec IR LED. Kopule je jediný prvek jedinečný pro tvar dome a je hlavním zdrojem zhoršení FOV, je-li špatně specifikována nebo udržována. Standardní kopule jsou z akrylu (PMMA) nebo polykarbonátu (PC) o tloušťce 2-3 mm. Akryl nabízí lepší optickou čirost (propustnost světla ~92 %) a odolnost proti poškrábání; polykarbonát vyměňuje několik procent propustnosti za mnohem vyšší odolnost proti nárazu a je povinný pro vandalproof kopule s krytím IK10.

Čiré vs tónované (kouřové) kopule. Čiré kopule zachovávají plnou propustnost světla a IR, což dává nejlepší výkon za slabého světla a při nočním vidění. Tónované kopule, obvykle zvané "kouřové" nebo "black bubble", vizuálně skrývají směr záběru, ale ubírají 30-50 % viditelného světla a 10-20 % IR. Tónovaná kopule může snížit efektivní dosah IR kamery z 30 m na 18-20 m. Tónované používejte jen tam, kde je skrytý směr záběru cennější než noční výkon (luxusní maloobchod, hotelové haly); nikdy na obvodech ani ve scénách se slabým světlem.

Zkreslení v rozích. Kopule je kulový výsek. Když se kamera naklání k okraji kopule, prochází zorná přímka akrylem pod šikmým úhlem, láme dráhu světla a zavádí 1-3 % soudkovitého zkreslení a mírnou barevnou vadu v rozích snímku. Při mírném náklonu (pod 30° od svislice) je to neviditelné, ale při náklonu přes 60° je výrazné a okraj obrazu může ztratit 5-8 % efektivního rozlišení. Výrobci objektivů většinu tohoto korigují výpočetními profily, ale efekt je u širokoúhlých modelů skutečný.

Odraz IR a problém špinavé kopule. Prstenec IR LED je uvnitř kopule, hned vně tubusu objektivu. Pokud se na povrchu kopule nahromadí prach, otisky prstů nebo škrábance, odráží se IR světlo od těchto nedokonalostí zpět do objektivu a vytváří zářivou bílou skvrnu uprostřed nočního obrazu. Je to nejčastější příčina stížností "v noci slepá" u instalací kamer dome. Vyčištění kopule mikrovláknovou utěrkou obnoví výkon; hluboce poškrábané kopule je třeba vyměnit. Dražší kamery dome (Axis Q35, Hikvision DarkFighter, Dahua Lite AI) používají mezi tubusem objektivu a kopulí pěnové těsnění proti světlu, které tento vnitřní odraz blokuje: hledejte v katalogovém listu "IR baffle" nebo "light isolation".

Vandalproof vs běžná pouzdra. Běžná vnitřní dome obvykle používá akryl 1.5-2 mm a plastový základní prstenec (IK04-IK06). Vandalproof dome používá polykarbonát 3-4 mm, hliníkový odlitek jako základnu, bezpečnostní šrouby a je testována na IK10 (náraz 50 J). Vandalproof pouzdro váží 600-1200 g oproti 200-400 g u vnitřního, což záleží u instalací do podhledových desek, kde je nad 700 g nutná výztuha zadní krabice.

FOV dome podle ohniskové vzdálenosti: tabulka 2.8 / 4 / 6 / 8 / 12 mm

Horizontální zorné pole kamery dome závisí na dvou hodnotách: ohniskové vzdálenosti a úhlopříčce senzoru. Vzorec je HFOV = 2 · arctan(šířka_senzoru / (2 · ohnisková_vzdálenost)). Tabulka níže uvádí horizontální a vertikální FOV pro pět nejběžnějších ohniskových vzdáleností na třech moderních velikostech senzorů. Čísla jsou typické specifikace výrobců zaokrouhlené na nejbližší stupeň; jednotlivé modely se liší o ±2°.

Všimněte si, že přechod ze senzoru 1/3" na 1/2" při stejné ohniskové vzdálenosti rozšíří HFOV zhruba o 25 %. Proto kvalitnější kamery dome se senzory 1/1.8" uvádějí znatelně širší úhly než levné jednotky s 1/3", i když obě specifikují objektiv 2.8 mm. Pro přesná čísla pro jednotlivé modely proveďte své hodnoty kalkulačkou FOV nebo výběrem objektivu.

Pevná dome vs varifokální vs motorizovaná PTZ dome

Kamery dome se dělí do tří optických rodin, každá s jiným modelem ovládání FOV a jinou cenou.

Dome s pevným objektivem (60-180 €). Ohnisková vzdálenost je v továrně pevně spojena se sestavou objektivu. Typické pevné délky jsou 2.8 mm a 4 mm. Výhody: nejnižší cena, nejmenší pouzdro, nejnižší spotřeba (3-5 W), nejlepší optická ostrost za cenu. Nevýhody: žádné nastavení na místě; pokud se scéna změní, kamera se vymění. Pevné kopule použijte pro opakovatelná nasazení, kde jedna scéna odpovídá jednomu modelu: hotelové chodby, bloky učeben, maloobchodní uličky stejné šířky.

Motorizované varifokální dome (150-450 €). Objektiv má motorický zoom a ostření, typicky 2.8-12 mm. Instalatér nebo operátor nastavuje ohniskovou vzdálenost na dálku přes webové rozhraní kamery. Výhody: jeden model pokrývá každou scénu od místností 25 m² po chodby 80 m, žádné návštěvy s žebříkem kvůli přemíření, podporuje autofokus při pohybu. Nevýhody: o 30-50 % vyšší cena, o něco větší pouzdro, mechanismus mechanického zoomu může po 5-7 letech selhat. Je to výchozí volba pro seriózní instalace a jediná rozumná volba, když scény nejsou ve fázi návrhu ještě dokončeny.

PTZ dome (800-3000 € a více). Kopule pan-tilt-zoom kombinují varifokální objektiv (typicky 4.8-120 mm nebo větší poměry zoomu) s motorickým otáčením (360° plynule) a náklonem (90-180°). Kopule je větší (průměr 140-260 mm), aby uvolnila rotující optický blok. Výhody: jedna kamera pokryje to, co by jinak vyžadovalo 6-12 pevných kamer, presety a okruhy umožňují plánované pokrytí více zón, optický zoom dodá detail úrovně identifikace na 50-200 m. Nevýhody: v každém okamžiku je pokryta jen jedna zóna; PTZ nenahrazuje pevné pokrytí téže oblasti, jen ho doplňuje. Viz úplné srovnání dome vs bullet vs PTZ.

Velikosti senzorů (1/2.8", 1/2.5", 1/1.8") a vliv na FOV

Velikost senzoru je druhá proměnná určující zorné pole při dané ohniskové vzdálenosti. Označování (1/3", 1/2.8", 1/2.7", 1/2.5", 1/2", 1/1.8") je pozůstatek z vidikonových trubic a neodpovídá fyzické úhlopříčce senzoru v palcích. Skutečné rozměry úhlopříček:

Větší senzor = širší FOV při stejné ohniskové vzdálenosti. Objektiv 2.8 mm na senzoru 1/3" dává ~96° HFOV; stejná ohnisková vzdálenost na senzoru 1/1.8" dává ~126° HFOV. Větší senzor má také větší fotodiody (typicky 2.4 µm vs 1.4 µm), které na pixel nasbírají více světla a poskytují o 1-2 EV lepší citlivost za slabého světla. Proto dome 4 MP s 1/1.8" předčí dome 8 MP s 1/2.8" ve slabě osvětlených scénách navzdory nižšímu nominálnímu rozlišení.

Katalogové listy uvádějí velikost senzoru na prvním řádku. Pokud je dome uvedena jako "4 MP" bez velikosti senzoru, předpokládejte 1/3": levnou jednotku. Prémiové dome 4 MP jsou vždy 1/1.8" nebo 1/2".

Úrovně rozlišení: 2 MP, 4 MP, 5 MP, 8 MP: hustota pixelů na metr

Hustota pixelů na metr (PPM) je jediná užitečná metrika rozlišení pro dohled. Vyjadřuje, kolik vodorovných pixelů pokrývá jeden metr scény na dané vzdálenosti. EN 62676-4 stanoví prahy: 25 PPM pro detekci, 62 PPM pro pozorování, 125 PPM pro rozpoznání, 250 PPM pro identifikaci. Tabulka níže ukazuje PPM na 5 m, 10 m a 20 m pro dome 2.8 mm ve čtyřech úrovních rozlišení, s HFOV 108° (senzor 1/2.7").

Jak číst tabulku: dome 4 MP s 2.8 mm poskytuje detail úrovně rozpoznání (125+ PPM) jen do ~7.5 m. Dál máte záběry úrovně pozorování, ne identifikovatelné podle obličeje. Chcete-li prodloužit identifikační vzdálenost, zvyšte rozlišení (přejděte na 8 MP) nebo zúžte objektiv (přejděte na dome 4 mm nebo 6 mm). Podrobnosti k tomuto kompromisu najdete v megapixely vs vzdálenost.

Vzdálenosti DORI pro typické modely dome

Vzdálenosti DORI (Detection, Observation, Recognition, Identification) zveřejňované výrobci vycházejí z definic hustoty pixelů EN 62676-4. Níže jsou oficiální hodnoty DORI od tří velkých výrobců, každá pro typický model dome 4 MP.

Berte je jako návrhové opěrné body, ne jako absolutní sliby: skutečné DORI závisí na úrovni osvětlení, kontrastu, rozmazání pohybem a kompresi kodeku. Pro vaši kombinaci modelu a scény vydá kalkulačka DORI čtyři vzdálenosti pro jakoukoli dvojici objektiv-rozlišení a podrobný rozbor DORI vysvětluje, jak byly prahy odvozeny.

Odolnost proti vandalům IK10, IP66/IP67, provozní teplota

Odolnostní třídy určují, zda dome přežije tam, kde ji namontujete. Čtou se tři oddělené normy: IK (náraz), IP (prach/voda) a provozní teplota.

Třídy IK (IEC 62262) měří energii nárazu v joulech. IK08 = 5 J (1.7 kg z 30 cm); IK10 = 20 J standardně nebo 50 J zesíleně (5 kg ze 40 cm, což odpovídá silnému úderu baseballovou pálkou). IK10 uvádějte pro: školy, věznice, veřejnou dopravu, stadiony, exteriéry v přízemí a všude, kde je kamera dosažitelná osobou stojící na podlaze. Vnitřní kanceláře a stropy nad 3.5 m mohou používat IK08 nebo vnitřní pouzdra bez klasifikace.

Třídy IP (IEC 60529) mají dvě číslice: první pro pevné částice, druhá pro kapaliny. IP66 = prachotěsné + silné vodní paprsky (tryska 12.5 mm, 100 kPa, vzdálenost 3 m, žádné škodlivé vniknutí). IP67 = prachotěsné + dočasné ponoření do hloubky 1 m na 30 minut. IP66 postačuje pro 95 % venkovních scénářů včetně hnaného deště a oplachu. IP67 je třeba jen tam, kde je možná stojatá voda nebo záplava (vstupy do sklepů, stěny doků, zpracování potravin). IP68 (trvalé ponoření) je vzácné a mimo bazény či námořní aplikace zbytečné.

Provozní teplota. Standardní kopule pracují od -10°C do +50°C. Kopule pro chladná prostředí ( -40°C až +60°C) mají vnitřní topení, které odebírá 4-8 W, když je aktivní, a vyžadují PoE+ (30 W) nebo pomocných 12 VDC. U instalací v severní Evropě, Kanadě nebo alpských oblastech uvádějte variantu -40°C: kopule standardní dome může praskat při -25°C a její filtr IR-cut s LCD závěrkou spolehlivě nepřepíná pod -15°C.

Kombinovaná venkovní specifikace. Bezpečný základ pro venkovní kopule ve veřejném prostoru je: IP66 + IK10 + -30°C až +60°C + PoE 802.3af (nebo PoE+, je-li vybavena topením). Ověřte všechny tři v katalogovém listu; dodavatelé někdy splní dva ze tří a třetí tiše vynechají.

Výšky montáže: strop vs stěna vs závěs

Výška montáže mění jak pokrytou plochu, tak hustotu pixelů v cílové rovině. Berte tyto referenční výšky jako výchozí body návrhu.

Vnitřní strop, zapuštěná dome. 2.4-3.0 m. Pod 2.4 m je dome vystavena vandalismu i uvnitř; nad 3.0 m překročí dome 2.8 mm dosah identifikace na obvodu svého FOV. Pro snímání obličejů u vstupů nastavte dome na 2.7 m a 0.5-1.5 m za dveře, nakloněnou o 10° dolů.

Vnitřní stěna, dome na konzole. 3.0-4.0 m, s náklonem 15-25° dolů. Montáž na stěnu je správná volba, když je montáž na strop nepraktická (podhledy bez přístupu do dutiny, vzduchotechnika v cestě) nebo když chcete směrový pohled místo pohledu 360° dolů. Dome na stěně ve 3.5 m s objektivem 4 mm a náklonem 20° pokryje zónu 6 m široku × 12 m dlouhou s detailem úrovně rozpoznání.

Venkovní stěna, okap nebo čelní deska. 3.5-4.5 m. Montujte pod přesah okapu, aby byla kopule chráněna před přímým deštěm a sluncem, což snižuje oslnění a prodlužuje životnost kopule. Nakloňte 20-30° dolů pro typický pohled na příjezdovou cestu nebo dvůr.

Venkovní závěs, sloup nebo trám. 4-8 m, přičemž 6 m je ideální pro parkoviště a předprostory. Nad 8 m klesne dome 2.8 mm na úrovni terénu pod 125 PPM (rozpoznání) i se senzorem 4 MP: přejděte na objektiv 6 mm nebo 8 mm a přijměte užší FOV, nebo přejděte na senzor 8 MP. U velmi vysokých sloupů (10-12 m) jsou závěsné PTZ dome nákladově efektivnější než čtyři nebo pět pevných.

Rozsah náklonu. Každá dome má maximální náklon, typicky 75-80° od vodorovné. Tím vzniká slepý kužel 10-15° přímo pod jednotkou. Dome ve výšce 3 m má slepý kruh o průměru 0.8-1.0 m na podlaze; v 6 m roste slepý kruh na 1.6-2.0 m. Naplánujte sousední kamery tak, aby tyto zóny křížově pokryly; viz slepá místa CCTV.

Časté chyby FOV u kamer dome

Pět chyb stojí za většinou podvýkonných instalací dome. Každou lze opravit při návrhu a po instalaci je drahá na opravu.

Jak dimenzovat dome: praktický příklad

Scénář: prodejní plocha 8 m široká × 12 m dlouhá se stropem 3.0 m. Klient chce záběry úrovně rozpoznání každého návštěvníka a v zadních rozích přijme úroveň pozorování. Rozpočet dovoluje jednu dome.

Krok 1: vyberte pozici montáže. Dome umístěte do středu, 4 m od vstupních dveří a 4 m od každé boční stěny. Dome je ve výšce 3.0 m a dívá se přímo dolů s pohledem 360° u kopule (použijeme přirozené kruhové FOV dome).

Krok 2: vypočtěte požadované FOV. Úhlopříčná vzdálenost od dome do nejvzdálenějšího rohu místnosti je √((8/2)² + (12-4)²) ≈ √(16 + 64) ≈ 8.9 m. K pokrytí tohoto směrem dolů namířenou dome ve výšce 3 m potřebujeme HFOV dost široké, aby promítnutý poloměr na podlaze byl alespoň 8.9 m. HFOV ≈ 2 · arctan(8.9 / 3.0) ≈ 144°: příliš široké pro standardní dome. Buď dome přemístěte (k zadní stěně a nakloňte dopředu), nebo přijměte dome 2.8 mm pokrývající jen přední 8-10 m na úrovni rozpoznání.

Krok 3: vyberte objektiv. Dome 4 MP s objektivem 2.8 mm na senzoru 1/2.7" poskytuje ~108° HFOV. Ve výšce 3 m to pokrývá kruh o poloměru 3 · tan(54°) ≈ 4.1 m na úrovni podlahy, tedy kruh o průměru 8.2 m. Přední 4 m × 8 m místnosti je pokryto dobře; zadní 4 m × 8 m leží těsně mimo poloměr rozpoznání. PPM na 5 m vzdálenosti po zemi je 186 (rozpoznání+); na 8 m je 116 (těsně pod rozpoznáním).

Krok 4: ověřte proti požadavkům klienta. Klient chtěl rozpoznání každého návštěvníka. Řešení s jednou dome dává rozpoznání jen do 7.5 m. Pro splnění zadání buď přidejte druhou dome vzadu v místnosti (zrcadlové umístění, 4 m od zadní stěny), nebo přejděte na varifokální dome 4 MP s ohniskovou vzdáleností 4 mm a přesuňte ji na zadní stěnu směrem ke vstupu: to dává HFOV 84° a 200+ PPM po celé délce 12 m.

Krok 5: zopakujte výpočet. Zadejte půdorys, pozici dome a volbu objektivu do kalkulačky FOV pro vizualizaci pokrytí na 2D plánu; ověřte PPM na vzdálenost pomocí kalkulačky DORI; přesný model vyberte v katalogu kamer. K pozadí výpočtu FOV viz zorné pole vysvětleno a neznámé pojmy vyhledejte ve slovníku.