Instrument selector obiectiv

Cum interacționează distanța focală, senzorul și DORI

Distanța focală este distanța, în milimetri, dintre centrul optic al obiectivului și senzorul de imagine atunci când obiectivul este focalizat la infinit. Distanțele focale mai scurte captează unghiuri mai largi; distanțele focale mai lungi captează unghiuri mai înguste cu o magnificare aparentă mai mare. Același obiectiv se comportă diferit pe dimensiuni diferite de senzori — un obiectiv de 4 mm pe un senzor 1/3" dă 65° HFOV, același obiectiv de 4 mm pe un senzor 2/3" dă 95° HFOV. Selectarea obiectivului fără selectarea senzorului este lipsită de sens.

Pentru practica instalatorului, cele patru praguri EN 62676-4 DORI se mapează curat la recomandări de distanță focală odată ce distanța și senzorul sunt fixe. Pe o cameră 1/2,8" 4 MP (configurația modală CCTV în 2026), regulile generale sunt: 2,8 mm pentru acoperire de tip Detect a zonelor de până la 5 m, 4 mm pentru acoperire de tip Observe de 5–10 m, 6 mm pentru acoperire de tip Recognize de 10–15 m, 8 mm pentru Recognize la 15–20 m sau Identify la 8–10 m, 12 mm pentru Identify la 12–18 m și 16–25 mm pentru Identify peste 20 m. Calculatorul de mai sus aplică o versiune simplificată a acestei mapări la distanța de vizibilitate directă pe care o introduci, ținând cont de înălțimea de montare prin distanța oblică.

Obiectivele fixe te angajează la o singură distanță focală; obiectivele varifocale (de ex. 2,8–12 mm) îți permit să reglezi la fața locului după montarea camerei. Obiectivele fixe sunt de obicei cu 30–50% mai ieftine, ușor mai clare la diafragma maximă și au mai puține piese mobile care pot ceda. Obiectivele varifocale sunt alegerea potrivită când (a) distanța de instalare este incertă, (b) clientul ar putea rearanja mobilierul sau rafturile, sau (c) implementezi un singur SKU pe mai multe site-uri și vrei să standardizezi inventarul. Varifocalul motorizat — uneori numit „auto-focus" sau „zoom la distanță" — adaugă abilitatea de a regla din VMS fără a reveni la site, ceea ce se amortizează după o singură vizită evitată la site.

Obiectivele fish-eye (1,0–1,8 mm, adesea cu montură M12) realizează acoperire emisferică de 180–360° distorsionând deliberat imaginea. Densitatea de pixeli la margini este dramatic mai mică decât la centru, așa că raza efectivă DORI a unui fish-eye este mult mai scurtă decât sugerează acoperirea unghiulară. Folosește fish-eye pentru conștientizare situațională — știind că cineva este undeva în cameră — și combină-l cu o cameră teleobiectiv separată pentru orice sarcină de identificare. Obiectivele standard rectilinii (2,8 mm și mai lungi pe senzori convenționali) păstrează liniile drepte și densitatea uniformă de pixeli, ceea ce presupune fiecare calcul DORI.

Calitatea obiectivului contează cel mai mult sub stres. Curba MTF standard (funcția de transfer al modulației) trasată în fișele tehnice ale obiectivelor arată cât contrast păstrează obiectivul la frecvențe spațiale crescute — MTF mai ridicat la frecvențe înalte înseamnă detalii mai clare. Elementele din sticlă depășesc plasticul la MTF, stabilitate termică și claritate pe termen lung, dar costă de trei până la cinci ori mai mult. Pentru obiectivele cu unghi larg de 2,8–4 mm unde densitatea de pixeli este deja mică, un obiectiv buget din plastic este în regulă. Pentru 12 mm și mai lungi unde fiecare linie de MTF se traduce în rază probatorie, sticla premium cu elemente cu dispersie scăzută (LD) se amortizează rapid.

Diafragma — scrisă f/1,6, f/2,0 etc. — este raportul dintre distanța focală și diametrul pupilei de intrare și determină câtă lumină ajunge la senzor. Numerele f mai mici colectează mai multă lumină. f/1,4 este de două ori mai luminos decât f/2,0, de patru ori mai luminos decât f/2,8. Pentru instalații cu lumină scăzută (parcări noaptea, depozite interioare cu iluminare slabă), fiecare treaptă contează: un obiectiv f/1,6 va da o imagine utilizabilă acolo unde un obiectiv f/2,4 scade sub rata minimă de lux a camerei. Compromisul este profunzimea de câmp și claritatea la margini — diafragmele mai largi focalizează o bandă mai îngustă de distanță și prezintă mai multă aberație cromatică. Pentru identificare la distanță mare la 20 m+ în lumină bună, f/2,0–f/2,4 este punctul optim. Pentru instalații dome cu lumină scăzută la 5–10 m, prioritizează f/1,4–f/1,6.

Cum să folosești acest selector de obiective

1. Setează înălțimea de montare. Folosește înălțimea reală instalată a camerei deasupra planului țintă. Pentru camere interioare montate pe tavan, planul țintă este de obicei podeaua; pentru camere exterioare montate pe stâlp, este de obicei 1,5 m deasupra solului (înălțimea capului). 3 m este înălțimea modală de montare interioară, 4–6 m este tipică pentru montaje exterioare pe stâlp.
2. Setează distanța față de țintă. Aceasta este distanța orizontală de sub cameră până la țintă. Calculatorul combină înălțimea de montare și distanța orizontală într-o distanță oblică, care este ceea ce obiectivul trebuie să rezolve de fapt.
3. Citește obiectivul recomandat. Panoul verde arată distanța focală care atinge o țintă echilibrată de densitate de pixeli pe o cameră tipică 4 MP 1/2,8". Folosește-o ca punct de plecare pentru schițe de oferte și răspunsuri la licitații.
4. Compară cu diagrama completă. Tabelul de comparație al obiectivelor arată fiecare distanță focală comună cu intervalul de acoperire așteptat și FOV. Folosește-l pentru a evalua alternative — de exemplu, dacă licitația ta necesită acoperire de tip Identify la aceeași distanță, urcă două sloturi față de obiectivul recomandat.

Exemplu practic: identificare facială la intrare comercială

Un retailer high-street are o intrare cu ușă automată de 1,8 m lățime și dorește ca fața fiecărui client să fie captată la pragul EN 62676-4 Identify (250 PPM) pentru revizuirea pierderilor. Montajul ales este tavanul fals existent la 3 m deasupra podelei, cu camera poziționată la 4 m orizontal în interiorul ușii, astfel încât clienții să se îndrepte spre ea la intrare.

Distanța oblică de la cameră la un plan al feței la înălțimea de 1,6 m — presupunând că fața este la 1,4 m sub cameră — este √(4² + 1,4²) = 4,24 m. Introdu acele valori în selectorul de obiective cu înălțimea de montare 3 m și distanța față de țintă 4 m, iar obiectivul recomandat este 2,8 mm. Dar acea recomandare este calibrată la acoperire generală echilibrată; pentru densitate de pixeli de tip Identify pe o față trebuie să verificăm cu matematică DORI explicită.

Pe un senzor 4 MP 1/2,8" (2560 pixeli orizontali, 5,4 mm lățimea senzorului), un obiectiv de 2,8 mm dă HFOV ≈ 88°, lățimea scenei la 4,24 m ≈ 8,2 m și densitate de pixeli de aproximativ 312 PPM — confortabil peste pragul Identify de 250 PPM. Acoperirea orizontală de 8,2 m este mult mai largă decât ușa de 1,8 m, deci o singură cameră acoperă intrarea cu marjă pentru a capta clienții care se apropie din ambele părți. Un obiectiv de 4 mm ar da 478 PPM și 5,7 m acoperire — de asemenea funcțional, cu marjă probatorie suplimentară în schimbul unei capturi orizontale ușor mai înguste.

Integratorul alege un varifocal motorizat 2,8–12 mm ca SKU pentru ofertă deoarece (a) lanțul are 80 de magazine cu lățimi diferite de uși și înălțimi de tavan, și (b) orice modificare viitoare a layout-ului magazinului poate fi reglată de la distanță din VMS fără a trimite un tehnician. Prima totală de cost față de un SKU fix de 2,8 mm este de aproximativ 35%, dar economiile evitate ale deplasărilor cu camionul se amortizează la o singură vizită prevenită pe cameră pe durata serviciului de 5 ani.

Erori comune de selecție a obiectivelor

• Alegerea unui obiectiv pentru distanța maximă în loc de distanța de lucru. Un obiectiv de 25 mm acoperă 50 m frumos, dar este inutil la 5 m — orice este mai aproape este în afara focalizării, iar FOV este prea îngust pentru a prinde subiectul. Alege întotdeauna obiectivul pentru distanța de lucru tipică, nu cel mai rău caz. Dacă intervalul de lucru variază, folosește varifocal.
• Confuzia zoom-ului optic cu zoom-ul digital. Un zoom optic de 12× crește cu adevărat densitatea de pixeli pe țintă. Un zoom digital de 12× doar mărește mai puțini pixeli prin software — nu poate crea detaliile pe care obiectivul nu le-a captat. Cerințele de identificare au nevoie întotdeauna de reach optic.
• Ignorarea f-stop-ului în instalațiile cu lumină scăzută. Un obiectiv de 4 mm f/2,4 la 5 lux este aproximativ jumătate la fel de luminos ca unul de 4 mm f/1,6 — asta înseamnă adesea diferența dintre o imagine color utilizabilă și un cadru zgomotos alb-negru doar cu IR. Verifică întotdeauna specificațiile minime de iluminare în combinația obiectiv-cameră, nu doar camera.
• Nepotrivirea monturii obiectivului cu formatul senzorului. Un obiectiv proiectat pentru un senzor 1/3" va prezenta vinietare gravă când este folosit cu un senzor 1/2". Potrivește întotdeauna specificația cercului de imagine al obiectivului cu dimensiunea senzorului sau mai mare. Monturile M12 domină până la 1/2"; montura CS domină 1/2" și mai mari.
• Specificare excesivă a calității sticlei pe obiectivele cu unghi larg. Un obiectiv cu unghi larg de 2,8 mm răspândește deja pixelii subțire — sticla premium abia îmbunătățește rezoluția utilizabilă la distanță. Economisește bugetul pentru obiectivele cu rază mai lungă unde MTF se traduce de fapt în rază probatorie.
• Uitarea scurtării prin perspectivă a înclinării pe obiectivele lungi. Un obiectiv de 25 mm îndreptat abrupt în jos comprimă dramatic profunzimea de câmp. Persoanele de la marginea apropiată a cadrului arată distorsionate; persoanele de la marginea îndepărtată arată cu forma corectă, dar minuscule. Obiectivele lungi vor unghiuri de înclinare mici; înclinările profunde vor distanțe focale mai scurte.

Standarde și referințe de conformitate

• EN 62676-4:2015 — Ghiduri de aplicare pentru supravegherea video. Recomandările de obiective de mai sus sunt calibrate la pragurile standardului de 25 / 63 / 125 / 250 PPM. Calculator EN 62676-4 →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — Actualizarea din 2025 care introduce densitatea de pixeli în mod corridor și sub-niveluri pentru analize AI; relevantă la alegerea obiectivelor pentru implementări în holuri și viziune artificială.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Metrică cicluri-pe-țintă pentru senzori termici. Conduce selecția obiectivelor pentru imagistica termică la distanță mare unde DORI nu se aplică. Calculator criterii Johnson →
• NDAA Section 889 — Restricție de achiziție publică din SUA pentru producători listați; se aplică ansamblurilor cameră-și-obiectiv vândute ca o unitate. Referință conformitate NDAA →
• ISO 12233 — Metodologie de măsurare a rezoluției și răspunsului în frecvență spațială. Baza pentru măsurătorile MTF citate în fișele tehnice ale obiectivelor.

Continuă lectura