Campo de visão e especificações técnicas das câmaras CCTV dome

Ótica da câmara dome: invólucro, bolha, filtro IR cut

Toda a câmara dome é uma pilha de imagem de cinco elementos: a bolha da dome, o filtro IR cut, o conjunto da objetiva, o sensor de imagem e o anel de LED IR. A bolha é o único elemento exclusivo do formato dome e é a principal fonte de degradação do FOV se for mal especificada ou mal conservada. As bolhas padrão são de acrílico (PMMA) ou policarbonato (PC) com 2-3 mm de espessura. O acrílico oferece melhor clareza ótica (transmissão de luz ~92%) e resistência a riscos; o policarbonato troca algumas percentagens de transmissão por uma resistência ao impacto muito superior e é obrigatório em domes antivandalismo com classificação IK10.

Bolhas transparentes vs fumadas. As bolhas transparentes preservam toda a passagem de luz e a transmissão de IR, dando o melhor desempenho com pouca luz e em visão noturna. As bolhas fumadas, normalmente chamadas domes "fumadas" ou de "bolha preta", escondem visualmente a direção da visada mas cortam a luz visível em 30-50% e o IR em 10-20%. Uma bolha fumada pode reduzir o alcance efetivo de IR de uma câmara de 30 m para 18-20 m. Use fumadas apenas onde a direção encoberta da visada valha mais do que o desempenho noturno (comércio de luxo, átrios de hotéis); nunca em perímetros ou cenas com pouca luz.

Distorção nos cantos. A bolha é uma secção esférica. Quando a câmara se inclina para a borda da bolha, a linha de visão atravessa o acrílico num ângulo oblíquo, refratando o percurso da luz e introduzindo 1-3% de distorção em barril, mais uma ligeira aberração cromática nos cantos do fotograma. Isto é invisível a inclinações suaves (abaixo de 30° da vertical) mas torna-se pronunciado acima de 60° de inclinação, onde a borda da imagem pode perder 5-8% da resolução efetiva. Os fabricantes de objetivas corrigem grande parte disto com perfis computacionais, mas o efeito é real nos modelos grande angular.

Reflexo do IR e o problema da dome suja. O anel de LED IR fica dentro da bolha, mesmo fora do tubo da objetiva. Se a superfície da bolha acumular pó, impressões digitais ou riscos, a luz IR reflete-se nessas imperfeições de volta para a objetiva, produzindo uma mancha branca luminosa no centro da imagem noturna. Esta é a causa mais comum das queixas de "cega à noite" em instalações com domes. Limpar a bolha com um pano de microfibra restaura o desempenho; bolhas muito riscadas têm de ser substituídas. As domes de gama mais alta (Axis Q35, Hikvision DarkFighter, Dahua Lite AI) usam uma junta de espuma de isolamento de luz entre o tubo da objetiva e a bolha para bloquear este reflexo interno: procure na ficha técnica "IR baffle" ou "light isolation".

Invólucros antivandalismo vs comuns. Uma dome interior comum usa normalmente acrílico de 1.5-2 mm e um anel de base de plástico (IK04-IK06). Uma dome antivandalismo usa policarbonato de 3-4 mm, base de alumínio injetado, parafusos antivandalismo e é testada até IK10 (impacto de 50 J). O invólucro antivandalismo pesa 600-1200 g contra 200-400 g para o interior, o que importa em instalações em placas de teto falso, onde é necessário um reforço de caixa traseira acima de 700 g.

FOV da dome por distância focal: tabela de 2.8 / 4 / 6 / 8 / 12 mm

O campo de visão horizontal de uma dome depende de dois valores: distância focal e diagonal do sensor. A fórmula é HFOV = 2 · arctan(largura_do_sensor / (2 · distância_focal)). A tabela abaixo dá o FOV horizontal e vertical para as cinco distâncias focais mais comuns em três tamanhos de sensor modernos. Os valores são especificações típicas de fabricantes, arredondadas ao grau mais próximo; os modelos individuais variam em ±2°.

Repare que passar de um sensor de 1/3" para um de 1/2" à mesma distância focal alarga o HFOV em cerca de 25%. É por isso que as domes de gama mais alta com sensores de 1/1.8" indicam ângulos visivelmente maiores do que as unidades económicas de 1/3", mesmo quando ambas especificam uma objetiva de 2.8 mm. Para números exatos por modelo, passe os seus valores pela calculadora de FOV ou pelo seletor de objetivas.

Dome fixa vs varifocal vs dome PTZ motorizada

As câmaras dome dividem-se em três famílias óticas, cada uma com um modelo diferente de controlo do FOV e um preço diferente.

Domes de objetiva fixa (60-180 €). A distância focal está colada ao conjunto da objetiva na fábrica. As distâncias fixas típicas são 2.8 mm e 4 mm. Vantagens: custo mais baixo, invólucro mais pequeno, menor consumo (3-5 W), melhor nitidez ótica para o preço. Desvantagens: sem ajuste no local; se a cena mudar, substitui-se a câmara. Use domes fixas em implementações repetíveis em que uma cena corresponde a um modelo: corredores de hotel, blocos de salas de aula, corredores de retalho de igual largura.

Domes varifocais motorizadas (150-450 €). A objetiva tem zoom e foco motorizados, tipicamente 2.8-12 mm. O instalador ou operador define a distância focal remotamente pela interface web da câmara. Vantagens: um só modelo cobre todas as cenas, de salas de 25 m² a corredores de 80 m, zero visitas de escada para reorientar, suporta foco automático em movimento. Desvantagens: custo 30-50% superior, invólucro ligeiramente maior, o mecanismo de zoom mecânico pode falhar após 5-7 anos. É a escolha por defeito para instalações sérias e a única razoável quando as cenas ainda não estão finalizadas na fase de projeto.

Domes PTZ (800-3000 € ou mais). As domes pan-tilt-zoom combinam uma objetiva varifocal (tipicamente 4.8-120 mm ou razões de zoom maiores) com rotação motorizada (360° contínuos) e inclinação (90-180°). A bolha da dome é maior (140-260 mm de diâmetro) para libertar o bloco ótico rotativo. Vantagens: uma câmara cobre o que de outra forma exigiria 6-12 câmaras fixas, presets e rondas permitem cobertura programada de várias zonas, o zoom ótico entrega detalhe de nível de identificação a 50-200 m. Desvantagens: apenas uma zona é coberta em cada instante; o PTZ não substitui a cobertura fixa da mesma área, apenas a complementa. Veja a comparação completa dome vs bullet vs PTZ.

Tamanhos de sensor (1/2.8", 1/2.5", 1/1.8") e impacto no FOV

O tamanho do sensor é a segunda variável que determina o campo de visão para uma dada distância focal. A convenção de nomes (1/3", 1/2.8", 1/2.7", 1/2.5", 1/2", 1/1.8") é uma herança dos tubos vidicon e não corresponde à diagonal física do sensor em polegadas. As dimensões reais da diagonal:

Sensor maior = FOV mais largo à mesma distância focal. Uma objetiva de 2.8 mm num sensor de 1/3" dá ~96° de HFOV; a mesma distância focal num sensor de 1/1.8" dá ~126° de HFOV. O sensor maior tem também fotossítios maiores (tipicamente 2.4 µm vs 1.4 µm), que recolhem mais luz por píxel e entregam 1-2 EV melhor sensibilidade com pouca luz. É por isso que uma dome de 4 MP de 1/1.8" supera uma dome de 8 MP de 1/2.8" em cenas pouco iluminadas, apesar da resolução nominal inferior.

As fichas técnicas indicam o tamanho do sensor na primeira linha. Se uma dome estiver listada como "4 MP" sem tamanho de sensor, assuma 1/3": uma unidade económica. As domes premium de 4 MP são sempre de 1/1.8" ou 1/2".

Níveis de resolução: 2 MP, 4 MP, 5 MP, 8 MP: densidade de píxeis por metro

A densidade de píxeis por metro (PPM) é a única métrica de resolução útil na vigilância. Exprime quantos píxeis horizontais cobrem um metro da cena a uma dada distância. A EN 62676-4 define limiares: 25 PPM para deteção, 62 PPM para observação, 125 PPM para reconhecimento, 250 PPM para identificação. A tabela abaixo mostra os PPM a 5 m, 10 m e 20 m para uma dome de 2.8 mm em quatro níveis de resolução, com 108° de HFOV (sensor de 1/2.7").

Como ler a tabela: uma dome de 4 MP com 2.8 mm entrega detalhe de nível de reconhecimento (125+ PPM) apenas até ~7.5 m. Para além disso, tem imagens de nível de observação, não identificáveis por rosto. Para aumentar a distância de identificação, aumente a resolução (passe para 8 MP) ou estreite a objetiva (passe para uma dome de 4 mm ou 6 mm). Para um aprofundamento deste compromisso, leia megapíxeis vs distância.

Distâncias DORI para modelos típicos de dome

As distâncias DORI (Detection, Observation, Recognition, Identification) publicadas pelos fabricantes seguem as definições de densidade de píxeis da EN 62676-4. Abaixo estão números DORI oficiais de três grandes fabricantes, cada um num modelo típico de dome de 4 MP.

Use-os como âncoras de projeto, não como promessas absolutas: o DORI real depende do nível de luz, do contraste, do desfoque de movimento e da compressão do codec. Para a sua combinação de modelo e cena, a calculadora DORI devolve as quatro distâncias para qualquer par objetiva-resolução, e o aprofundamento sobre DORI explica como os limiares foram derivados.

Classificação antivandalismo IK10, IP66/IP67, temperatura de funcionamento

As classificações ambientais determinam se uma dome sobrevive onde a monta. Há três normas separadas a ler: IK (impacto), IP (pó/água) e temperatura de funcionamento.

As classificações IK (IEC 62262) medem a energia de impacto em joules. IK08 = 5 J (1.7 kg a 30 cm); IK10 = 20 J padrão ou 50 J reforçado (5 kg a 40 cm, equivalente a uma pancada forte de taco de basebol). Especifique IK10 para: escolas, prisões, transportes públicos, estádios, exteriores de rés-do-chão e qualquer local onde a câmara seja alcançável por uma pessoa de pé no chão. Escritórios interiores e tetos acima de 3.5 m podem usar IK08 ou invólucros interiores sem classificação.

As classificações IP (IEC 60529) têm dois dígitos: o primeiro para sólidos, o segundo para líquidos. IP66 = estanque ao pó + jatos de água potentes (bocal de 12.5 mm, 100 kPa, distância de 3 m, sem penetração nociva). IP67 = estanque ao pó + imersão temporária a 1 m de profundidade durante 30 minutos. O IP66 chega para 95% dos cenários exteriores, incluindo chuva batida pelo vento e lavagens. O IP67 só é necessário onde seja possível água parada ou inundação (entradas de cave, paredes de cais, indústria alimentar). O IP68 (imersão contínua) é raro e desnecessário fora de piscinas ou aplicações marítimas.

Temperatura de funcionamento. As domes padrão funcionam de -10°C a +50°C. As domes para ambientes frios ( -40°C a +60°C) incluem um aquecedor interno que consome 4-8 W quando ativo e requer PoE+ (30 W) ou 12 VDC auxiliar. Em instalações no norte da Europa, no Canadá ou em regiões alpinas, especifique a variante de -40°C: a bolha de uma dome padrão pode rachar a -25°C e o seu filtro IR-cut de obturador LCD deixa de comutar de forma fiável abaixo de -15°C.

Especificação exterior combinada. Uma base segura para domes exteriores em ambiente público é: IP66 + IK10 + -30°C a +60°C + PoE 802.3af (ou PoE+ se tiver aquecedor). Verifique as três na ficha técnica; os fornecedores por vezes cumprem duas de três e omitem discretamente a terceira.

Alturas de montagem: teto vs parede vs pendente

A altura de montagem altera tanto a área coberta como a densidade de píxeis no plano do alvo. Use estas alturas de referência como ponto de partida do projeto.

Teto interior, dome embutida. 2.4-3.0 m. Abaixo de 2.4 m a dome fica exposta a vandalismo mesmo no interior; acima de 3.0 m uma dome de 2.8 mm excede o alcance de identificação no perímetro do seu FOV. Para captação de rostos em entradas, coloque a dome a 2.7 m e 0.5-1.5 m atrás da porta, inclinada 10° para baixo.

Parede interior, dome em suporte. 3.0-4.0 m, com uma inclinação de 15-25° para baixo. A montagem na parede é a escolha certa quando a instalação no teto é impraticável (tetos falsos sem acesso ao pleno, condutas no caminho) ou quando quer uma vista direcional em vez de uma visão de 360° para baixo. Uma dome na parede a 3.5 m com objetiva de 4 mm e 20° de inclinação cobre uma zona de 6 m de largura × 12 m de comprimento com detalhe de nível de reconhecimento.

Parede exterior, beiral ou friso. 3.5-4.5 m. Monte abaixo do beiral para abrigar a bolha da chuva e do sol diretos, o que reduz o encandeamento e prolonga a vida da bolha. Incline 20-30° para baixo para uma vista típica de entrada de garagem ou quintal.

Pendente exterior, poste ou viga. 4-8 m, com 6 m como ponto ideal para parques de estacionamento e átrios exteriores. Acima de 8 m, uma dome de 2.8 mm ao nível do solo cai abaixo de 125 PPM (reconhecimento) mesmo com um sensor de 4 MP: passe a uma objetiva de 6 mm ou 8 mm e aceite o FOV mais estreito, ou suba para um sensor de 8 MP. Para postes muito altos (10-12 m), as domes PTZ pendentes são mais económicas do que quatro ou cinco domes fixas.

Envelope de inclinação. Toda a dome tem uma inclinação máxima, tipicamente 75-80° da horizontal. Isto cria um cone cego de 10-15° mesmo por baixo da unidade. Uma dome a 3 m de altura tem um círculo cego de 0.8-1.0 m de diâmetro ao nível do chão; a 6 m o círculo cego cresce para 1.6-2.0 m. Planeie câmaras adjacentes para cobrir em cruz estas zonas; veja pontos cegos de CCTV.

Erros comuns de FOV em domes

Cinco erros explicam a maioria das instalações de domes com mau desempenho. Cada um é corrigível na fase de projeto e caro de corrigir depois da instalação.

Como dimensionar uma dome: exemplo prático

Cenário: um piso de loja de 8 m de largura × 12 m de comprimento, com 3.0 m de pé-direito. O cliente quer imagens de nível de reconhecimento de todos os visitantes e aceita nível de observação nos cantos do fundo. O orçamento permite uma dome.

Passo 1: escolher a posição de montagem. Monte a dome ao centro, a 4 m da porta da frente e a 4 m de cada parede lateral. A dome fica a 3.0 m de altura, a olhar diretamente para baixo com uma visão de 360° na bolha (usaremos o FOV circular natural da dome).

Passo 2: calcular o FOV necessário. A distância diagonal da dome ao canto mais afastado da sala é √((8/2)² + (12-4)²) ≈ √(16 + 64) ≈ 8.9 m. Para cobrir isto com uma dome apontada para baixo a 3 m de altura, precisamos de um HFOV suficientemente largo para que o raio projetado no chão seja de pelo menos 8.9 m. HFOV ≈ 2 · arctan(8.9 / 3.0) ≈ 144°: demasiado largo para uma dome padrão. Ou reposiciona a dome (move-a para a parede do fundo e inclina-a para a frente) ou aceita uma dome de 2.8 mm a cobrir apenas os primeiros 8-10 m com nível de reconhecimento.

Passo 3: escolher a objetiva. Uma dome de 4 MP com objetiva de 2.8 mm num sensor de 1/2.7" entrega ~108° de HFOV. A 3 m de altura, isso cobre um círculo de raio 3 · tan(54°) ≈ 4.1 m ao nível do chão, ou seja, um círculo de 8.2 m de diâmetro. Os primeiros 4 m × 8 m da sala ficam bem cobertos; os últimos 4 m × 8 m ficam logo fora do raio de reconhecimento. Os PPM a 5 m de distância ao solo são 186 (reconhecimento+); a 8 m são 116 (logo abaixo de reconhecimento).

Passo 4: verificar face aos requisitos do cliente. O cliente queria reconhecimento para todos os visitantes. A solução com uma única dome dá reconhecimento apenas até 7.5 m. Para cumprir o pedido, ou acrescente uma segunda dome ao fundo da sala (colocação em espelho, a 4 m da parede do fundo), ou passe para uma dome varifocal de 4 MP com distância focal de 4 mm e mova a dome para a parede do fundo virada para a entrada: isto dá um HFOV de 84° e 200+ PPM ao longo de todos os 12 m de comprimento.

Passo 5: replicar o cálculo. Coloque a sua planta, a posição da dome e a escolha de objetiva na calculadora de FOV para visualizar a cobertura numa planta 2D; confirme os PPM à distância com a calculadora DORI; escolha o modelo exato no catálogo de câmaras. Para contexto sobre o cálculo de FOV subjacente, veja campo de visão explicado e consulte qualquer termo desconhecido no glossário.