Yatay görüş açısını ölçüyoruz. Blog ›Yalnızca bir park kamerasının değil, bir park kamerasının görüş açısını ölçme yöntemi ...

  • 19.03.2019

Üç görüş açısı (yatay, dikey, diyagonal) VideoCAD içinde odak uzaklığından ve görüntü sensörünün formatından bozulma dikkate alınmadan hesaplanır. Uzun mesafeli lenslerin çoğu için bozulma ihmal edilebilir, ancak kısa mesafeli lensler söz konusu olduğunda bozulma, hesaplamada önemli bir hataya neden olur.

Bozulmayı simüle etmek için merceğin odak uzunluğunu, görüntü sensörünün boyutunu ve gerçek açılardan en az birini bilmemiz gerekir.

Gerçek açı, örnekte olduğu gibi üreticinin spesifikasyonundan alınabilir. Ancak tüm üreticiler, kameralarının gerçek görüş açılarını (görüş alanı) ölçmez ve vermez.

Kamera görüş açılarının pratik ölçümü için basit bir teknik düşünelim. Eldeki koşullara bağlı olarak tekniğin birçok varyasyonu mümkündür.

Görev

Lensli bir video kamera var. Gerçek açıların ölçülmesi gerekir gözden geçirmek : yatay, dikey ve çapraz. Mercek bozulmasını hesaba katarak görüş alanının doğru bir şekilde modellenmesi için.

Kameranın görüş alanını bir piramit şeklinde hayal edersek, o zaman piramidin tepesi içeride olacaktır. ön düğüm noktası merceğin ön ana düzleminde yatan mercek. Ön düğüm noktası çoğu durumda ana optik eksende lensin içinde bulunur, ancak lens uzunluğu içindeki tam konumunu bilmiyoruz.


Ön düğüm noktasının merceğin ortasında olduğunu varsayarsak, o zaman olası hata görüş alanının boyutunu ölçmek, merceğin uzunluğunun yarısının merceğin merkezinden ekrana olan mesafeye oranı olacaktır.

Örneğin, merceğin fiziksel uzunluğu 40 mm ise ve merceğin merkezinden ekrana olan mesafe 1 metre ise, görüş alanı boyutunun ölçülmesindeki hata p = 40/2/1000 = 0.02, yani + -2%.

Görüş açısı ölçüm hatası, açı değerine bağlı olarak daha az olacaktır. Örneğin, açı 90 derece ise açı ölçüm hatası + -%1.3 olacaktır.

Bu doğruluk yeterli değilse, kameradan ekrana daha büyük bir mesafe kullanılmalıdır, ancak bu bir ekran gerektirecektir. daha büyük boy, ki bu her zaman uygun değildir.

Hatayı azaltmanın başka bir yolu, lens uzunluğu içinde ön düğüm noktasını bulmaktır.

Bunu yapmak için 2 ölçüm yapın. farklı mesafeler merceğin ön kenarı ile ekran arasında, örneğin 0,5 ve 0,25 metre. Ayrıca, görüş açılarının sabit olduğunu varsayarak, bilinmeyenin merceğin ön kenarından ön düğüm noktasına olan mesafe olduğu denklem sistemini çözün.

Çözümün seyrini atlayarak, hesaplama için ortaya çıkan formülü sunuyoruz.

dL = (S2 * L1 - S1 * L2) / (S1 - S2);

nerede:

L1, ilk ölçümde ekrandan merceğin ön kenarına kadar olan mesafedir;

çalıştırma prosedürü

1. Mümkünse irisi tamamen açın.

2. Objektifi kameranın çalışma mesafesinde odaklayın.

Odaklama ekrana olan uzaklıktan değil, kameranın işine yarayacak mesafeden yapılmalıdır. Çoğu durumda, bu mesafe tam diyafram açıklığında hiperfokal mesafedir. Çalışma mesafesine odaklanma, görüş alanı açılarının veya ön düğüm noktasının konumunun odak mesafesine bağlı olması durumunda yapılır.

3. Kamerayı düz bir ekranın önüne monte edin.

4. Ekranda yeterli netlik elde etmek için irisi mümkün olduğunca kapatın.

5. Kameranın ana optik ekseni ekrana tam olarak dik olacak şekilde kameranın konumunu ayarlayın. Ekrandaki görüntünün merkezini işaretleyin.

6. Görüntüyü izlerken, görüş alanının yüksekliği, genişliği ve köşegeni boyunca uç noktaları ekranda işaretleyin.

7. Kenarlardaki noktalar ile görüntünün işaretli merkezi arasındaki mesafeleri ölçün. Sınır noktaları, merkez etrafında kesinlikle simetrik olarak yerleştirilmelidir. Durum böyle değilse, kameranın konumunu ayarlayın ve 5. adıma dönün.

8. Noktalar arasındaki mesafeleri ölçün (görüş alanının genişlik, yükseklik ve diyagonal olarak boyutları).

9. Merceğin ön düğüm noktasından ekrana olan mesafeyi ölçün.

10. Aşağıdaki formülleri kullanarak görüş açılarını hesaplayın:

Ah = 2 * ARKTAN (h / (2 * L));

Aw = 2 * ARKTAN (w / (2 * L));

Reklam = 2 * ARKTAN (d / (2 * L));

Lensin görüş açısı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

α = 2arctg (d / 2F)

Objektifin odak uzunluğunu seçerken, insanın net görüş açısının yatay olarak yaklaşık 36 ° olduğu ve bu da ~ 6,9 mm odak uzunluğuna karşılık geldiği akılda tutulmalıdır (1/3 "matris boyutuna sahip bir video kamera için) ) Bu nedenle, odak uzaklığı 6,9 mm'den az olan kameralar, görüntüyü görsel olarak uzaklaştıracak, 6,9 mm'den fazla - buna göre yakınlaştıracaktır. Mesafelerin hesaplanması, CCTV için Avrupa standartlarının gerekliliklerine dayanmaktadır. video kamera matrisinin çözünürlüğü 1944 (5 Mp), 1536 (3 Mp), 1080 (2 Mp), 1024 ( 1.3 Mp), 700 ve 560 TV satırı:

  • Nesne algılama için doğrusal çözünürlük - 20 piksel / m;
  • Tanıma için doğrusal çözünürlük - 100 piksel / m;
  • Tanımlama için doğrusal çözünürlük - 250 piksel / m.

Video kameranın görüş açısının hesaplanması

Hesaplama için ilk veriler

Video kamera matris formatı (mm):

4:3

16:9

1" 2/3" 1/2" 1/2,5" 1/2,7" 1/2,8" 1/3" 1/4"

Odak uzaklığı mercek (mm):

Görüş açılarının hesaplanmasının sonucu

Lensin yatay görüş açısı (gr):

Dikey olarak lens görüş açısı (gr):

Merceğin çapraz görüş açısı (gr):

Algılama, tanıma ve tanımlama mesafesinin hesaplanması sonucu

Video kamera matris çözünürlüğü:

Nesne algılama mesafesi (m):

Tanıma mesafesi (m):

Tanımlama mesafesi (m):

* Giriş formatı - х.хх (ayırıcı - nokta)

Televizyon Dikey Çizgileri ( TVL) Bir televizyon görüntüsünün netliğini karakterize eden bir parametredir. gösteriler en yüksek miktar ayırt edilebilir dikey çizgilerörneğin ekranın ortasında yer alan bir karenin (a = b, Şekil 1) kenarlarıyla sınırlanan görüntüde 280 beyaz ve 280 siyah şerit 560 TVL'ye karşılık gelir.

ISO 12233 test tablosunu (Şekil 2) kullanarak bu parametreyi A1 formatında bir sayfaya yazdırarak doğru bir şekilde belirleyebilirsiniz (tercihen, ancak A3, A2 ile de yapabilirsiniz). maksimum çözünürlük ve kontrast), çünkü gerçek sayılar genellikle video kamera üreticileri tarafından beyan edilenlere karşılık gelmez (IP video kameralar dahil). Buna göre mesafelerin hesaplanması, elde edilen sonuçlara göre yapılmalıdır.

Pirinç. 1 Pirinç. 2

Doğru sonuçları elde etmek için, mümkünse tüm ölçüm yolunun (Video kamera → Kablo → Monitör) olması gerekir. Minimum uzunluk ve maksimum kalite... Ölçüm masası eşit şekilde aydınlatılmalıdır. Gerçeğe yakın sonuçlar elde etmek için 1000, 100, 10 ve 1 lux gibi farklı aydınlatma seviyelerinde ölçümler yapılabilir (lüksmetre ve ayarlanabilir ışık kaynağı gereklidir).

Ölçümler için 1000 - 1200 TVL çözünürlüğe (analog video kameralar için) veya 2560 × 1440 ve daha yüksek WQXGA çözünürlüğe (IP video kameralar için) sahip bir analog CRT monitörünün yanı sıra stabilize edilmiş bir transformatör gücü kullanılması tavsiye edilir. ile bir video kamera için tedarik düşük seviye kendi gürültü ve voltaj dalgalanması. Referans için tablo, CCTV kameralarda kullanılan en yaygın matris boyutlarını göstermektedir. Kısa mesafeli lenslerde güçlü bozulmaların varlığından dolayı görüş açısının hesaplanandan farklı olabileceği unutulmamalıdır.

Matrislerin boyutları 4: 3

matris boyutu

Genişlik, mm

Yükseklik, mm

diyagonal, mm

1" 13,54 10,16 16,93
2/3" 9,04 6,78 11,28
1/2" 6,77 5,08 8,47
1/2,5" 5,42 4,06 6,77
1/2,7" 5,02 3,76 6,27
1/2,8" 4.84 3.63 6.05
1/3" 4,52 3,39 5,64
1/4" 3,39 2,54 4,23

Matrislerin boyutları 16:9

matris boyutu

Genişlik, mm

Yükseklik, mm

diyagonal, mm

1" 14.76 8.30 16,93
2/3" 9.84 5.54 11,28
1/2" 7.38 4.15 8,47
1/2,5" 5.90 3.32 6,77
1/2,7" 5.47 3.07 6,27
1/2,7" 5.27 2.96 6.05
1/3" 4.92 2.77 5,64
1/4" 3.69 2.08 4,23

Yatay görüş açısı belki de en önemli parametreler araç kamerası.

DVR'de geniş açılı optiklerin kullanılması, arabanın hemen yakınında çerçevedeki birkaç şeridi yakalamanıza olanak tanır. Geniş görüş açısına sahip bir çerçeve, yol kullanıcıları ve yol durumu için bilgilendiricidir, ancak çok geniş bir görüş açısı, çerçevenin kenarlarında resmin bozulmasına neden olabilir. Birçok modern DVR, geniş açılı bir lensle çalışırken videonun kenarlarındaki optik bozulmayı (bozulmayı) düzelten ve kenarlarda bozulmayı önleyen - "balık gözü" etkisi olarak adlandırılan "DEWARP" işleviyle donatılmıştır. Ancak, görüş açısı ne kadar geniş olursa, küçük ayrıntılar ne kadar kötü işlenirse, sayıların okuma aralığı o kadar doğru azalır.

Öte yandan keskin bir açı, plakaların daha iyi tanımlanmasını sağlar, ancak bu görüş açısına sahip videolar çok daha az bilgilendiricidir. Görünüşe göre kayıt arabanın "burnundan" yapılıyor ve komşu şeritlerin görünümü neredeyse tamamen kayboluyor.

Belki de DVR'nin en uygun yatay görüş açısı 100-120 derece aralığında girilebilir. Böyle bir görüş açısına sahip bir çerçeve oldukça bilgilendiricidir ve ince detaylar net bir şekilde işlenmiştir.

DVR için hangi görüş açısının gerekli olduğunu herkes kendisi belirleyebilir ve parametrelere göre gerekli modeli seçebilir. Birçok araç kaydedici üreticisi, DVR'ye hangi optiklerin takıldığını ve hangi yatay görüş açısıyla bilgi verir, ancak bazen böyle bir bilgi yoktur veya sonra kendini değiştirme lens, görüş açısını ölçmek için gerekli hale gelir.

Görüş açısını farklı şekillerde ölçebilirsiniz.

Yatay görüş açısını ölçmenin bu yöntemi oldukça basit ve sezgiseldir.

Ölçmek için yazdırmanız gerekir bu masa... Daha fazla doğruluk için, en az A3 (297x420mm) bir kağıda yazdırmanız önerilir.

1. Yazdırılan sayfadaki gerçek kesme mesafesini d ölçün.


2. DVR lensini, lensten derece ızgarasına olan mesafeyi ayarlayarak dikey çizgilerin kesişme noktasına yönlendirin. mesafeye eşit bölüm d.


3. DVR ekranına veya DVR'den kaydedilen videoya baktığınızda, ilgili yatay görüş açısına sahip bir tablo görebilirsiniz.

Bu tablo kullanılarak ölçülen Vosonic V747W'nin yatay görüş açısı yaklaşık 96-98 derecedir.


Yatay görüş açısını ölçmenin başka yolları da vardır.

Başka bir seçenek düşünelim.

V bu seçenek lensten iki sınırlayıcının bulunduğu çizgiye olan mesafeyi ölçmek, sınırlayıcılar arasındaki mesafeyi ölçmek ve formülü kullanarak yatay açıyı hesaplamak gerekir.

Ölçüm süreci aşağıdaki gibidir:

1. Bir düz çizgi üzerinde birbirinden herhangi bir mesafede iki sınırlayıcı kurmak gerekir ( daha büyük mesafe, ölçüm sonucu o kadar doğru olur).
2. DVR'yi sınırlayıcıların bulunduğu çizginin ortasına yerleştirin.


3. Sınırlayıcılar çerçevenin en kenarlarına gelene kadar DVR'yi sınırlayıcılardan uzaklaştırın (bunu DVR ekranında veya videoda görebilirsiniz).


4. Kayıt cihazı merceğinden sınırlayıcılara olan mesafeyi ölçün ve sınırlayıcılar arasındaki mesafeyi ölçün.




5. Aşağıdaki formülü kullanarak x = 2 * arktan (b / 2a) yatay açıyı hesaplayın a- lensten sınırlayıcıların bulunduğu çizgiye olan mesafe, B Sınırlayıcılar arasındaki mesafedir.

Bizim durumumuzda mesafe a = 40,5 cm, mesafe b = 90 cm, formülle hesaplandıktan sonra bu DVR'nin yatay görüş açısı 96 derecedir.

Aşağıdaki hesaplayıcıyı kullanarak yatay açıyı hesaplayabilirsiniz.

Bir sonraki gadgetomanim, bir arabadaki başka bir park kamerası, aslında üçüncüsü. Bu proje için balık gözü gibi mümkün olan en geniş görüş açısına sahip bir kamera arıyorum.
Gereksinimler:
1) Görüş açısı yatay olarak 120 dereceden düşük değil
2) Park yeri yok
3) Yansıtma yok
4) Yüksek kaliteli sensör
5) Su geçirmez tasarım
6) Fırsat kolay özelleştirme kamera açısı

Park kameralarının temel özellikleri hakkında küçük bir eğitim programı.
CCD ve CMOS kameralar için iki ana sensör türü vardır. İlk tip, yüksek hassasiyet, daha düşük matris gürültüsü, hız ve buna bağlı olarak daha yüksek maliyet açısından ikincisinden farklıdır.
Görüş açısıyla ilgili başka bir hikaye daha var. İki tane var: görüş açısı ve geniş açı! Birincisi matrisin ortasındaki yatay görüş açısı, ikincisi ise üst köşe karşı alt köşeye. Üretici, özelliklerinde kameranın görüş açısını doğal olarak geniş açı olarak beyan ediyor ve en az 170 derece olarak belirtiyor.

görüş ve geniş açı

Kendim için seçim kriterlerini belirledikten sonra doğru kamerayı aramak için aliexpress web sitesine girdim.
Orada çok sayıda kamera var, ancak 2,3,4,6 noktaları için kriterlerin aynı anda çakışmasıyla sorunlar ortaya çıkıyor. Arasında çok çeşitli bir elin parmaklarında çok fazla yok.
Farklı satıcılardan birkaç kamera sipariş ettim. fiyat aralığı 20-27$

ilk kamera


ikinci oda


üçüncü oda

Aliexpress'ten satıcılara güvenmiyorum, malları aldığımı onaylamadan önce test ettim.
Kameraların görünümü bende 5. ve 6. noktalar hakkında şüphe uyandırmadı. 4. noktayı güvenilir bir şekilde doğrulayamadım. 2. ve 3. maddeler bağlantı üzerine hemen kontrol edildi, ancak 1. madde bende ilk etapta olduğu için doğru ölçümlere tabi tutuldu.
Teknik şu ki, kamerayı televizyona bağlayıp ölçü alıyorum :)
Başlangıçta açı, bir kağıt parçası, bir kurşun kalem cetveli ve bir iletki kullanılarak kontrol edildi. Kameranın ufkunda bir kağıt yaprağı ortaya çıktı ve sol ve sağdaki görünür alanların kenarları boyunca çizgiler çizildi.

iletki ölçümü

Ama bu teknik sadece yatay açıyı ölçmemi sağladı ve farklı bir ölçüm tekniği uyguladım.

Özü videomda:


Kamera bir tripod üzerine sabitlenmiştir ve duvara yaklaşık 30 cm uzaklıkta hedeflenmiştir. TV'yi kullanarak uç noktayı belirlerim görünür noktalar... Onlarla kamera arasındaki mesafeyi ölçmek için bir mezura kullanıyorum. Ayrıca, çevrimiçi bir hesap makinesi aracılığıyla üçgenin açılarının geometrisi ve hesaplanması.
Ne yazık ki, üç kameranın hiçbiri belirtilen görüş açılarıyla eşleşmedi, bu çok üzücü! Satıcıyla bir anlaşmazlık açtım, her kameranın görüş açısının ölçümü hakkında bir video raporu ekledim ve benim lehime karar verdiler, ancak satın almadan önce, özellikleri onaylama talebiyle satıcıyı yazdım, aksi takdirde yapardım satın bile alma.
Ve hala benimkini arıyorum mükemmel kamera... Biri size iyi bir satıcı söyleyebilir mi?