Объективы с фиксированным фокусным расстоянием находят широкое применение и варьируются в конструкции и диапазоне фокусных расстояний. К наиболее популярным фокусным расстояниям относятся: 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 18 мм и другие значения.
Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения
Фокусное расстояние камеры видеонаблюдения представляет собой параметр объектива видеокамеры, который играет ключевую роль в определении зоны, подлежащей видеонаблюдению. Значение этого расстояния, а также физический размер матрицы камеры обуславливают угол обзора объектива. Углы обзора и фокусные расстояния совместно позволяют производить геометрические расчеты, что дает возможность точно определить площадь, которую камера может охватить для наблюдения.
Камеры с широким углом обзора, например, обладают возможностью обеспечивать контроль больших площадей или «сжатых» объектов, таких как длинные прихожие или узкие коридоры. Это позволяет более эффективно обеспечивать безопасность.
Параметры, влияющие на угол обзора
Ранее было упомянуто, что существует три взаимосвязанных параметра, влияющих на угол обзора камеры, а именно:
- Фокусное расстояние объектива;
- Угол обзора объектива;
- Физический размер матрицы видеокамеры.
Увеличение фокусного расстояния объектива ведет к уменьшению угла обзора. Это позволяет осуществлять наблюдение за объектами, расположенными на значительном расстоянии от камеры видеонаблюдения. Напротив, уменьшение фокусного расстояния способствует увеличению угла обзора, что позволяет захватывать в поле зрения больше объектов. Тем самым, правильный выбор объектива влияет на эффективность наблюдения.
Важно заметить, что угол обзора также зависит от размера матрицы. Чем крупнее матрица, тем меньше угол обзора камеры, и наоборот.
Расчет фокусного расстояния объектива видеокамеры
Определение фокусного расстояния для видеокамеры является критически важным для выбора наиболее подходящей модели. Производители обычно указывают в технических характеристиках размер физической матрицы, величину фокусного расстояния и иногда угол обзора. Однако для более глубокого понимания ситуации важно учитывать факторы:
- Расстояние до объекта наблюдения;
- Физический размер матрицы;
- Размер самого объекта.
Имея данные характеристики, можно использовать следующие формулы для расчета фокусного расстояния объектива видеокамеры:
F = h*S/Н или F = v*S/V,
Где h обозначает размер горизонта сенсора, S — расстояние до объекта наблюдения, H — горизонтальные размеры объекта, v — вертикальный размер датчика, а V — вертикальные размеры объекта.
Размеры сторон панели управления камеры видеонаблюдения представлены в таблице:
| Размер матрицы | 1/4″ | 1/3″ | 1/2″ |
| Горизонталь, мм | 3,2 | 4,8 | 6,4 |
| Вертикаль, мм | 2,4 | 3,6 | 4,8 |
Пример расчета фокусного расстояния и выбор камеры
Рассмотрим ситуацию с контролем въездных и выездных ворот на территории компании. Основная задача заключается в наблюдении за автомобилями и людьми, проходящими через вход на территорию предприятия. Ширина ворот и коридора составляет 6 метров, а расстояние от камеры до коридора — 7 метров. Мы используем ИК-камеру Proto AHD-1W-EH10F(?), где после буквы F указывается фокусное расстояние. Расчитаем это значение по вышеописанной формуле:
Размер вертикальной матрицы равен 3,2 мм, так как использована матрица 1/4″. Камеры с фиксированным фокусным расстоянием требуют особого выбора, ведь мы предпочитаем использовать наиболее короткий объектив, чтобы не упустить важные детали на изображении. Больший объектив может привести к тому, что важная часть объекта не будет видна на записи.
Теперь проверим оптимальность использования камеры. Ширина зоны контроля равна 6 метрам, и необходимо учесть, что для выявления человека на расстоянии 1 метра требуется разрешение камеры в 20-30 пикселей. Простые расчеты показывают, что камера Proto AHD-1W-EH10F36IR способна обнаружить не только человека, но также и автомобиль в зоне контроля. Несмотря на это, было бы правильно учитывать и вертикальное фокусное расстояние, высоту и угол наклона камеры, однако в данном случае мы опускаем эти детали, так как целью является лишь демонстрация метода расчета фокусного расстояния и выбора камеры, основываясь на данных расчетах.
Формулы расчета фокусного расстояния
Фокусное расстояние объектива камеры можно вычислить с помощью двух различных формул:
Переменная «f» обозначает объект, который мы высчитываем, «h» и «v» — это горизонтальные и вертикальные размеры сенсора соответственно, «S» — фактическое расстояние до объекта наблюдения, «H» и «V» — фактические горизонтальные и вертикальные размеры объекта наблюдения.
Для значений размеров можно обратиться к приведенной ранее таблице:
Наглядный пример
Рассмотрим пример, где необходимо контролировать определенное здание. Его горизонтальная длина составляет 20 метров, а расстояние установки системы видеонаблюдения до здания — 26 метров. Используемая матрица видеокамеры равна 1/3 дюйма, что соответствует размеру панели сенсора 4,8 мм. Для расчета применим формулу: 4,8 × 26 / 20 = 6,24. Полученный результат нужно округлить, чтобы не потерять часть изображения. Поэтому следует выбрать видеокамеру с фокусным расстоянием 7 миллиметров.
Что делать, если не удается заранее определить зону наблюдения?
При отсутствии ясности в области наблюдения рекомендуется использовать камеры с объективами, имеющими переменное фокусное расстояние. Это обеспечит возможность ручной настройки фокусного расстояния в зависимости от ситуации. В случаях, когда требуется быстрая корректировка, целесообразно применять камеры с моторизованными объективами.
Также следует обратить внимание на категорию видеокамер, известных как «скоростные купола» или скоростные купольные камеры. Эти устройства способны быстро изменять угол обзора и направление съемки в пределах 360 градусов по горизонтали и 180 градусов по вертикали.
Кроме того, можно рассмотреть возможность установки камер с режимом просмотра в коридоре. Суть данного метода заключается в том, что камера располагается вертикально, а изображение поворачивается на 90 градусов. В результате на экране оператора отображается вертикальное изображение с значительно большим полем зрения, чем при традиционной установке камеры.
6 советов от профессионала
Чтобы система видеонаблюдения функционировала эффективно и надежно, настоятельно рекомендую придерживаться следующих рекомендаций:
- Учитывайте фокусное расстояние (ФР) на этапе проектирования системы наблюдения. Рекомендуется ознакомиться со статьей «Проект видеонаблюдения. Все, что вам нужно знать».
- Внимательно подбирайте камеры с подходящим фокусным расстоянием, соответствующим конкретным задачам.
- Применяйте математические формулы для расчета фокусного расстояния, которые были приведены ранее. Для стандартных объектов типичное значение составляет 3.6 мм. Для получения широкого угла обзора лучше выбирать объективы с фокусным расстоянием 2.8 мм.
- Помните, что увеличение фокусного расстояния камеры видеонаблюдения приводит к сокращению ракурса обзора.
- При одинаковом фокусе камеры, оборудование с более крупными параметрами матрицы обеспечивает больший угол обзора.
- Если возникают затруднения с выбором, не стесняйтесь обращаться к профессионалам, например, на сайте https://faceter.cam/ru.
Таблица средних значений угла обзора в зависимости от фокусного расстояния.
| Значение f | Минимальный угол обзора | Горизонтальный угол обзора | Расстояние горизонтального обзора |
| 2,3 мм | 90° | 123° | 2 м |
| 2,8 мм | 78° | 108° | 3,5 м |
| 3,6 мм | 54° | 72° | 4 м |
| 4 мм | 48° | 68° | 5 м |
| 6 мм | 32° | 44° | 6 м |
| 8 мм | 24° | 34° | 8 м |
| 12 мм | 17° | 24° | 12 м |
Важно отметить, что приведенные данные в таблице являются приблизительными. Это означает, что камера с фокусным расстоянием 6 мм не обязательно будет иметь точно такой же угол обзора, как указано, и точные значения всегда можно найти в технических спецификациях устройства. Рекомендуется проверять их перед покупкой.
С учетом этих сведений можно с большей ясностью оценить, какое влияние оказывает фокусное расстояние на угол обзора объектива камеры видеонаблюдения и качество получаемого изображения. В целом, для задач с широким полем зрения целесообразно выбирать объективы с малым диафрагменным значением, например, 2,8 мм, которые обеспечат угол обзора около 110°. Если требуется узкое поле зрения с повышенной детализацией, например, для контроля дверей, коридоров или идентификации дорожных знаков, то следует использовать объективы с большим фокусным расстоянием, например, 6 мм. Таким образом, правильный выбор будет зависеть от фактической установки камеры и расстояния до объекта.
Типы объективов
В современных системах видеонаблюдения используются несколько категорий объективов, среди которых:
- Монофокальный объектив. Камеры видеонаблюдения с монофокальным объективом имеют фиксированное фокусное расстояние, что значит, что угол обзора остается неизменным. Данные устройства подходят для конкретных задач и необходимо заранее определять, какой именно тип изображения нужен: общая картинка или более детализированная.
- Вариофокальный объектив. Камеры с вариофокальным объективом предлагают более гибкое использование, так как такие устройства позволяют вручную изменять фокусное расстояние и угол обзора. В зависимости от поставленных задач, можно настроить либо общую картинку, либо детализированное изображение с большего расстояния. Эти устройства обычно немного дороже, но не критично. Однако изменение угла обзора требует физического доступа к камере, для чего может использоваться регулятор или волшебная отвертка.
- Трансфокальный объектив. IP камеры с моторизованным трансфокальным объективом являются наиболее универсальными в использовании. Такие устройства позволяют удаленно настраивать угол обзора и приближать изображение без необходимости физического доступа к камере. Это очень удобно, поскольку оператор на посту охраны может в онлайн-режиме корректировать степень детализации и охвата территории в зависимости от ситуации. Эти объективы чаще всего используют в PTZ камерах видеонаблюдения.
Существуют также калькуляторы для определения необходимого фокусного расстояния от Hikvision. С помощью подобной утилиты можно ввести расстояние до объекта и ширину поля зрения в метрах, после чего калькулятор предложит оптимальные варианты объективов. Этот инструмент специально создан для видеокамер Hikvision, однако его можно использовать для приблизительной оценки угла обзора и для других производителей. К данному программному обеспечению прилагается руководство пользователя, что делает его более доступным для использования.
Если вы считаете, что эта утилита может быть полезной для ваших нужд, ее можно загрузить, нажав здесь. При недостатке вариантов вы также можете легко найти другие калькуляторы в интернете.
Это все основные моменты, о которых я хотел рассказать в контексте объективов для камер видеонаблюдения. Надеюсь, что данная статья поможет вам лучше разобраться в различных аспектах выбора и использования объективов для видеонаблюдения.
Пожалуйста, не стесняйтесь обращать за дополнительной информацией или запросом обратного звонка.
