Kupolinių CCTV kamerų matymo laukas ir techninės specifikacijos

Dome kameros optika: korpusas, kupolas, IR cut

Kiekviena dome kamera yra penkių elementų vaizdo grandinė: kupolas, IR-cut filtras, objektyvo mazgas, vaizdo jutiklis ir IR LED žiedas. Kupolas yra vienintelis elementas, būdingas dome formai, ir pagrindinis FOV blogėjimo šaltinis, jei jis netinkamai nurodytas ar prižiūrimas. Standartiniai kupolai yra 2-3 mm storio akrilo (PMMA) arba polikarbonato (PC). Akrilas siūlo geresnį optinį skaidrumą (šviesos pralaidumas ~92 %) ir atsparumą įbrėžimams; polikarbonatas iškeičia keletą procentų pralaidumo į daug didesnį atsparumą smūgiams ir yra privalomas IK10 klasės atspariems vandalizmui kupolams.

Skaidrūs vs tonuoti (dūminiai) kupolai. Skaidrūs kupolai išsaugo visą šviesos ir IR pralaidumą, duodami geriausią veikimą prie silpno apšvietimo ir naktinį matymą. Tonuoti kupolai, paprastai vadinami "dūminiais" arba "black bubble" kupolais, vizualiai paslepia nutaikymo kryptį, bet sumažina matomą šviesą 30-50 % ir IR 10-20 %. Tonuotas kupolas gali sumažinti kameros veiksmingą IR siekį nuo 30 m iki 18-20 m. Tonuotus naudokite tik ten, kur paslėpta nutaikymo kryptis vertingesnė už naktinį veikimą (prabangi mažmeninė prekyba, viešbučių vestibiuliai); niekada perimetruose ar silpnai apšviestose scenose.

Kampų iškraipymas. Kupolas yra sferos atkarpa. Kai kamera pasvyra link kupolo krašto, matymo linija per akrilą eina įstrižu kampu, laužia šviesos kelią ir įneša 1-3 % statinės formos iškraipymą bei nedidelę chromatinę aberaciją kadro kampuose. Tai nematoma esant nedideliems pasvirimo kampams (mažiau nei 30° nuo vertikalės), bet tampa ryšku virš 60° pasvirimo, kur vaizdo kraštas gali prarasti 5-8 % veiksmingos skiriamosios gebos. Objektyvų gamintojai didžiąją dalį to koreguoja skaičiavimo profiliais, bet poveikis plataus kampo modeliuose yra realus.

IR atspindys ir nešvaraus kupolo problema. IR LED žiedas yra kupolo viduje, iškart už objektyvo vamzdžio. Jei kupolo paviršiuje kaupiasi dulkės, pirštų atspaudai ar įbrėžimai, IR šviesa atsispindi nuo šių netobulumų atgal į objektyvą ir sukuria švytinčią baltą dėmę nakties vaizdo centre. Tai dažniausia "akla naktį" skundų priežastis dome įrengimuose. Kupolo valymas mikropluošto šluoste atkuria veikimą; giliai subraižyti kupolai turi būti pakeisti. Aukštesnės klasės dome (Axis Q35, Hikvision DarkFighter, Dahua Lite AI) naudoja putplasčio šviesos tarpiklį tarp objektyvo vamzdžio ir kupolo šiam vidiniam atspindžiui blokuoti: duomenų lape ieškokite "IR baffle" arba "light isolation".

Atsparūs vandalizmui vs paprasti korpusai. Paprastas patalpų dome paprastai naudoja 1.5-2 mm akrilą ir plastikinį pagrindo žiedą (IK04-IK06). Atsparus vandalizmui dome naudoja 3-4 mm polikarbonatą, liejamą aliuminio pagrindą, apsaugotus nuo išsukimo varžtus ir yra išbandytas iki IK10 (50 J smūgis). Atsparus vandalizmui korpusas sveria 600-1200 g prieš 200-400 g patalpų, o tai svarbu montuojant į pakabinamų lubų plokštes, kur virš 700 g reikalingas galinės dėžutės sutvirtinimas.

Dome FOV pagal židinio nuotolį: lentelė 2.8 / 4 / 6 / 8 / 12 mm

Dome horizontalus matymo laukas priklauso nuo dviejų verčių: židinio nuotolio ir jutiklio įstrižainės. Formulė yra HFOV = 2 · arctan(jutiklio_plotis / (2 · židinio_nuotolis)). Žemiau esanti lentelė pateikia horizontalų ir vertikalų FOV penkiems dažniausiems židinio nuotoliams trijuose šiuolaikiniuose jutiklių dydžiuose. Skaičiai yra tipinės gamintojų specifikacijos, suapvalintos iki artimiausio laipsnio; atskiri modeliai skiriasi ±2°.

Atkreipkite dėmesį, kad perėjimas nuo 1/3" prie 1/2" jutiklio esant tam pačiam židinio nuotoliui išplečia HFOV maždaug 25 %. Todėl aukštesnės klasės dome su 1/1.8" jutikliais nurodo pastebimai platesnius kampus nei biudžetiniai 1/3" vienetai, net jei abu nurodo 2.8 mm objektyvą. Tiksliems skaičiams pagal modelį praleiskite savo vertes per FOV skaičiuoklę arba objektyvų parinkiklį.

Fiksuotas dome vs varifokalinis vs motorizuotas PTZ dome

Dome kameros skirstomos į tris optines šeimas, kiekviena su skirtingu FOV kontrolės modeliu ir kaina.

Dome su fiksuotu objektyvu (60-180 €). Židinio nuotolis gamykloje priklijuotas prie objektyvo mazgo. Tipiniai fiksuoti ilgiai yra 2.8 mm ir 4 mm. Privalumai: mažiausia kaina, mažiausias korpusas, mažiausias energijos suvartojimas (3-5 W), geriausias optinis ryškumas už kainą. Trūkumai: jokio reguliavimo vietoje; jei scena pasikeičia, kamera keičiama. Fiksuotus kupolus naudokite pasikartojantiems diegimams, kur viena scena atitinka vieną modelį: viešbučių koridoriai, klasių blokai, vienodo pločio parduotuvių praėjimai.

Motorizuoti varifokaliniai dome (150-450 €). Objektyvas turi motorizuotą priartinimą ir fokusavimą, paprastai 2.8-12 mm. Montuotojas ar operatorius židinio nuotolį nustato nuotoliniu būdu per kameros žiniatinklio sąsają. Privalumai: vienas modelis apima kiekvieną sceną nuo 25 m² patalpų iki 80 m koridorių, jokių apsilankymų su kopėčiomis perkreipti, palaiko automatinį fokusavimą judant. Trūkumai: 30-50 % didesnė kaina, šiek tiek didesnis korpusas, mechaninis priartinimo mechanizmas gali sugesti po 5-7 metų. Tai numatytasis pasirinkimas rimtiems įrengimams ir vienintelis protingas, kai scenos projektavimo etape dar nėra galutinės.

PTZ dome (800-3000 € ar daugiau). Pan-tilt-zoom kupolai sujungia varifokalinį objektyvą (paprastai 4.8-120 mm ar didesni priartinimo santykiai) su motorizuotu sukimu (360° be pertraukos) ir pakreipimu (90-180°). Kupolas didesnis (140-260 mm skersmens), kad tilptų besisukantis optinis blokas. Privalumai: viena kamera apima tai, kam kitaip reikėtų 6-12 fiksuotų kamerų, išankstiniai nustatymai ir turai leidžia planuotą kelių zonų aprėptį, optinis priartinimas suteikia identifikavimo lygio detales 50-200 m atstumu. Trūkumai: bet kuriuo momentu apimama tik viena zona; PTZ nepakeičia tos pačios srities fiksuotos aprėpties, tik ją papildo. Žr. visą dome vs bullet vs PTZ palyginimą.

Jutiklių dydžiai (1/2.8", 1/2.5", 1/1.8") ir poveikis FOV

Jutiklio dydis yra antras kintamasis, nustatantis matymo lauką esant duotam židinio nuotoliui. Pavadinimų konvencija (1/3", 1/2.8", 1/2.7", 1/2.5", 1/2", 1/1.8") yra vidikono vamzdžių palikimas ir neatitinka fizinės jutiklio įstrižainės coliais. Tikrieji įstrižainių matmenys:

Didesnis jutiklis = platesnis FOV esant tam pačiam židinio nuotoliui. 2.8 mm objektyvas su 1/3" jutikliu duoda ~96° HFOV; tas pats židinio nuotolis su 1/1.8" jutikliu duoda ~126° HFOV. Didesnis jutiklis taip pat turi didesnius fotodiodus (paprastai 2.4 µm prieš 1.4 µm), kurie surenka daugiau šviesos vienam pikseliui ir suteikia 1-2 EV geresnį jautrumą prie silpno apšvietimo. Todėl 4 MP 1/1.8" dome pralenkia 8 MP 1/2.8" dome blausiose scenose nepaisant žemesnės nominalios skiriamosios gebos.

Duomenų lapai nurodo jutiklio dydį pirmoje eilutėje. Jei dome nurodytas kaip "4 MP" be jutiklio dydžio, manykite 1/3": biudžetinis vienetas. Premium 4 MP dome visada yra 1/1.8" arba 1/2".

Skiriamosios gebos lygiai: 2 MP, 4 MP, 5 MP, 8 MP: pikselių tankis metrui

Pikselių tankis metrui (PPM) yra vienintelis naudingas skiriamosios gebos rodiklis stebėsenai. Jis išreiškia, kiek horizontalių pikselių apima vieną scenos metrą duotu atstumu. EN 62676-4 nustato slenksčius: 25 PPM aptikimui, 62 PPM stebėjimui, 125 PPM atpažinimui, 250 PPM identifikavimui. Žemiau esanti lentelė rodo PPM 5 m, 10 m ir 20 m atstumu 2.8 mm dome keturiais skiriamosios gebos lygiais, su 108° HFOV (1/2.7" jutiklis).

Kaip skaityti lentelę: 4 MP 2.8 mm dome duoda atpažinimo lygio detales (125+ PPM) tik iki ~7.5 m. Toliau turite stebėjimo lygio medžiagą, pagal veidą neidentifikuojamą. Norėdami pailginti identifikavimo atstumą, padidinkite skiriamąją gebą (pereikite prie 8 MP) arba susiaurinkite objektyvą (pereikite prie 4 mm ar 6 mm dome). Išsamesnei šio kompromiso analizei skaitykite megapikseliai prieš atstumą.

DORI atstumai tipiniams dome modeliams

Gamintojų skelbiami DORI atstumai (Detection, Observation, Recognition, Identification) seka EN 62676-4 pikselių tankio apibrėžimais. Žemiau pateikti oficialūs DORI skaičiai iš trijų didelių gamintojų, kiekvienas tipiniam 4 MP dome modeliui.

Naudokite juos kaip projektavimo atramas, o ne kaip absoliučius pažadus: tikrasis DORI priklauso nuo šviesos lygio, kontrasto, judesio susiliejimo ir kodeko suspaudimo. Jūsų pačių modelio ir scenos deriniui DORI skaičiuoklė pateikia keturis atstumus bet kuriai objektyvo ir skiriamosios gebos porai, o DORI išsami analizė paaiškina, kaip slenksčiai buvo išvesti.

IK10 atsparumas vandalizmui, IP66/IP67, darbo temperatūra

Aplinkos klasės lemia, ar dome išgyvens ten, kur ją sumontuojate. Reikia perskaityti tris atskirus standartus: IK (smūgis), IP (dulkės/vanduo) ir darbo temperatūrą.

IK klasės (IEC 62262) matuoja smūgio energiją džauliais. IK08 = 5 J (1.7 kg iš 30 cm); IK10 = 20 J standartinis arba 50 J sustiprintas (5 kg iš 40 cm, atitinka stiprų beisbolo lazdos smūgį). IK10 nurodykite: mokykloms, kalėjimams, viešajam transportui, stadionams, pirmojo aukšto išorei ir visur, kur kamera pasiekiama ant grindų stovinčiam žmogui. Patalpų biurai ir lubos virš 3.5 m gali naudoti IK08 arba neklasifikuotus patalpų korpusus.

IP klasės (IEC 60529) yra dviženklės: pirmasis kietosioms dalelėms, antrasis skysčiams. IP66 = nepralaidus dulkėms + galingi vandens srautai (12.5 mm purkštukas, 100 kPa, 3 m atstumas, jokio žalingo patekimo). IP67 = nepralaidus dulkėms + laikinas panardinimas iki 1 m gylio 30 minučių. IP66 pakanka 95 % lauko scenarijų, įskaitant lietų su vėju ir plovimą. IP67 reikalingas tik ten, kur galimas stovintis vanduo ar potvynis (rūsių įėjimai, krantinių sienos, maisto perdirbimas). IP68 (nuolatinis panardinimas) yra retas ir nereikalingas už baseinų ar jūrinių pritaikymų ribų.

Darbo temperatūra. Standartiniai kupolai veikia nuo -10°C iki +50°C. Šaltos aplinkos kupolai ( -40°C iki +60°C) turi vidinį šildytuvą, kuris aktyvus suvartoja 4-8 W ir reikalauja PoE+ (30 W) arba papildomo 12 VDC. Įrengimams Šiaurės Europoje, Kanadoje ar Alpių regionuose nurodykite -40°C variantą: standartinės dome kupolas gali įtrūkti esant -25°C, o jos IR-cut filtras su LCD užraktu nepatikimai persijungia žemiau -15°C.

Jungtinė lauko specifikacija. Saugus pagrindas lauko kupolams viešoje aplinkoje yra: IP66 + IK10 + -30°C iki +60°C + PoE 802.3af (arba PoE+, jei su šildytuvu). Patikrinkite visus tris duomenų lape; tiekėjai kartais atitinka du iš trijų ir tyliai praleidžia trečią.

Montavimo aukščiai: lubos prieš sieną prieš kabinamas

Montavimo aukštis keičia ir apimamą plotą, ir pikselių tankį tikslo plokštumoje. Naudokite šiuos atskaitos aukščius kaip projektavimo atskaitos taškus.

Patalpų lubos, įleidžiama dome. 2.4-3.0 m. Žemiau 2.4 m dome yra pažeidžiama vandalizmo net patalpose; virš 3.0 m 2.8 mm dome viršys identifikavimo siekį savo FOV pakraštyje. Veidams fiksuoti prie įėjimų nustatykite dome 2.7 m aukštyje ir 0.5-1.5 m už durų, pakreiptą 10° žemyn.

Patalpų siena, dome ant laikiklio. 3.0-4.0 m su 15-25° pasvirimu žemyn. Montavimas ant sienos yra tinkamas pasirinkimas, kai montavimas ant lubų nepraktiškas (pakabinamos lubos be prieigos prie ertmės, kanalai kelyje) arba kai norite kryptinio vaizdo, o ne 360° žvilgsnio žemyn. Sieninė dome 3.5 m aukštyje su 4 mm objektyvu ir 20° pasvirimu apima 6 m pločio × 12 m ilgio zoną atpažinimo lygio detalėmis.

Lauko siena, atbraila ar frontonas. 3.5-4.5 m. Montuokite po atbrailos iškyša, kad kupolą apsaugotumėte nuo tiesioginio lietaus ir saulės, o tai sumažina akinimą ir pailgina kupolo tarnavimo laiką. Pakreipkite 20-30° žemyn tipiniam privažiavimo ar kiemo vaizdui.

Lauko kabinama, stulpas ar sija. 4-8 m, o 6 m yra idealu stovėjimo aikštelėms ir priešaikštėms. Virš 8 m 2.8 mm dome žemės lygyje nukrenta žemiau 125 PPM (atpažinimas) net su 4 MP jutikliu: pereikite prie 6 mm ar 8 mm objektyvo ir susitaikykite su siauresniu FOV arba pereikite prie 8 MP jutiklio. Labai aukštiems stulpams (10-12 m) kabinamos PTZ dome yra ekonomiškesnės nei keturios ar penkios fiksuotos.

Pasvirimo ribos. Kiekviena dome turi didžiausią pasvirimą, paprastai 75-80° nuo horizontalės. Tai sukuria 10-15° aklą kūgį tiesiai po įrenginiu. Dome 3 m aukštyje turi 0.8-1.0 m skersmens aklą apskritimą ant grindų; ties 6 m aklas apskritimas išauga iki 1.6-2.0 m. Planuokite gretimas kameras šioms zonoms kryžmiškai dengti; žr. CCTV aklosios zonos.

Dažnos dome FOV klaidos

Penkios klaidos paaiškina daugumą prastai veikiančių dome įrengimų. Kiekviena ištaisoma projektavimo metu ir brangiai taisoma po įrengimo.

Kaip dimensionuoti dome: išspręstas pavyzdys

Scenarijus: parduotuvės aukštas 8 m pločio × 12 m ilgio su 3.0 m lubomis. Klientas nori atpažinimo lygio medžiagos apie kiekvieną lankytoją ir sutinka su stebėjimo lygiu galiniuose kampuose. Biudžetas leidžia vieną dome.

1 žingsnis: pasirinkite montavimo vietą. Sumontuokite dome centre, 4 m nuo priekinių durų ir 4 m nuo kiekvienos šoninės sienos. Dome yra 3.0 m aukštyje, žiūri tiesiai žemyn su 360° vaizdu ties kupolu (naudosime natūralų dome apskritą FOV).

2 žingsnis: apskaičiuokite reikiamą FOV. Įstrižainės atstumas nuo dome iki tolimiausio patalpos kampo yra √((8/2)² + (12-4)²) ≈ √(16 + 64) ≈ 8.9 m. Kad tai apimtume žemyn nukreipta dome 3 m aukštyje, mums reikia pakankamai plataus HFOV, kad projektuojamas spindulys ant grindų būtų bent 8.9 m. HFOV ≈ 2 · arctan(8.9 / 3.0) ≈ 144°: per platus standartinei dome. Arba perkelkite dome (prie galinės sienos ir pakreipkite į priekį), arba susitaikykite su 2.8 mm dome, kuri atpažinimo lygiu apima tik pirmuosius 8-10 m.

3 žingsnis: pasirinkite objektyvą. 4 MP dome su 2.8 mm objektyvu ir 1/2.7" jutikliu užtikrina ~108° HFOV. 3 m aukštyje tai apima apskritimą, kurio spindulys 3 · tan(54°) ≈ 4.1 m grindų lygyje, t. y. 8.2 m skersmens apskritimą. Pirmieji 4 m × 8 m patalpos gerai padengti; galiniai 4 m × 8 m yra tiesiog už atpažinimo spindulio. PPM esant 5 m atstumui žeme yra 186 (atpažinimas+); esant 8 m yra 116 (tiesiog žemiau atpažinimo).

4 žingsnis: patikrinkite pagal kliento reikalavimus. Klientas norėjo atpažinimo kiekvienam lankytojui. Vienos dome sprendimas duoda atpažinimą tik iki 7.5 m. Kad atitiktumėte užduotį, arba pridėkite antrą dome patalpos gale (veidrodinis išdėstymas, 4 m nuo galinės sienos), arba pereikite prie 4 MP varifokalinės dome su 4 mm židinio nuotoliu ir perkelkite dome prie galinės sienos veidu į įėjimą: tai duoda 84° HFOV ir 200+ PPM per visą 12 m ilgį.

5 žingsnis: pakartokite skaičiavimą. Įveskite planą, dome vietą ir objektyvo pasirinkimą į FOV skaičiuoklę, kad vizualizuotumėte aprėptį 2D plane; patikrinkite PPM atstumu su DORI skaičiuokle; tikslų modelį pasirinkite kamerų kataloge. FOV skaičiavimo fonui žr. matymo laukas paaiškintas, o nepažįstamų terminų ieškokite žodynėlyje.