Как выбрать объектив и угол обзора для камеры видеонаблюдения
Как выбрать объектив и угол обзора для камеры видеонаблюдения
Коротко о главном: объектив определяет, что и в каком масштабе попадёт в кадр. От его фокусного расстояния, типа и размера матрицы
зависят угол обзора, детальность изображения и пригодность камеры для задач — обзор, распознавание людей или чтение номерных знаков.
Начнём с базовой терминологии, чтобы дальше было проще ориентироваться.
Основные параметры объектива
Фокусное расстояние (мм) — чем меньше цифра, тем шире угол обзора. Малые значения (2.8–3.6 мм) дают широкий обзор, большие (12–50 мм) — узкий и «приближённый» вид.
Угол обзора (HFOV) — горизонтальная видимая ширина сцены в градусах. Он зависит от фокусного расстояния и ширины матрицы.
Тип объектива — фиксированный, варифокальный (ручной), моторизованный (PTZ/zoom). Есть также «рыбий глаз» (180–360°) и объективы с коррекцией для ИК-подсветки.
Крепление — M12 (board lens), CS/C-mount — важно при замене объектива.
Как угол обзора связан с фокусным расстоянием и матрицей
Угол обзора вычисляется по формуле, но для практики полезны приближённые примеры. Для типичной CCTV-матрицы 1/3" (ширина ~4.8 мм) получаем примерно:
- 2.8 мм — HFOV ≈ 80°
- 3.6 мм — HFOV ≈ 67°
- 6 мм — HFOV ≈ 44°
- 8 мм — HFOV ≈ 33°
- 12 мм — HFOV ≈ 23°
Для других матриц (1/2.8", 1/2") углы будут немного шире при той же фокусной длине.
Выбор по задаче: обзор, распознавание, номера
Определите цель наблюдения и расстояния до объектов.
Примеры ориентировочных требований к детализации на входе:
- Обнаружение движения и общее наблюдение — достаточно широкого обзора, 10–30 пикселей на метр (PPM).
- Идентификация человека по силуэту и одежде — 30–60 PPM.
- Распознавание лица — 40–80 PPM и выше (зависит от качества камеры и освещения).
- Чтение номерных знаков — 150 PPM и больше (часто используют отдельную камеру с телефото-объективом).
Практика: посчитайте PPM = горизонтальное разрешение камеры (в пикселях) / фактическая ширина сцены в метрах. Если планируете охватить большую площадь, широкоугольный
объектив + матрица с высокой разрешающей способностью даст общую картинку, но мелкие детали будут теряться.
Типы объективов и важные особенности
Фикс-объектив прост и дешёв. Варифокал позволяет вручную настроить поле и фокус. Моторизованный объектив удобен, когда нужно дистанционно настраивать зум и фокус.
Автоирис (DC или P-iris) полезен при меняющемся освещении. Для ночной работы берите объективы с ИК-коррекцией, чтобы изображение при включённой подсветке не теряло резкости.
Фишай и панорамные объективы дают большой охват, но искажения сильные; для аналитики лучше использовать dewarping или специализированное ПО.
Как рассчитать покрытие — простая методика
1) Определите расстояние до наблюдаемой плоскости (L) — это расстояние от камеры до предполагаемой линии интереса.
2) Узнайте HFOV для вашей комбинации матрица/фокус (или возьмите из паспорта объектива).
3) Ширина наблюдаемой зоны = 2 × L × tan(HFOV/2).
4) PPM = горизонтальное число пикселей камеры / ширина зоны в метрах.
Пример: камера 1920 px, HFOV = 67°, дистанция L = 5 м → ширина ≈ 2×5×tan(33.5°) ≈ 6.6 м; PPM ≈ 1920 / 6.6 ≈ 290 px/м → лицо ~0.16 м даст ≈ 46 пикселей по ширине — приемлемо для распознавания в хорошем освещении.
Монтаж, угол наклона и дополнительные факторы
Высота установки и наклон меняют реальную площадь покрытия. Камера, смещённая вниз, сократит дальность видимости и уменьшит перспективные искажения для лиц. Для
проездной части автомобили лучше ставить камеры на уровне 2–4 м с небольшим наклоном.
Учитывайте освещение: при сильной контровой засветке нужны WDR-камеры и объективы с правильной диафрагмой. Для ночи — ИК-проектор и объектив с ИК-коррекцией.
Выбор объектива — это компромисс между углом обзора и детализацией. Зная задачу и расстояния, можно подобрать оптимальную комбинацию.
Где посмотреть варианты и сравнить решения
Если нужно выбрать оборудование под конкретную задачу, полезно просматривать каталоги с камерами и объективами, оценивать реальные характеристики и фотографии примеров установки.
Один из подходящих разделов для изучения ассортиментa — каталог систем видеонаблюдения на сайте поставщика:
https://y-ss.ru/catalog/sistemy_videonablyudeniya/
Небольшой финальный штрих: перед покупкой представьте реальную сцену — измерьте или прикиньте расстояния, определите необходимую детализацию и затем подберите объектив исходя
из HFOV и требуемых PPM. Это позволит избежать лишних расходов и получить изображение, которое действительно решит вашу задачу.