FOV kalkulaator

HFOV, VFOV ja IFOV — iga CCTV-kaamera taga olev matemaatika

Kaamera FOV määratakse täpselt kahe füüsikalise suuruse järgi: kujutussensori aktiivsed mõõtmed ja objektiivi fookuskaugus. Kõik muu – megapiksli, kodek, kaubamärk, paigaldusviis – pole nurga-katvusega asjakohane. Horisontaalne vaatenurk (HFOV) on HFOV = 2 × arctan(W / 2f), kus W on sensori aktiivne laius millimeetrites ja f on objektiivi fookuskaugus millimeetrites. Vertikaalne vaatenurk (VFOV) kasutab sama valemit sensori kõrgusega H asemel W. Diagonaalne FOV kasutab sensori diagonaali. Enamik CCTV andmelehti tsiteerivad ainult HFOV-i; ülalolev kalkulaator tuletab selle valitud fookuskauguse ja sensori eelseadetest.

Kuvasuhe on oluline, kuna sensori laius ja kõrgus pole üksteisest sõltumatud. Modernsel 16:9 CMOS-il nagu Sony IMX415 on aktiivne pindala 5,6 × 3,1 mm (1/2,8" optiline formaat). 4 mm objektiiviga saadakse HFOV ≈ 70°, kuid VFOV ≈ 42°. Samadiagonaalse 4:3 sensori korral saadakse HFOV ≈ 64° ja VFOV ≈ 50°. "Lai nurk" määratlus ilma teljekirjelduseta on mitmetähenduslik: sama objektiiv näeb väga erinev 16:9 ja 4:3 sensorite puhul.

CCTV-sensori suurused pärinevad vidikoni-toru nomenklaturist ja peaaegu kunagi ei vasta otseselt murdosale. "1/3 tolli" sensor on umbes 4,8 mm lai, "1/2,7 tolli" on 5,0 mm, "1/2,8 tolli" on 5,4 mm, "1/2 tolli" on 6,4 mm, "2/3 tolli" on 8,8 mm ja "1 toll" on 12,8 mm. Otsesel tollijaguse kasutamine FOV valemis ülehinnangul nurga-katvust 30–60%. Otsige alati sensori andmelehelt aktiivse millimeetri laiust või toetuge kalkulaatori hästi-teadaolevate eelseadetele.

IFOV – hetkelise vaatenurga ehk ühe piksli nurksuuruse – määrab tegelikult, kas saate näo eristada või märkinumber lugeda. IFOV milliradiaanis on umbes 1000 × piksli_sammuga / fookuskaugus. 1/2,8" 4 MP sensoril on piksli samm umbes 2,0 µm; 4 mm objektiiviga see on 0,5 mrad/px ehk umbes üks piksel 2 mm kohta 4 m kaugusel. Korrutage vajalike pixelite arvu sihikohaga (tavaliselt 200 px näo identifitseerimiseks) ja teil on maksimaalne identifitseerimise ulatus ilma täielike DORI arvutusteta.

Koridoori režiim pöörab sensori 90° nii, et pikk telg jookseb vertikaalselt – kasulik käigukäikudele, liukasetele ja kitsastele rongidele. HFOV ja VFOV vahetavad kohad püsivara käsul ja kaamera toodab portree-orientatsiooni videovoolu. VMS peab toetama 9:16 paigutust, et seda õigesti kuvatada. Mitme sensori ja panoraamkaameraed õmmeldavad kahe kuni kaheksa sensor-objektiivi paari kattuvaid kaadre, et toota pidev lai vaatenurk – tüüpiline efektiivne HFOV on 180° või 360°, kuid eraldusvõime õmbluste juures langeb märgatavalt ja pikslitihedus meetri kohta kaugusel pole parem kui ühe sama MP-i arvu sensori puhul.

Kallutusnurga parandus on oluline iga kaamera puhul, mis ei vaata täpselt horisontaalselt. Kui kaamera 4 m kõrgusel vaatab alla sihtmärgile maapinnal 10 m kaugusel, on kaldne ulatus √(4² + 10²) = 10,77 m, mitte 10 m. Vertikaalne FOV tabab nii lähi- kui ka kaugmaapinna üheaegselt, nii et pikslitihedus varieerub dramaatiliselt projitseeritud jalaotsa kohal. Enamik planeerimise vigu jälgivad tagasi tehnikutele, kes seda ignoreerivad ja eeldavad puhtalt ristkülikukujulist maapinda ühtlase PPM-iga.

Kuidas seda FOV kalkulaatorit kasutada

1. Valige sensori formaat.Neli eelseadet katavad peaaegu kõik tänapäevased fikseeritud objektiiviga kaamerac: 1/3" kantsikontrollide jaoks, 1/2" keskmise taseme turretite ja enamiku 4 MP kaamerats, 2/3" premeium kasti ja PTZ mudelite jaoks, ja 1" madala valgustuse spetsialistide sensorite jaoks. Mm laius täidetakse automaatselt.
2. Määrake fookuskaugus.Lohistage liugurit mis tahes väärtuse jaoks 1 kuni 50 mm, või klõpsake populaarset eelseadet (2,8, 3,6, 4, 6, 8, 12, 16, 25, 35, 50). Muutuva objektiivi jaoks hinnake kalkulaatorit suumimisala mõlema otsa juures.
3. Määrake sihtmärgi kaugus.See on horisontaalne kaugus kaamerat huvi tasandani – värav, riiuli rida, parkimiskoha serv. Kasutage meetreid või jalgu vastavalt oma ühiku eelistusele. Katvusala laius selle kaugusel arvutatakse reaalajas allpool.
4. Lugege kaks väljundkarticti.Esimene näitab horisontaalset nurga-FOV-i kraadides – kasulik võrreldes tootja turundusteabesega. Teine näitab lineaarset stseeni laiust omas valitud kaugusel – kasulik võrreldes füüsilise piirkonna jälgimisega.

Tööotstarbelised näide: parkimisplats ANPR

Jaekeskuse juht soovib automaatset numbrituvastust (ANPR) ühe sõidurada sisselaskeavas. Rada on 3,5 m lai ja kaamera paigaldatakse 4 m pulgale, mis on paiknev 12 m lugemis joonest. Sõiduk peab sõitma piisavalt aeglaselt, et oleks tuvastatav – oletage 10 km/h või vähem, mis annab sulgurite eelarve umbes 1/250 s.

Alustage 4 MP kaamerat (2560 horisontaalset pikslit) 1/2,8" sensoril. Euroopa märgi (520 mm lai) usaldusväärseks lugemiseks vajate vähemalt 250 PPM märgi tasapinnal – võrdne umbes 130 pikslile märgi kogu. Ühendage 4 mm objektiiv kalkulaatorisse: HFOV ≈ 68°, stseeni laius 12 m juures ≈ 16,2 m. See jaotab 2560 pikslit 16,2 m kohale, andes ainult 158 PPM – palju lühem vajalik 250 PPM identifitseerimisest.

Uuendage 8 mm objektiivile. HFOV langeb 37,4°-ni, stseeni laius 12 m juures muutub 8,1 m-ks ja pikslitihedus tõuseb 316 PPM-ni – mugavalt 250 PPM identifitseerimise piiri kohal. 8,1 m horisontaalne katvus sisaldab hõlpsasti 3,5 m rada pluss marginaal. Kalline ulatus 4 m paigalduskõrguse ja 12 m lugemis joonest on √(4² + 12²) = 12,65 m, seega efektiivne PPM liivasiht tasapinnal on umbes 300, endiselt hästi ülalpool lävi.

12 mm objektiiv annaks 474 PPM – üleliiast ühele rajale ja liiga kitsas, et pühkida märke, kui sõiduk seisab veidi küljel. 8 mm objektiiv on õige valik. Sama arvutus näitab ka, miks "mis tahes 4 MP kaamera" pole piisav: 4 mm objektiiv 12 m juures ei pane piisavalt piksleid märgile, olenemata sellest, kuidas kaamerat turundatakse.

Levinud FOV vead

• Literaalse tollijaguse kasutamine sensori laiusena.1/2,8" sensor pole 1/2,8 tolli (9 mm) lai – see on 5,4 mm. Vale laiuse kasutamine muudab iga FOV väärtuse 30–60% liiga laiale ja iga kauguse hinnangu liiga optimistlikule.
• HFOV tsiteerimine, kui paigaldus vajab VFOV-i.Käigukäigud ja koridorid hoolivad vertikaalsest katvusest, mitte horisontaalsest. Kas pöörake koridoori režiimi või arvutage VFOV otseselt. Andmelehe vaikimisi HFOV väärtus pole vertikaalse teljega rakenduste jaoks oluline.
• Kallutusnurga ja kaldne ulatus eiramine.Kaamera 4 m kõrgusel, mis vaatab sihtmärgile maapinnal 10 m kaugusel, on kaldne ulatus 10,77 m ja maapinna jalajälg on trapets, mitte ristkülik. Lihtne horisontaal-FOV matemaatika on täpne ainult optilises teljel.
• Kuvasuhte unustamine 16:9 ja 4:3 segamisel.4 mm objektiiv 16:9 1/2,8" sensoril annab 70° HFOV, kuid ainult 42° VFOV. Sama objektiiv samadiagonaalse 4:3 sensoril annab 64° HFOV ja 50° VFOV. Riistvara 16:9 ja 4:3 vahel segatuna annab ebaühtlane katvus isegi kui "objektiiv on sama".
• Panoraamne FOV kohtlemise liitmisena.4-sensor 360° kaamera ei anna 4× piksleid kaugusel – see annab 1× ühe sensori pikslitiheduse mis tahes antud vahemaale, lihtsalt õmmeldud laiema asimuudi üle. Kasutage panoraamkaamerat olukorra teadlikkuseks, mitte pikaajalise identifitseerimise jaoks.

Standardid ja vastavuse viited

• EN 62676-4:2015 — Rakenduse juhend videojälgimise süsteemidele. Määrab DORI pikslitiheduse raamistiku, mis teisendab FOV operatsioonilise jõudluse kategooriateks.EN 62676-4 kalkulaator →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — 2025. aasta rahvusvaheline uuendus, mis tutvustab koridoori režiimi pikslitihedust (PPM_v) ja AI-analüütika-teadlikke alamtasemeid.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Tsüklid-sihikohta meetermik soojuskaameratele, 1,5 / 6 / 12 tsüklit jaoks Tuvasta / Tunnus / Identifitseeri. Kasutab nurga mõõdikuid pikselite asemel.Johnson kriteeriumid kalkulaator →
• NDAA Section 889 — USA hanke piirangud kaetud videoseadmete puhul loetletud tootjatelt; ortogonaalsel FOV matemaatikaga kuid tavaliselt hanke eeltingimus.NDAA vastavuse viide →
• IEC 61146-1 — Videokaamerate mõõtmise meetodid: määrab formaalsed protseduurid eraldusvõime, tundlikkuse ja nurga katvuse mõõtmiseks laboris.

Jätkake lugemist