Objektyvų parinkimo įrankis

Kaip židinio nuotolis, jutiklis ir DORI sąveikauja

Židinio nuotolis yra atstumas milimetrais tarp objektyvo optinio centro ir vaizdo jutiklio, kai objektyvas fokusuotas į begalybę. Trumpesni židinio nuotoliai fiksuoja platesnius kampus; ilgesni židinio nuotoliai fiksuoja siauresnius kampus su didesniu tariamu padidinimu. Tas pats objektyvas elgiasi skirtingai ant skirtingo dydžio jutiklių – 4 mm objektyvas ant 1/3" jutiklio duoda 65° HFOV, tas pats 4 mm objektyvas ant 2/3" jutiklio duoda 95° HFOV. Objektyvo parinkimas be jutiklio parinkimo yra beprasmis.

Praktikoje montuotojams keturios EN 62676-4 DORI ribos švariai susiejamos su židinio nuotolio rekomendacijomis, kai atstumas ir jutiklis fiksuoti. Ant 1/2.8" 4 MP kameros (modalinė CCTV konfigūracija 2026 m.) taisyklės yra tokios: 2,8 mm Detect klasės aprėpčiai iki 5 m, 4 mm Observe klasės aprėpčiai 5–10 m, 6 mm Recognize klasės aprėpčiai 10–15 m, 8 mm Recognize 15–20 m arba Identify 8–10 m, 12 mm Identify 12–18 m, ir 16–25 mm Identify virš 20 m. Aukščiau esantis skaičiuotuvas taiko supaprastintą šio susiejimo versiją Jūsų įvestam tiesioginio matomumo atstumui, atsižvelgdamas į montavimo aukštį per įstrižąjį atstumą.

Fiksuoti objektyvai įpareigoja Jus prie vieno židinio nuotolio; variofokaliniai objektyvai (pvz., 2,8–12 mm) leidžia derinti vietoje sumontavus kamerą. Fiksuoti objektyvai paprastai 30–50 % pigesni, šiek tiek aštresni esant pilnai diafragmai ir turi mažiau judančių dalių, kurios galėtų sugesti. Variofokaliniai objektyvai yra tinkamas pasirinkimas, kai (a) diegimo atstumas neaiškus, (b) klientas gali pertvarkyti baldus ar lentynas, arba (c) diegiate vieną SKU keliuose objektuose ir norite standartizuoti inventorių. Motorizuotas variofokalinis – kartais vadinamas „auto-focus“ arba „remote zoom“ – prideda galimybę reguliuoti iš VMS neapsilankant objekte, kas atsiperka po vieno išvengto apsilankymo.

Fish-eye objektyvai (1,0–1,8 mm, dažnai M12 jungtis) pasiekia 180–360° pusrutulinę aprėptį tyčia iškreipdami vaizdą. Pikselių tankis pakraščiuose yra dramatiškai mažesnis nei centre, todėl efektyvus fish-eye DORI atstumas yra daug trumpesnis nei rodo jo kampinė aprėptis. Naudokite fish-eye situacijos suvokimui – žinoti, kad kažkas yra kažkur kambaryje – ir poruokite su atskira teleobjektyvo kamera bet kokiai identifikacijos užduočiai. Standartiniai stačiakampiai objektyvai (2,8 mm ir ilgesni ant įprastų jutiklių) išsaugo tiesias linijas ir tolygų pikselių tankį, kuriuo remiasi kiekvienas DORI skaičiavimas.

Objektyvo kokybė svarbiausia esant stresui. Standartinė MTF (moduliacijos perdavimo funkcijos) kreivė, brėžiama objektyvų duomenų lapuose, rodo, kiek kontrasto objektyvas išlaiko didėjant erdviniams dažniams – aukštesnis MTF aukštuose dažniuose reiškia aštresnę detalę. Stikliniai elementai pranoksta plastikinius pagal MTF, šiluminę stabilumą ir ilgalaikį aiškumą, bet kainuoja tris-penkis kartus daugiau. 2,8–4 mm plačiakampiams objektyvams, kur pikselių tankis jau mažas, biudžeto plastikinis objektyvas yra pakankamas. 12 mm ir ilgesniems, kur kiekviena MTF linija virsta įrodomuoju nuotoliu, aukščiausios klasės stiklas su mažo dispersijos (LD) elementais greitai atsiperka.

F-stop – rašomas f/1.6, f/2.0 ir t. t. – yra židinio nuotolio ir įėjimo vyzdžio skersmens santykis ir nustato, kiek šviesos pasiekia jutiklį. Mažesni f skaičiai surenka daugiau šviesos. f/1.4 yra dvigubai šviesesnis nei f/2.0, keturis kartus šviesesnis nei f/2.8. Mažo apšvietimo diegimams (automobilių aikštelėms naktį, sandėliams su prastu apšvietimu) kiekvienas stop'as svarbus: f/1.6 objektyvas duos naudojamą vaizdą, kur f/2.4 objektyvas nukris žemiau minimalaus kameros lux reitingo. Kompromisas – ryškumo gylis ir kraštų aštrumas – platesnės diafragmos sufokusuoja siauresnį atstumo diapazoną ir parodo daugiau chromatinės aberacijos. Identifikacijai dideliu atstumu nuo 20 m geroje šviesoje f/2.0–f/2.4 yra idealus diapazonas. Mažo apšvietimo dome diegimams 5–10 m teikite pirmenybę f/1.4–f/1.6.

Kaip naudotis šiuo objektyvų parinkimu

1. Nustatykite montavimo aukštį. Naudokite tikrą sumontuotos kameros aukštį virš taikinio plokštumos. Lubose montuojamoms vidaus kameroms taikinio plokštuma paprastai yra grindys; ant stulpo montuojamoms lauko kameroms ji paprastai yra 1,5 m virš žemės (galvos aukštis). 3 m yra modalinis vidaus montavimo aukštis, 4–6 m yra tipinis lauko stulpo montavimui.
2. Nustatykite taikinio atstumą. Tai yra horizontalus atstumas tiesiogiai nuo po kamera iki taikinio. Skaičiuotuvas sujungia montavimo aukštį ir horizontalų atstumą į įstrižąjį atstumą, kurį objektyvas iš tikrųjų turi spręsti.
3. Perskaitykite rekomenduojamą objektyvą. Žaliame skydelyje rodomas židinio nuotolis, kuris pasiekia subalansuotą pikselių tankio tikslą tipinėje 4 MP 1/2.8" kameroje. Naudokite jį kaip pradinį tašką konkursų pasiūlymų projektams.
4. Palyginkite su visa lentele. Objektyvų palyginimo lentelėje rodomas kiekvienas įprastas židinio nuotolis su jo numatomu aprėpties diapazonu ir FOV. Naudokite ją alternatyvoms įvertinti – pavyzdžiui, jei Jūsų konkursas reikalauja Identify klasės aprėpties tame pačiame atstume, paspartinkite dvi pozicijas nuo rekomenduojamo objektyvo.

Praktinis pavyzdys: mažmeninio įėjimo veido identifikacija

Pagrindinės gatvės mažmenininkas turi 1,8 m pločio automatinių durų įėjimą ir nori, kad kiekvieno kliento veidas būtų sufiksuotas EN 62676-4 Identify riba (250 PPM) nuostolių prevencijos peržiūrai. Pasirinktas montavimas yra esamose lubose 3 m aukštyje virš grindų, su kamera, pozicionuota 4 m horizontaliai durų viduje, kad klientai eitų link jos įeidami.

Įstrižasis atstumas nuo kameros iki veido plokštumos 1,6 m aukštyje – tarkime, veidas yra 1,4 m žemiau kameros – yra √(4² + 1,4²) = 4,24 m. Įdėkite šias vertes į objektyvų parinkimą su montavimo aukščiu 3 m ir taikinio atstumu 4 m, ir rekomenduojamas objektyvas yra 2,8 mm. Bet ta rekomendacija kalibruota subalansuotai bendros paskirties aprėpčiai; Identify klasės pikselių tankiui ant veido turime patikrinti su aiškia DORI matematika.

Ant 4 MP 1/2.8" jutiklio (2560 horizontalūs pikseliai, 5,4 mm jutiklio plotis) 2,8 mm objektyvas duoda HFOV ≈ 88°, scenos plotį 4,24 m atstumu ≈ 8,2 m ir pikselių tankį apie 312 PPM – patogiai virš 250 PPM Identify ribos. 8,2 m horizontali aprėptis yra daug platesnė nei 1,8 m įėjimas, todėl viena kamera apima įėjimą su atsarga, kad sugautų klientus, artėjančius iš bet kurios pusės. 4 mm objektyvas duotų 478 PPM ir 5,7 m aprėptį – taip pat darbinga, su papildoma įrodomąja atsarga mainais į šiek tiek siauresnę horizontalią aprėptį.

Integratorius pasirenka 2,8–12 mm motorizuotą variofokalinį kaip SKU pasiūlymui, nes (a) tinklas turi 80 parduotuvių su skirtingais durų pločiais ir lubų aukščiais ir (b) bet kokie ateities parduotuvės išdėstymo pakeitimai gali būti perderinami nuotoliniu būdu iš VMS neišsiunčiant technikos. Bendras kainos antkainis virš fiksuoto 2,8 mm SKU yra apie 35 %, bet išvengtų išvykimų sutaupymai pasiteisina po vieno užkardyto apsilankymo per 5 metų eksploatacijos laiką.

Dažnos objektyvų parinkimo klaidos

• Objektyvo parinkimas maksimaliam atstumui, o ne darbiniam atstumui. 25 mm objektyvas puikiai apima 50 m, bet yra nenaudingas 5 m – viskas, kas arčiau, yra ne fokuse, o FOV per siauras, kad sugautų objektą. Visada rinkitės objektyvą pagal tipinį darbinį atstumą, o ne blogiausią atvejį. Jei darbinis diapazonas svyruoja, naudokite variofokalinį.
• Optinio priartinimo painiojimas su skaitmeniniu priartinimu. 12× optinis priartinimas iš tikrųjų padidina pikselių tankį ant taikinio. 12× skaitmeninis priartinimas tik padidina mažiau pikselių programine įranga – jis negali sukurti detalės, kurios objektyvas nesufiksavo. Identifikacijos reikalavimai visada reikalauja optinio nuotolio.
• F-stop ignoravimas mažo apšvietimo diegimuose. 4 mm f/2.4 objektyvas esant 5 lux yra maždaug perpus tamsesnis nei 4 mm f/1.6 – tai dažnai reiškia skirtumą tarp naudojamo spalvoto vaizdo ir triukšmingo nespalvoto IR kadro. Visada tikrinkite minimalaus apšvietimo specifikacijas objektyvo-kameros derinyje, o ne tik kameros.
• Objektyvo jungties nesuderinimas su jutiklio formatu. Objektyvas, suprojektuotas 1/3" jutikliui, smarkiai vinjetuos naudojamas su 1/2" jutikliu. Visada suderinkite objektyvo vaizdo apskritimo specifikaciją su jutiklio dydžiu arba didesniu. M12 jungtys dominuoja iki 1/2"; CS jungtis dominuoja 1/2" ir didesniems.
• Per didelis stiklo kokybės reikalavimas plačiakampiams objektyvams. 2,8 mm plačiakampis objektyvas jau plonai paskirsto pikselius – aukščiausios klasės stiklas vos pagerina naudingą raišką atstumu. Sutaupykite biudžetą ilgesnio nuotolio objektyvams, kur MTF iš tikrųjų virsta įrodomuoju nuotoliu.
• Pasvirimo sutrumpinimo pamiršimas ilguose objektyvuose. 25 mm objektyvas, nukreiptas stačiai žemyn, dramatiškai suspaudžia ryškumo gylį. Asmenys arti kadro krašto atrodo iškreipti; asmenys tolimame krašte atrodo teisingos formos, bet maži. Ilgi objektyvai reikalauja seklių pasvirimo kampų; dideli pasvirimai reikalauja trumpesnių židinio nuotolių.

Standartų ir atitikties nuorodos

• EN 62676-4:2015 — Vaizdo stebėjimo taikymo gairės. Aukščiau pateiktos objektyvų rekomendacijos kalibruotos pagal standarto 25 / 63 / 125 / 250 PPM ribas. EN 62676-4 skaičiuotuvas →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — 2025 m. atnaujinimas, pristatantis koridoriaus režimo pikselių tankį ir AI analitikos sub-pakopas; aktualus renkantis objektyvus koridorių ir mašininio matymo diegimams.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Ciklų-ant-taikinio metrika terminiams jutikliams. Skatina objektyvų parinkimą dideliu nuotoliu terminiam vaizdavimui, kur DORI netaikoma. Johnson kriterijų skaičiuotuvas →
• NDAA Section 889 — JAV viešųjų pirkimų apribojimas sąraše esantiems gamintojams; taikomas kameros ir objektyvo komplektams, parduodamiems kaip vienetas. NDAA atitikties nuoroda →
• ISO 12233 — Raiškos ir erdvinio dažnio atsako matavimo metodika. MTF matavimų, cituojamų objektyvų duomenų lapuose, pagrindas.

Skaitykite toliau