Vidno polje in tehnične specifikacije kupolastih kamer CCTV

Optika kamere dome: ohišje, kupola, IR cut

Vsaka kamera dome je slikovni sklad petih elementov: kupole, filtra IR cut, sklopa objektiva, slikovnega senzorja in obroča IR LED. Kupola je edini element, značilen za obliko dome, in je glavni vir poslabšanja FOV, če je napačno specificirana ali vzdrževana. Standardne kupole so iz akrila (PMMA) ali polikarbonata (PC) debeline 2-3 mm. Akril ponuja boljšo optično jasnost (prepustnost svetlobe ~92 %) in odpornost proti prasku; polikarbonat zamenja nekaj odstotkov prepustnosti za bistveno večjo odpornost proti udarcem in je obvezen za vandalproof kupole z razredom IK10.

Prozorne proti toniranim (dimljenim) kupolam. Prozorne kupole ohranijo polno prepustnost svetlobe in IR, kar da najboljše delovanje pri šibki svetlobi in nočni vid. Tonirane kupole, običajno imenovane "dimljene" ali "black bubble", vizualno skrijejo smer ciljanja, vendar zmanjšajo vidno svetlobo za 30-50 % in IR za 10-20 %. Tonirana kupola lahko zmanjša učinkovit doseg IR kamere s 30 m na 18-20 m. Tonirane uporabljajte le tam, kjer je skrita smer ciljanja vrednejša od nočnega delovanja (luksuzna trgovina, hotelske avle); nikoli na obodih ali v prizorih s šibko svetlobo.

Popačenje v kotih. Kupola je krogelni izsek. Ko se kamera nagne proti robu kupole, vidna črta prečka akril pod poševnim kotom, lomi pot svetlobe in vnaša 1-3 % sodčkastega popačenja ter manjšo kromatsko aberacijo v kotih okvirja. Pri blagih kotih nagiba (pod 30° od navpičnice) je to nevidno, vendar postane izrazito nad 60° nagiba, kjer lahko rob slike izgubi 5-8 % učinkovite ločljivosti. Proizvajalci objektivov večino tega popravijo z računskimi profili, a učinek je pri širokokotnih modelih resničen.

Odboj IR in težava umazane kupole. Obroč IR LED je znotraj kupole, tik zunaj cevi objektiva. Če se na površini kupole nabere prah, prstni odtisi ali praske, se svetloba IR odbija od teh nepopolnosti nazaj v objektiv in ustvari žarečo belo liso v sredini nočne slike. To je najpogostejši vzrok pritožb "ponoči slepa" pri namestitvah kamer dome. Čiščenje kupole s krpo iz mikrovlaken povrne delovanje; globoko opraskane kupole je treba zamenjati. Dražje kamere dome (Axis Q35, Hikvision DarkFighter, Dahua Lite AI) uporabljajo med cevjo objektiva in kupolo penasto svetlobno tesnilo, ki blokira ta notranji odboj: v tehničnem listu iščite "IR baffle" ali "light isolation".

Vandalproof proti navadnim ohišjem. Navadna notranja dome običajno uporablja akril 1.5-2 mm in plastičen osnovni obroč (IK04-IK06). Vandalproof dome uporablja polikarbonat 3-4 mm, aluminijasto litino kot osnovo, vijake proti odstranjevanju in je preizkušena na IK10 (udarec 50 J). Vandalproof ohišje tehta 600-1200 g proti 200-400 g pri notranjem, kar je pomembno pri namestitvah v stropne plošče, kjer je nad 700 g potrebna ojačitev zadnje škatle.

FOV dome po goriščni razdalji: tabela 2.8 / 4 / 6 / 8 / 12 mm

Vodoravno vidno polje kamere dome je odvisno od dveh vrednosti: goriščne razdalje in diagonale senzorja. Formula je HFOV = 2 · arctan(širina_senzorja / (2 · goriščna_razdalja)). Spodnja tabela podaja vodoravni in navpični FOV za pet najpogostejših goriščnih razdalj na treh sodobnih velikostih senzorjev. Številke so tipične specifikacije proizvajalcev, zaokrožene na najbližjo stopinjo; posamezni modeli se razlikujejo za ±2°.

Opazite, da prehod s senzorja 1/3" na 1/2" pri isti goriščni razdalji razširi HFOV za približno 25 %. Zato dražje kamere dome s senzorji 1/1.8" navajajo opazno širše kote kot poceni enote z 1/3", čeprav obe specificirata objektiv 2.8 mm. Za natančne številke za posamezne modele spustite svoje vrednosti skozi kalkulator FOV ali izbirnik objektivov.

Fiksna dome proti varifokalni proti motorizirani PTZ dome

Kamere dome se delijo na tri optične družine, vsaka z drugačnim modelom nadzora FOV in drugačno ceno.

Dome s fiksnim objektivom (60-180 €). Goriščna razdalja je v tovarni trdno povezana s sklopom objektiva. Tipične fiksne dolžine so 2.8 mm in 4 mm. Prednosti: najnižja cena, najmanjše ohišje, najnižja poraba (3-5 W), najboljša optična ostrina za ceno. Slabosti: brez nastavitve na kraju; če se prizor spremeni, kamero zamenjate. Fiksne kupole uporabite za ponovljive uvedbe, kjer en prizor ustreza enemu modelu: hotelski hodniki, bloki učilnic, trgovski prehodi enake širine.

Motorizirane varifokalne dome (150-450 €). Objektiv ima motoriziran zoom in ostrenje, običajno 2.8-12 mm. Monter ali operater nastavi goriščno razdaljo na daljavo prek spletnega vmesnika kamere. Prednosti: en model pokrije vsak prizor od sob 25 m² do hodnikov 80 m, nič obiskov z lestvijo za ponovno ciljanje, podpira samodejno ostrenje ob gibanju. Slabosti: 30-50 % višja cena, nekoliko večje ohišje, mehanizem mehanskega zooma lahko po 5-7 letih odpove. To je privzeta izbira za resne namestitve in edina smiselna izbira, kadar prizori v fazi načrtovanja še niso dokončni.

PTZ dome (800-3000 € ali več). Kupole pan-tilt-zoom združujejo varifokalni objektiv (običajno 4.8-120 mm ali večja razmerja zooma) z motoriziranim vrtenjem (360° neprekinjeno) in nagibom (90-180°). Kupola je večja (premer 140-260 mm), da sprosti vrtljivi optični blok. Prednosti: ena kamera pokrije, kar bi sicer zahtevalo 6-12 fiksnih kamer, prednastavitve in obhodi omogočajo načrtovano pokritost več con, optični zoom zagotovi podrobnosti ravni identifikacije na 50-200 m. Slabosti: v vsakem trenutku je pokrita samo ena cona; PTZ ne nadomešča fiksne pokritosti istega območja, ampak jo le dopolnjuje. Glejte celotno primerjavo dome proti bullet proti PTZ.

Velikosti senzorjev (1/2.8", 1/2.5", 1/1.8") in vpliv na FOV

Velikost senzorja je druga spremenljivka, ki določa vidno polje pri dani goriščni razdalji. Poimenovanje (1/3", 1/2.8", 1/2.7", 1/2.5", 1/2", 1/1.8") je ostanek iz vidikonskih cevi in ne ustreza fizični diagonali senzorja v palcih. Dejanske diagonale:

Večji senzor = širši FOV pri isti goriščni razdalji. Objektiv 2.8 mm na senzorju 1/3" da ~96° HFOV; ista goriščna razdalja na senzorju 1/1.8" da ~126° HFOV. Večji senzor ima tudi večje fotodiode (običajno 2.4 µm proti 1.4 µm), ki na slikovno piko zberejo več svetlobe in dajo za 1-2 EV boljšo občutljivost pri šibki svetlobi. Zato dome 4 MP z 1/1.8" prekaša dome 8 MP z 1/2.8" v slabo osvetljenih prizorih kljub nižji nominalni ločljivosti.

Tehnični listi navajajo velikost senzorja v prvi vrstici. Če je dome navedena kot "4 MP" brez velikosti senzorja, predpostavite 1/3": poceni enoto. Premium dome 4 MP so vedno 1/1.8" ali 1/2".

Ravni ločljivosti: 2 MP, 4 MP, 5 MP, 8 MP: gostota slikovnih pik na meter

Gostota slikovnih pik na meter (PPM) je edina uporabna metrika ločljivosti za nadzor. Izraža, koliko vodoravnih slikovnih pik pokriva en meter prizora na dani razdalji. EN 62676-4 določa pragove: 25 PPM za zaznavanje, 62 PPM za opazovanje, 125 PPM za prepoznavanje, 250 PPM za identifikacijo. Spodnja tabela prikazuje PPM na 5 m, 10 m in 20 m za dome 2.8 mm v štirih ravneh ločljivosti, s HFOV 108° (senzor 1/2.7").

Kako brati tabelo: dome 4 MP z 2.8 mm nudi podrobnosti ravni prepoznavanja (125+ PPM) le do ~7.5 m. Dlje imate posnetke ravni opazovanja, ne prepoznavne po obrazu. Če želite podaljšati razdaljo identifikacije, povečajte ločljivost (preidite na 8 MP) ali zožite objektiv (preidite na dome 4 mm ali 6 mm). Za poglobljeno obravnavo tega kompromisa preberite megapiksli proti razdalji.

Razdalje DORI za tipične modele dome

Razdalje DORI (Detection, Observation, Recognition, Identification), ki jih objavljajo proizvajalci, sledijo definicijam gostote slikovnih pik po EN 62676-4. Spodaj so uradne številke DORI treh velikih proizvajalcev, vsaka za tipičen model dome 4 MP.

Uporabite jih kot načrtovalska sidra, ne kot absolutne obljube: dejanski DORI je odvisen od ravni svetlobe, kontrasta, zamegljenosti zaradi gibanja in stiskanja kodeka. Za vašo kombinacijo modela in prizora kalkulator DORI poda štiri razdalje za katerikoli par objektiv-ločljivost, poglobljena razlaga DORI pa pojasni, kako so bili pragovi izpeljani.

Odpornost proti vandalizmu IK10, IP66/IP67, delovna temperatura

Okoljski razredi določajo, ali dome preživi tam, kjer jo namestite. Berejo se tri ločeni standardi: IK (udarec), IP (prah/voda) in delovna temperatura.

Razredi IK (IEC 62262) merijo udarno energijo v joulih. IK08 = 5 J (1.7 kg z 30 cm); IK10 = 20 J standardno ali 50 J ojačano (5 kg s 40 cm, kar ustreza močnemu udarcu z bejzbolsko palico). IK10 določite za: šole, zapore, javni prevoz, stadione, zunanjost pritličja in povsod, kjer je kamera dosegljiva osebi, ki stoji na tleh. Notranje pisarne in stropi nad 3.5 m lahko uporabijo IK08 ali notranja ohišja brez razreda.

Razredi IP (IEC 60529) imajo dve števki: prva za trdne delce, druga za tekočine. IP66 = neprepustno za prah + močni vodni curki (šoba 12.5 mm, 100 kPa, razdalja 3 m, brez škodljivega vdora). IP67 = neprepustno za prah + začasen potop do globine 1 m za 30 minut. IP66 zadošča za 95 % zunanjih scenarijev, vključno z deževjem in izpiranjem. IP67 je potreben le tam, kjer je mogoča stoječa voda ali poplava (vhodi v kleti, stene dokov, predelava hrane). IP68 (neprekinjen potop) je redek in nepotreben zunaj bazenov ali pomorskih aplikacij.

Delovna temperatura. Standardne kupole delujejo od -10°C do +50°C. Kupole za hladna okolja ( -40°C do +60°C) vključujejo notranji grelnik, ki porablja 4-8 W, ko je aktiven, in zahtevajo PoE+ (30 W) ali pomožnih 12 VDC. Pri namestitvah v severni Evropi, Kanadi ali alpskih regijah določite različico -40°C: kupola standardne dome lahko poči pri -25°C, njen filter IR-cut z LCD zaslonko pa pod -15°C ne preklaplja zanesljivo.

Kombinirana zunanja specifikacija. Varna osnova za zunanje kupole v javnem okolju je: IP66 + IK10 + -30°C do +60°C + PoE 802.3af (ali PoE+, če je opremljena z grelnikom). Preverite vse tri v tehničnem listu; dobavitelji včasih izpolnijo dve od treh in tretjo tiho izpustijo.

Višine montaže: strop proti steni proti viseči

Višina montaže spremeni tako pokrito območje kot gostoto slikovnih pik na ciljni ravnini. Te referenčne višine uporabite kot izhodišče načrtovanja.

Notranji strop, vgradna dome. 2.4-3.0 m. Pod 2.4 m je dome izpostavljena vandalizmu tudi v notranjosti; nad 3.0 m dome 2.8 mm preseže doseg identifikacije na obodu svojega FOV. Za zajem obrazov pri vhodih postavite dome na 2.7 m in 0.5-1.5 m za vrata, nagnjeno 10° navzdol.

Notranja stena, dome na konzoli. 3.0-4.0 m, z nagibom 15-25° navzdol. Montaža na steno je prava izbira, kadar je stropna namestitev nepraktična (spuščeni stropi brez dostopa do votline, kanali na poti) ali kadar želite usmerjen pogled namesto 360° pogleda navzdol. Dome na steni na 3.5 m z objektivom 4 mm in nagibom 20° pokrije območje 6 m širine × 12 m dolžine s podrobnostmi ravni prepoznavanja.

Zunanja stena, napušč ali čelna deska. 3.5-4.5 m. Montirajte pod previs napušča, da kupolo zaščitite pred neposrednim dežjem in soncem, kar zmanjša bleščanje in podaljša življenjsko dobo kupole. Nagnite 20-30° navzdol za tipičen pogled na dovoz ali dvorišče.

Zunanja viseča, drog ali nosilec. 4-8 m, pri čemer je 6 m idealnih za parkirišča in predprostore. Nad 8 m dome 2.8 mm na ravni tal pade pod 125 PPM (prepoznavanje) tudi s senzorjem 4 MP: preidite na objektiv 6 mm ali 8 mm in sprejmite ožji FOV ali preidite na senzor 8 MP. Za zelo visoke drogove (10-12 m) so viseče PTZ dome stroškovno učinkovitejše od štirih ali petih fiksnih.

Obseg nagiba. Vsaka dome ima največji nagib, običajno 75-80° od vodoravnice. To ustvari slepi stožec 10-15° neposredno pod enoto. Dome na višini 3 m ima slepi krog premera 0.8-1.0 m na tleh; na 6 m slepi krog zraste na 1.6-2.0 m. Načrtujte sosednje kamere za križno pokrivanje teh con; glejte slepe pege CCTV.

Pogoste napake FOV pri kamerah dome

Pet napak pojasni večino slabo delujočih namestitev dome. Vsako je mogoče odpraviti pri načrtovanju in drago popraviti po namestitvi.

Kako dimenzionirati dome: praktični primer

Scenarij: prodajna površina širine 8 m × dolžine 12 m, s stropom 3.0 m. Naročnik želi posnetke ravni prepoznavanja vsakega obiskovalca in sprejme raven opazovanja v zadnjih kotih. Proračun dovoljuje eno dome.

Korak 1: izberite položaj montaže. Dome namestite v sredino, 4 m od vhodnih vrat in 4 m od vsake stranske stene. Dome je na višini 3.0 m, gleda naravnost navzdol s 360° pogledom pri kupoli (uporabili bomo naravni krožni FOV dome).

Korak 2: izračunajte potrebni FOV. Diagonalna razdalja od dome do najbolj oddaljenega kota prostora je √((8/2)² + (12-4)²) ≈ √(16 + 64) ≈ 8.9 m. Da to pokrijemo z navzdol usmerjeno dome na višini 3 m, potrebujemo dovolj širok HFOV, da je projicirani polmer na tleh vsaj 8.9 m. HFOV ≈ 2 · arctan(8.9 / 3.0) ≈ 144°: preširoko za standardno dome. Ali dome prestavite (na zadnjo steno in nagnite naprej) ali sprejmite dome 2.8 mm, ki pokrije le sprednjih 8-10 m na ravni prepoznavanja.

Korak 3: izberite objektiv. Dome 4 MP z objektivom 2.8 mm na senzorju 1/2.7" zagotavlja ~108° HFOV. Na višini 3 m to pokrije krog s polmerom 3 · tan(54°) ≈ 4.1 m na ravni tal, torej krog premera 8.2 m. Sprednjih 4 m × 8 m prostora je dobro pokritih; zadnjih 4 m × 8 m je tik zunaj polmera prepoznavanja. PPM na 5 m razdalje po tleh je 186 (prepoznavanje+); na 8 m je 116 (tik pod prepoznavanjem).

Korak 4: preverite glede na zahteve naročnika. Naročnik je želel prepoznavanje vsakega obiskovalca. Rešitev z eno dome da prepoznavanje le do 7.5 m. Za izpolnitev naročila dodajte drugo dome na zadnji strani prostora (zrcalna postavitev, 4 m od zadnje stene) ali preidite na varifokalno dome 4 MP z goriščno razdaljo 4 mm in jo prestavite na zadnjo steno proti vhodu: to da HFOV 84° in 200+ PPM po vsej dolžini 12 m.

Korak 5: ponovite izračun. Vnesite tloris, položaj dome in izbiro objektiva v kalkulator FOV za vizualizacijo pokritosti na 2D načrtu; preverite PPM na razdalji s kalkulatorjem DORI; natančen model izberite v katalogu kamer. Za ozadje izračuna FOV glejte vidno polje pojasnjeno, neznane izraze pa poiščite v slovarju.