Dome-valvontakameroiden näkökenttä ja tekniset tiedot

Dome-kameran optiikka: kotelo, kupu, IR cut

Jokainen dome-kamera on viiden elementin kuvausketju: kupu, IR-cut-suodatin, objektiiviyksikkö, kuva-anturi ja IR-LED-rengas. Kupu on ainoa dome-muodolle ominainen elementti ja hallitseva FOV:n heikkenemisen lähde, jos se määritellään tai huolletaan väärin. Vakiokuvut ovat 2-3 mm paksua akryyliä (PMMA) tai polykarbonaattia (PC). Akryyli tarjoaa paremman optisen kirkkauden (valonläpäisy ~92 %) ja naarmunkestävyyden; polykarbonaatti vaihtaa muutaman prosentin läpäisystä paljon parempaan iskunkestävyyteen ja on pakollinen IK10-luokan ilkivaltakupuille.

Kirkkaat vs sävytetyt (savuiset) kuvut. Kirkkaat kuvut säilyttävät täyden valon- ja IR-läpäisyn, mikä antaa parhaan suorituskyvyn hämärässä ja yönäössä. Sävytetyt kuvut, joita kutsutaan yleensä "savuisiksi" tai "black bubble" -domeiksi, piilottavat tähtäyssuunnan visuaalisesti mutta vähentävät näkyvää valoa 30-50 % ja IR:ää 10-20 %. Sävytetty kupu voi pudottaa kameran tehokkaan IR-kantaman 30 m:stä 18-20 m:iin. Käytä sävytettyjä vain siellä, missä piilotettu tähtäyssuunta on arvokkaampi kuin yösuorituskyky (luksuskauppa, hotellin aulat); ei koskaan kehillä tai hämärissä näkymissä.

Kulmavääristymä. Kupu on pallosegmentti. Kun kamera kallistuu kohti kuvun reunaa, näkölinja kulkee akryylin läpi vinossa kulmassa, taittaen valon reittiä ja tuoden 1-3 % tynnyrivääristymää sekä pientä kromaattista aberraatiota kuvan kulmiin. Tämä on näkymätöntä lievissä kallistuskulmissa (alle 30° pystysuorasta) mutta korostuu yli 60° kallistuksessa, jossa kuvan reuna voi menettää 5-8 % tehollisesta resoluutiosta. Objektiivivalmistajat korjaavat suurimman osan tästä laskennallisilla profiileilla, mutta vaikutus on todellinen laajakulmamalleissa.

IR-heijastus ja likaisen kuvun ongelma. IR-LED-rengas on kuvun sisällä, heti objektiivitiivisteen ulkopuolella. Jos kuvun pintaan kertyy pölyä, sormenjälkiä tai naarmuja, IR-valo heijastuu näistä puutteista takaisin objektiiviin ja tuottaa hehkuvan valkoisen pisteen yökuvan keskelle. Tämä on yleisin syy "sokea yöllä" -valituksiin dome-asennuksissa. Kuvun puhdistus mikrokuituliinalla palauttaa suorituskyvyn; syvästi naarmuuntuneet kuvut on vaihdettava. Korkeamman luokan domet (Axis Q35, Hikvision DarkFighter, Dahua Lite AI) käyttävät vaahtomuovista valotiivistettä objektiiviputken ja kuvun välissä estämään tämän sisäisen heijastuksen: katso tietolehdestä "IR baffle" tai "light isolation".

Ilkivaltakestävät vs tavalliset kotelot. Tavallinen sisädome käyttää tyypillisesti 1.5-2 mm akryyliä ja muovista pohjarengasta (IK04-IK06). Ilkivaltakestävä dome käyttää 3-4 mm polykarbonaattia, painevaluista alumiinipohjaa, peukaloinnin estäviä ruuveja ja on testattu IK10:een (50 J isku). Ilkivaltakotelo painaa 600-1200 g verrattuna sisäkotelon 200-400 g:aan, millä on merkitystä alakattolevyasennuksissa, joissa yli 700 g vaatii takarasian tuen.

Dome-FOV polttovälin mukaan: taulukko 2.8 / 4 / 6 / 8 / 12 mm

Domen vaakanäkökenttä riippuu kahdesta arvosta: polttovälistä ja anturin lävistäjästä. Kaava on HFOV = 2 · arctan(anturin_leveys / (2 · polttoväli)). Alla oleva taulukko antaa vaaka- ja pysty-FOV:n viidelle yleisimmälle polttovälille kolmella nykyaikaisella anturikoolla. Luvut ovat tyypillisiä valmistajan määrityksiä, pyöristettynä lähimpään asteeseen; yksittäiset mallit vaihtelevat ±2°.

Huomaa, että siirtyminen 1/3":n anturista 1/2":n anturiin samalla polttovälillä laajentaa HFOV:ta noin 25 %. Siksi korkeamman luokan domet 1/1.8" antureilla ilmoittavat huomattavasti laajempia kulmia kuin edulliset 1/3" yksiköt, vaikka molemmat määrittelevät 2.8 mm:n objektiivin. Tarkkoja mallikohtaisia lukuja varten aja arvosi FOV-laskurin tai objektiivivalitsimen läpi.

Kiinteä dome vs varifokaalinen vs moottoroitu PTZ-dome

Dome-kamerat jakautuvat kolmeen optiseen perheeseen, joilla kullakin on eri FOV-hallintamalli ja eri hinta.

Kiinteäobjektiiviset domet (60-180 €). Polttoväli on liimattu objektiiviyksikköön tehtaalla. Tyypilliset kiinteät pituudet ovat 2.8 mm ja 4 mm. Hyödyt: matalin hinta, pienin kotelo, pienin virrankulutus (3-5 W), hintaansa nähden paras optinen terävyys. Haitat: ei säätöä paikan päällä; jos näkymä muuttuu, kamera vaihdetaan. Käytä kiinteitä domeja toistettaviin käyttöönottoihin, joissa yksi näkymä vastaa yhtä mallia: hotellikäytävät, luokkahuoneblokit, saman levyiset kauppakäytävät.

Moottoroidut varifokaaliset domet (150-450 €). Objektiivissa on moottoroitu zoom ja tarkennus, tyypillisesti 2.8-12 mm. Asentaja tai käyttäjä asettaa polttovälin etänä kameran verkkokäyttöliittymästä. Hyödyt: yksi malli kattaa jokaisen näkymän 25 m²:n huoneista 80 m:n käytäviin, ei enää tikaskäyntejä uudelleensuuntaukseen, tukee automaattitarkennusta liikkeessä. Haitat: 30-50 % korkeampi hinta, hieman isompi kotelo, mekaaninen zoommekanismi voi pettää 5-7 vuoden jälkeen. Tämä on oletusvalinta vakaviin asennuksiin ja ainoa järkevä, kun näkymiä ei ole vielä viimeistelty suunnitteluvaiheessa.

PTZ-domet (800-3000 € tai enemmän). Pan-tilt-zoom-domet yhdistävät varifokaalisen objektiivin (tyypillisesti 4.8-120 mm tai suuremmat zoomsuhteet) moottoroituun panorointiin (360° jatkuva) ja kallistukseen (90-180°). Kupu on isompi (halkaisija 140-260 mm), jotta pyörivä optinen lohko mahtuu. Hyödyt: yksi kamera kattaa sen, mikä muuten vaatisi 6-12 kiinteää kameraa, esiasetukset ja kierrokset mahdollistavat usean vyöhykkeen ajastetun kattavuuden, optinen zoom antaa identifiointitason yksityiskohdat 50-200 m:n etäisyydellä. Haitat: vain yksi vyöhyke on katettuna kerrallaan; PTZ ei korvaa saman alueen kiinteää kattavuutta, vain täydentää sitä. Katso täysi dome vs bullet vs PTZ -vertailu.

Anturikoot (1/2.8", 1/2.5", 1/1.8") ja vaikutus FOV:hon

Anturikoko on toinen muuttuja, joka määrää näkökentän annetulla polttovälillä. Nimeämiskäytäntö (1/3", 1/2.8", 1/2.7", 1/2.5", 1/2", 1/1.8") on perintö vidicon-putkista eikä vastaa anturin fyysistä lävistäjää tuumina. Todelliset lävistäjämitat:

Suurempi anturi = laajempi FOV samalla polttovälillä. 2.8 mm:n objektiivi 1/3" anturilla antaa ~96° HFOV:n; sama polttoväli 1/1.8" anturilla antaa ~126° HFOV:n. Suuremmalla anturilla on myös isommat fotodiodit (tyypillisesti 2.4 µm vs 1.4 µm), jotka keräävät enemmän valoa pikseliä kohti ja antavat 1-2 EV paremman herkkyyden hämärässä. Siksi 4 MP 1/1.8" dome päihittää 8 MP 1/2.8" domen hämärissä näkymissä alemmasta nimellisresoluutiosta huolimatta.

Tietolehdet ilmoittavat anturin koon ensimmäisellä rivillä. Jos dome on listattu "4 MP":ksi ilman anturikokoa, oleta 1/3": edullinen yksikkö. Premium 4 MP -domet ovat aina 1/1.8" tai 1/2".

Resoluutiotasot: 2 MP, 4 MP, 5 MP, 8 MP: pikselitiheys metriä kohti

Pikselitiheys metriä kohti (PPM) on ainoa hyödyllinen resoluutiomittari valvonnassa. Se ilmaisee, kuinka monta vaakapikseliä peittää yhden metrin näkymästä tietyllä etäisyydellä. EN 62676-4 asettaa kynnykset: 25 PPM havaitsemiseen, 62 PPM tarkkailuun, 125 PPM tunnistamiseen, 250 PPM identifiointiin. Alla oleva taulukko näyttää PPM:n 5 m, 10 m ja 20 m etäisyyksillä 2.8 mm:n domelle neljällä resoluutiotasolla, 108° HFOV:lla (1/2.7" anturi).

Taulukon lukeminen: 4 MP 2.8 mm dome antaa tunnistustason yksityiskohdan (125+ PPM) vain ~7.5 m asti. Sen yli sinulla on tarkkailutason kuvaa, ei kasvoista tunnistettavaa. Identifiointietäisyyden pidentämiseksi nosta resoluutiota (siirry 8 MP:hen) tai kavenna objektiivia (siirry 4 mm tai 6 mm domeen). Syvällisempi katsaus tähän kompromissiin: lue megapikselit vs etäisyys.

DORI-etäisyydet tyypillisille dome-malleille

Valmistajien julkaisemat DORI-etäisyydet (Detection, Observation, Recognition, Identification) noudattavat EN 62676-4:n pikselitiheysmäärityksiä. Alla on virallisia DORI-lukuja kolmelta suurelta valmistajalta, kukin tyypillisellä 4 MP dome -mallilla.

Käytä näitä suunnittelun ankkureina, älä ehdottomina lupauksina: todellinen DORI riippuu valaistustasosta, kontrastista, liikesumeudesta ja koodekin pakkauksesta. Oman malli-näkymä-yhdistelmäsi osalta DORI-laskuri antaa neljä etäisyyttä mille tahansa objektiivin ja resoluution parille, ja DORI-syväsukellus selittää, miten kynnykset johdettiin.

IK10-ilkivallankestävyys, IP66/IP67, käyttölämpötila

Ympäristöluokitukset ratkaisevat, selviääkö dome siellä, minne sen asennat. Luettavia standardeja on kolme erillistä: IK (isku), IP (pöly/vesi) ja käyttölämpötila.

IK-luokitukset (IEC 62262) mittaavat iskuenergiaa jouleina. IK08 = 5 J (1.7 kg 30 cm:stä); IK10 = 20 J vakio tai 50 J vahvistettu (5 kg 40 cm:stä, vastaa voimakasta pesäpallomailan iskua). Määritä IK10: kouluihin, vankiloihin, julkiseen liikenteeseen, stadioneille, pohjakerroksen ulkotiloihin ja kaikkialle, missä lattialla seisova henkilö yltää kameraan. Sisätoimistot ja yli 3.5 m katot voivat käyttää IK08:aa tai luokittelemattomia sisäkoteloita.

IP-luokitukset (IEC 60529) ovat kaksinumeroisia: ensimmäinen kiinteille aineille, toinen nesteille. IP66 = pölytiivis + voimakkaat vesisuihkut (12.5 mm suutin, 100 kPa, 3 m etäisyys, ei haitallista tunkeutumista). IP67 = pölytiivis + tilapäinen upotus 1 m syvyyteen 30 minuutiksi. IP66 riittää 95 %:iin ulkoskenaarioista, sateen ja pesun mukaan lukien. IP67 tarvitaan vain siellä, missä seisova vesi tai tulva on mahdollinen (kellarisisäänkäynnit, laiturien seinät, elintarvikkeiden käsittely). IP68 (jatkuva upotus) on harvinainen ja tarpeeton uima-altaiden tai merellisten sovellusten ulkopuolella.

Käyttölämpötila. Vakiokuvut toimivat -10°C:sta +50°C:een. Kylmiin ympäristöihin tarkoitetut kuvut ( -40°C:sta +60°C:een) sisältävät sisäisen lämmittimen, joka ottaa 4-8 W aktiivisena ja vaatii PoE+:n (30 W) tai lisä-12 VDC:n. Pohjois-Euroopan, Kanadan tai alppialueiden asennuksiin määritä -40°C:n versio: vakiodomen kupu voi haljeta -25°C:ssa ja sen LCD-suljinen IR-cut-suodatin ei kytkeydy luotettavasti alle -15°C:ssa.

Yhdistetty ulkomääritys. Turvallinen lähtötaso ulkokuville julkisessa ympäristössä on: IP66 + IK10 + -30°C:sta +60°C:een + PoE 802.3af (tai PoE+, jos varustettu lämmittimellä). Tarkista kaikki kolme tietolehdestä; toimittajat täyttävät joskus kaksi kolmesta ja jättävät kolmannen hiljaa pois.

Asennuskorkeudet: katto vs seinä vs riippuva

Asennuskorkeus muuttaa sekä katettua aluetta että pikselitiheyttä kohdetasossa. Käytä näitä viitekorkeuksia suunnittelun lähtökohtina.

Sisäkatto, uppoasenteinen dome. 2.4-3.0 m. Alle 2.4 m dome on ilkivallalle alttiina jopa sisätiloissa; yli 3.0 m 2.8 mm dome ylittää identifiointikantaman FOV:nsa reunalla. Kasvojen tallennukseen sisäänkäynneillä aseta dome 2.7 m:iin ja 0.5-1.5 m oven taakse, kallistettuna 10° alaspäin.

Sisäseinä, kannattimeen asennettu dome. 3.0-4.0 m, 15-25° alaspäin kallistuksella. Seinäasennus on oikea valinta, kun kattoasennus on epäkäytännöllinen (alakatot ilman pääsyä välitilaan, kanavat tiellä) tai kun haluat suunnatun näkymän 360° alaspäin katsomisen sijaan. Seinälle 3.5 m:iin asennettu dome 4 mm:n objektiivilla ja 20° kallistuksella kattaa 6 m leveän × 12 m pitkän vyöhykkeen tunnistustason yksityiskohdilla.

Ulkoseinä, räystäs tai otsalauta. 3.5-4.5 m. Asenna räystään ulokkeen alle suojataksesi kupua suoralta sateelta ja auringolta, mikä vähentää häikäisyä ja pidentää kuvun elinikää. Kallista 20-30° alaspäin tyypilliseen ajotien tai pihan näkymään.

Ulkoriippuva, tolppa tai palkki. 4-8 m, ja 6 m on ihanteellinen pysäköintialueille ja etupihoille. Yli 8 m:ssä 2.8 mm dome maatasossa putoaa alle 125 PPM:n (tunnistaminen) jopa 4 MP:n anturilla: siirry 6 mm tai 8 mm objektiiviin ja hyväksy kapeampi FOV, tai siirry 8 MP:n anturiin. Hyvin korkeille tolpille (10-12 m) riippuvat PTZ-domet ovat kustannustehokkaampia kuin neljä tai viisi kiinteää domea.

Kallistusalue. Jokaisella domella on suurin kallistus, tyypillisesti 75-80° vaakatasosta. Tämä luo 10-15° sokean kartion suoraan laitteen alle. 3 m korkeudessa olevalla domella on 0.8-1.0 m halkaisijaltaan sokea ympyrä lattialla; 6 m:ssä sokea ympyrä kasvaa 1.6-2.0 m:iin. Suunnittele viereiset kamerat kattamaan nämä vyöhykkeet ristiin; katso CCTV:n sokeat pisteet.

Yleiset dome-FOV-virheet

Viisi virhettä selittää useimmat huonosti suoriutuvat dome-asennukset. Jokainen on korjattavissa suunnitteluvaiheessa ja kallis korjata asennuksen jälkeen.

Domen mitoitus: läpikäyty esimerkki

Skenaario: 8 m leveä × 12 m pitkä myymälätila, katonkorkeus 3.0 m. Asiakas haluaa tunnistustason kuvaa jokaisesta kävijästä ja hyväksyy tarkkailutason takakulmissa. Budjetti sallii yhden domen.

Vaihe 1: valitse asennuspaikka. Asenna dome keskelle, 4 m etuovesta ja 4 m kummastakin sivuseinästä. Dome on 3.0 m korkeudessa, katsoo suoraan alas 360° näkymällä kuvussa (käytämme domen luonnollista pyöreää FOV:ta).

Vaihe 2: laske vaadittu FOV. Diagonaalinen etäisyys domesta huoneen kauimmaiseen kulmaan on √((8/2)² + (12-4)²) ≈ √(16 + 64) ≈ 8.9 m. Kattaaksemme tämän alaspäin suunnatulla domella 3 m korkeudessa tarvitsemme HFOV:n, joka on riittävän leveä, jotta projisoitu säde lattialla on vähintään 8.9 m. HFOV ≈ 2 · arctan(8.9 / 3.0) ≈ 144°: liian leveä tavalliselle domelle. Joko siirrä dome (takaseinälle ja kallista eteenpäin) tai hyväksy 2.8 mm dome, joka kattaa vain etummaiset 8-10 m tunnistustasolla.

Vaihe 3: valitse objektiivi. 4 MP dome 2.8 mm objektiivilla 1/2.7" anturilla antaa ~108° HFOV:n. 3 m korkeudessa se kattaa ympyrän, jonka säde on 3 · tan(54°) ≈ 4.1 m lattiatasolla, eli ympyrän, jonka halkaisija on 8.2 m. Huoneen etummaiset 4 m × 8 m on katettu hyvin; takimmaiset 4 m × 8 m jäävät juuri tunnistussäteen ulkopuolelle. PPM 5 m maaetäisyydellä on 186 (tunnistaminen+); 8 m:ssä se on 116 (juuri tunnistamisen alapuolella).

Vaihe 4: varmista asiakkaan vaatimuksia vasten. Asiakas halusi tunnistamisen jokaisesta kävijästä. Yhden domen ratkaisu antaa tunnistamisen vain 7.5 m asti. Tehtävän täyttämiseksi joko lisää toinen dome huoneen taakse (peilattu sijoitus, 4 m takaseinästä) tai päivitä 4 MP varifokaaliseen domeen 4 mm polttovälillä ja siirrä dome takaseinälle sisäänkäyntiä kohti: tämä antaa 84° HFOV:n ja 200+ PPM:n koko 12 m:n pituudelta.

Vaihe 5: toista laskelma. Syötä pohjapiirros, domen sijainti ja objektiivivalinta FOV-laskuriin nähdäksesi kattavuuden 2D-piirroksella; ristiintarkista PPM etäisyydellä DORI-laskurilla; valitse tarkka malli kamerakatalogista. Taustaa varten FOV-laskennasta katso näkökenttä selitettynä ja etsi tuntemattomat termit sanastosta.