FOV-calculator

HFOV, VFOV en IFOV - de wiskunde achter elke CCTV-camera

Het FOV van een camera wordt bepaald door precies twee fysische grootheden: de actieve afmetingen van de beeldsensor en de focal length van de lens. Al het andere - megapixels, codec, branding, montagetype - is irrelevant voor de hoekdekking. De HFOV is HFOV = 2 × arctan(W / 2f), waarbij W de actieve sensorbreedte in millimeter is en f de focal length van de lens in millimeter. De VFOV is dezelfde formule met de sensorhoogte H in plaats van W. De diagonale FOV gebruikt de sensordiagonaal. De meeste CCTV-specsheets vermelden alleen HFOV; de bovenstaande calculator leidt deze af uit de focal length en sensor-preset die u kiest.

Aspect ratio is van belang omdat sensorbreedte en sensorhoogte niet onafhankelijk zijn. Een moderne 16:9 CMOS zoals de Sony IMX415 heeft een actief gebied van 5,6 × 3,1 mm (1/2.8" optisch formaat). Met een 4 mm-lens geeft dat HFOV ≈ 70° maar VFOV ≈ 42°. Een 4:3-sensor met equivalente diagonaal zou HFOV ≈ 64° en VFOV ≈ 50° geven. "Wide angle" specificeren zonder te zeggen welke as breed is, is dubbelzinnig: dezelfde lens ziet er dramatisch anders uit op 16:9- versus 4:3-sensoren.

Sensorgroottes in CCTV zijn overgenomen van vidicon-buisnomenclatuur en komen bijna nooit overeen met de letterlijke fractie. Een "1/3 inch"-sensor is ongeveer 4,8 mm breed, een "1/2.7 inch" 5,0 mm, een "1/2.8 inch" 5,4 mm, een "1/2 inch" 6,4 mm, een "2/3 inch" 8,8 mm en een "1 inch" 12,8 mm. De letterlijke inch-fractie gebruiken in een FOV-formule overschat de hoekdekking met 30-60%. Zoek altijd de actieve mm-breedte op uit het sensor-datasheet, of vertrouw op de bekende presets in de bovenstaande calculator.

IFOV - het instantane FOV, of de hoekgrootte van een enkele pixel - bepaalt eigenlijk of u een gezicht kunt waarnemen of een kenteken kunt lezen. IFOV in milliradialen is ruwweg 1000 × pixel_pitch / focal_length. Een 1/2.8" 4 MP-sensor heeft een pixel pitch van ongeveer 2,0 µm; met een 4 mm-lens is dat 0,5 mrad/px, of ruwweg één pixel per 2 mm op 4 m afstand. Vermenigvuldig met de vereiste pixels op het doel (typisch 200 px op een gezicht voor identificatie) en u heeft de maximale identificatieafstand zonder volledige DORI-wiskunde aan te roepen.

Corridor mode roteert de sensor 90° zodat de lange as verticaal loopt - nuttig voor gangen, roltrappen en smalle gangpaden. HFOV en VFOV wisselen plaats in de firmware, en de camera produceert een videostream in portretoriëntatie. De VMS moet 9:16-layout ondersteunen om deze correct weer te geven. Multi-sensor- en panoramacamera's stitchen overlappende frames van twee tot acht sensor-lens-paren om een aaneengesloten breed veld te produceren - typische effectieve HFOV is 180° of 360°, maar de resolutie aan de naden zakt merkbaar en de pixeldichtheid per meter op afstand is niet beter dan een enkele sensor met hetzelfde MP-aantal.

Kantelcorrectie is van belang voor elke camera die niet perfect horizontaal is gericht. Als een camera op 4 m hoogte naar een doel op de grond op 10 m afstand kijkt, is de schuine afstand √(4² + 10²) = 10,77 m, niet 10 m. De VFOV legt zowel dichte als verre grond tegelijk vast, dus de pixeldichtheid varieert dramatisch over de geprojecteerde voetafdruk. De meeste planningsfouten gaan terug op engineers die dit negeren en uitgaan van een schone rechthoekige grondvoetafdruk met uniforme PPM.

Hoe deze FOV-calculator te gebruiken

1. Kies het sensorformaat. De vier presets dekken bijna elke fixed-lens-camera die vandaag wordt geleverd: 1/3" voor instap-bullets, 1/2" voor mid-tier turrets en de meeste 4 MP-camera's, 2/3" voor premium box- en PTZ-modellen, en 1" voor laaglicht-specialistische sensoren. De mm-breedte wordt automatisch ingevuld.
2. Stel de focal length in. Sleep de schuif voor elke waarde tussen 1 en 50 mm, of klik op een populaire preset (2,8, 3,6, 4, 6, 8, 12, 16, 25, 35, 50). Voor een varifocale lens evalueert u de calculator aan beide uiteinden van het zoombereik.
3. Stel de doelafstand in. Dit is de horizontale afstand van de camera tot het vlak van interesse - de poort, de schaprij, de rand van de parkeerplaats. Gebruik meters of feet volgens uw eenheidsvoorkeur. De dekkingsbreedte op die afstand wordt hieronder live berekend.
4. Lees de twee uitvoerkaarten. De eerste toont de horizontale hoek-FOV in graden - nuttig bij vergelijking met fabrikantenmarketing. De tweede toont de lineaire scènebreedte gedekt op uw gekozen afstand - nuttig bij vergelijking met het fysieke gebied dat u moet bewaken.

Uitgewerkt voorbeeld: parkeerplaats ANPR

De manager van een retailpark wil ANPR bij de eenrichtingsvoertuig-toegang. De rijbaan is 3,5 m breed, en de camera wordt op 4 m hoogte gemonteerd op een paal die 12 m van de leeslijn staat. Het voertuig moet langzaam genoeg rijden om identificeerbaar te zijn - neem 10 km/u of minder aan, wat een sluitertijdbudget van ongeveer 1/250 s geeft.

Begin met een 4 MP-camera (2560 horizontale pixels) op een 1/2.8"-sensor. Om een Europees kenteken (520 mm breed) betrouwbaar te lezen, heeft u minimaal 250 PPM op het kentekenvlak nodig - equivalent aan ongeveer 130 pixels over de plaat zelf. Voer een 4 mm-lens in de calculator in: HFOV ≈ 68°, scènebreedte op 12 m ≈ 16,2 m. Dat verspreidt 2560 pixels over 16,2 m, wat slechts 158 PPM oplevert - ruim onder de benodigde 250 PPM.

Stap op naar een 8 mm-lens. HFOV daalt naar 37,4°, scènebreedte op 12 m wordt 8,1 m, en pixeldichtheid stijgt naar 316 PPM - comfortabel boven de Identify-ondergrens van 250 PPM. De horizontale dekking van 8,1 m bevat eenvoudig de 3,5 m-rijbaan plus marge. De schuine afstand van de 4 m-montagehoogte naar de 12 m-leeslijn is √(4² + 12²) = 12,65 m, dus de effectieve PPM op het schuine doelvlak ligt dichter bij 300, nog steeds ruim boven de drempel.

Een 12 mm-lens zou 474 PPM geven - overdreven voor één rijbaan en te smal om kentekens te vangen als een voertuig iets opzij stopt. De 8 mm-lens is de juiste keuze. Dezelfde berekening toont ook waarom "elke 4 MP-camera" niet voldoende is: een 4 mm-lens op 12 m zet eenvoudigweg niet genoeg pixels op de plaat, ongeacht hoe de camera wordt gemarket.

Veelvoorkomende FOV-fouten

• De letterlijke inch-fractie als sensorbreedte gebruiken. Een 1/2.8"-sensor is geen 1/2.8 inch (9 mm) breed - hij is 5,4 mm. De verkeerde breedte gebruiken maakt elke FOV-waarde 30-60% te breed en elke afstandsschatting te optimistisch.
• HFOV citeren wanneer de installatie VFOV nodig heeft. Hallen en gangen geven om verticale dekking, niet horizontale. Roteer naar corridor mode of bereken VFOV expliciet. De standaard HFOV-waarde uit de specsheet is irrelevant voor toepassingen op de verticale as.
• Kanteling en schuine afstand negeren. Een camera op 4 m hoogte gericht op een doel op de grond op 10 m afstand heeft een schuine afstand van 10,77 m en de vloervoetafdruk is een trapezium, geen rechthoek. De eenvoudige horizontale FOV-wiskunde is alleen exact op de optische as.
• Aspect ratio vergeten bij mengen van 16:9 en 4:3. Een 4 mm-lens op een 16:9 1/2.8"-sensor geeft 70° HFOV maar slechts 42° VFOV. Dezelfde lens op een 4:3-sensor met equivalente diagonaal geeft 64° HFOV en 50° VFOV. Hardware door elkaar gehaald over formaten produceert inconsistente dekking, zelfs als "de lens dezelfde is".
• Panoramische FOV als optelbaar behandelen. Een 4-sensor 360°-camera geeft geen 4× de pixels op afstand - hij geeft 1× de pixeldichtheid van een enkele sensor op een gegeven bereik, alleen gestitched over een bredere azimut. Gebruik een panoramacamera voor situational awareness, niet voor langeafstandsidentificatie.

Normen en compliance-referenties

• EN 62676-4:2015 — Toepassingsrichtlijn voor videobewakingssystemen. Definieert het DORI-pixeldichtheidskader dat FOV converteert naar operationele prestatiecategorieën. EN 62676-4 calculator →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — De internationale verversing van 2025 die corridor mode-pixeldichtheid (PPM_v) en AI-analytics-bewuste subtiers introduceert.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Cycles-on-target-metriek voor thermische sensoren, met 1,5 / 6 / 12 cycli voor Detect / Recognize / Identify. Gebruikt hoekmetrieken in plaats van pixelaantallen. Johnson Criteria calculator →
• NDAA Section 889 — US-aanschafrestrictie op betreffende videoapparatuur van vermelde fabrikanten; orthogonaal aan FOV-wiskunde maar typisch een aanbestedingsvoorwaarde. NDAA compliance-referentie →
• IEC 61146-1 — Meetmethoden voor videocamera's: definieert de formele procedures voor het meten van resolutie, gevoeligheid en hoekdekking op laboratoriumniveau.

Verder lezen