Камеры видеонаблюдения 2,8-12 мм
Камеры видеонаблюдения с вариофокальным объективом 2.8-12 мм: технические характеристики, расчет углов обзора и выбор для профессиональных задач
Вариофокальные объективы с диапазоном фокусных расстояний 2.8-12 мм являются стандартом для профессиональных камер видеонаблюдения, обеспечивая универсальность и адаптивность под различные условия монтажа. Данный тип объектива позволяет оперативно, без замены оптики, настроить угол обзора и детализацию изображения непосредственно на объекте, что критически важно для корректной работы системы безопасности и видеоаналитики. В статье рассматриваются физические принципы работы, методики расчета, сравнительные характеристики и критерии выбора для инженерно-технических специалистов.
Физические основы и ключевые параметры
Фокусное расстояние (ФР) объектива, измеряемое в миллиметрах, определяет величину угла обзора камеры и степень приближения объекта. Меньшее значение (2.8 мм) дает широкий угол обзора, но мелкие детали на расстоянии. Большее значение (12 мм) сужает угол обзора, обеспечивая «приближение» и высокую детализацию удаленных объектов. Вариофокальный объектив 2.8-12 мм позволяет плавно изменять ФР в этом диапазоне.
Основные взаимосвязанные параметры:
- Угол обзора по горизонтали (α): Ключевой параметр для расчета зоны покрытия. Зависит от ФР и размера матрицы.
- Размер матрицы: Подавляющее большинство современных IP-камер используют матрицы 1/2.7″, 1/2.8″ или 1/3″. Расчеты ведутся для конкретного размера.
- Разрешение камеры (в мегапикселях): Влияет на детализацию. Для идентификации объекта в узком поле зрения требуется более высокое разрешение.
- Ручная диафрагма (Manual Iris) или Автодиафрагма (Auto Iris): Объективы с автодиафрагмой автоматически регулируют количество поступающего света, что необходимо для наружного применения или помещений с изменяющейся освещенностью.
- Задача наблюдения:
- Общий обзор (2.8-4 мм): Для контроля общей обстановки на площади до 100-150 кв.м.
- Распознавание (6-8 мм): Для определения действий человека в зоне шириной ~5-7 м на расстоянии 10-15 м.
- Идентификация (8-12 мм): Для безошибочного установления личности в узкой зоне (~3-4 м) на расстоянии до 10 м.
- Освещенность и тип диафрагмы: Для уличного использования обязателен объектив с автодиафрагмой (Auto Iris) для предотвращения засветки. В стабильных внутренних условиях достаточно ручной диафрагмы (Manual Iris).
- Разрешение сенсора: Для полноценного использования возможностей 12 мм ФР рекомендуется камера с разрешением не менее 4 Мп. На 2Мп камере детализация на «дальнем» конце зума будет недостаточной.
- Корпус и исполнение: Для регулировки уличной камеры в термокожухе необходим встроенный или выносной сервопривод для управления зумом и фокусом, либо изначальная точная настройка до герметизации.
- Установите камеру на штатное место.
- Выведите изображение на монитор.
- Сначала установите нужное ФР (зум), вращая одно кольцо.
- Затем, вращая второе кольцо (фокус), добейтесь максимальной резкости на ключевых объектах в зоне интереса.
- При необходимости повторите шаги 3-4 для точной подстройки.
Расчет углов обзора и зоны покрытия для матрицы 1/2.8″
Для инженерных расчетов используются тригонометрические формулы или готовые таблицы. Ниже приведена справочная таблица углов обзора по горизонтали для матрицы формата 1/2.8″ (наиболее распространенный вариант).
| Фокусное расстояние, мм | Угол обзора по горизонтали, ° (при 1/2.8″) | Примерная зона наблюдения на расстоянии 10 м | Типовое применение |
|---|---|---|---|
| 2.8 | ~ 98° — 105° | ~ 19 м | Общий план небольшого помещения, кассовая зона, парковочное место у ворот. |
| 4.0 | ~ 70° — 75° | ~ 14 м | Коридор средних размеров, обзор периметра вдоль забора. |
| 6.0 | ~ 50° — 53° | ~ 9.5 м | Проходная, въездная группа, контроль лиц на среднем расстоянии. |
| 8.0 | ~ 38° — 40° | ~ 7.2 м | Контроль кассы, рабочего места, узкого проезда. |
| 12.0 | ~ 26° — 28° | ~ 4.8 м | Идентификация лиц на расстоянии, чтение номеров авто с близкой дистанции (5-7 м). |
Важное замечание: При использовании камер с разрешением 4Мп и выше на одной и той же матрице 1/2.8″ физический угол обзора не меняется. Однако, за счет большего количества пикселей, повышается плотность деталей, что позволяет эффективно использовать цифровой зум (масштабирование) или детализировать объекты в дальней зоне кадра.
Сравнительный анализ: фиксированные vs вариофокальные объективы
| Параметр | Фиксированный объектив (например, 2.8 мм, 3.6 мм, 6 мм) | Вариофокальный объектив 2.8-12 мм |
|---|---|---|
| Гибкость настройки | Отсутствует. Угол обзора определен на этапе выбора камеры. | Высокая. Позволяет точно «подогнать» картинку на месте монтажа. |
| Точность монтажа | Требует точного расчета места установки до монтажа. Ошибка ведет к замене камеры. | Допускает незначительные ошибки в позиционировании, компенсируемые настройкой ФР. |
| Стоимость | Ниже. | Выше на 15-30%. |
| Надежность | Выше из-за отсутствия подвижных механических частей. | Потенциально ниже в долгосрочной перспективе из-за механизма регулировки. |
| Область применения | Типовые задачи с известными и неизменными условиями. | Сложные и нестандартные зоны наблюдения, универсальные задачи. |
Критерии выбора и особенности монтажа
Выбор камеры с объективом 2.8-12 мм должен основываться на техническом задании и нормативах (например, ГОСТ Р 51558-2014).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Можно ли использовать камеру 2.8-12 мм как панорамную (360°) при установке на потолок?
Ответ: Нет. Даже на минимальном ФР 2.8 мм угол обзора составляет около 100°. Для получения панорамного изображения на 360° требуется камера типа «рыбий глаз» (fisheye) с углом обзора 180° и более, с последующей программной деформацией (dewarping) потока.
Вопрос: Как влияет размер матрицы (1/2.7″, 1/3″, 1/2″) на угол обзора при одном и том же ФР?
Ответ: Чем больше физический размер матрицы, тем шире угол обзора при одинаковом фокусном расстоянии. Камера с ФР 2.8 мм и матрицей 1/2″ даст более широкий угол, чем камера с матрицей 1/3″. Все инженерные расчеты должны проводиться с учетом конкретного размера сенсора.
Вопрос: Что важнее для чтения номеров авто с 20 метров: больше мегапикселей или большее ФР (зум)?
Ответ: В приоритете фокусное расстояние. На 2.8 мм номерной знак будет занимать менее 10 пикселей по ширине, независимо от разрешения камеры. Сначала необходимо «приблизить» объект оптически (ФР 8-12 мм и более), а затем обеспечить достаточную детализацию высоким разрешением (4Мп+). Для таких задач часто используют камеры с моторизованным трансфокатором (например, 5-50 мм).
Вопрос: Почему после настройки зума (ФР) изображение становится нерезким? Как правильно настраивать?
Ответ: После изменения фокусного расстояния необходима повторная фокусировка. Процедура настройки вариофокального объектива с ручным управлением:
Для камер с моторизованным объективом настройка производится через интерфейс управления камерой.
Вопрос: Есть ли смысл ставить камеру 2Мп с объективом 2.8-12 мм?
Ответ: Да, для задач общего обзора или в бюджетных проектах это допустимо. Однако на максимальном зуме (12 мм) детализация будет ограничена именно разрешением 2Мп. Для современных проектов, где возможна последующая необходимость в детализации, рекомендуется закладывать камеры от 4Мп.
Заключение
Камеры видеонаблюдения с вариофокальным объективом 2.8-12 мм представляют собой оптимальный инструмент для решения большинства задач в профессиональных системах безопасности. Их ключевое преимущество — оперативная адаптация под изменяющиеся условия и требования на объекте. Корректное применение данных камер требует от инженера понимания оптических закономерностей, умения рассчитывать углы обзора и зоны покрытия, а также четкого соответствия выбранных параметров (разрешение, тип диафрагмы, исполнение) конкретным условиям эксплуатации. Использование таких камер минимизирует ошибки проектирования и монтажа, обеспечивая долгосрочную эффективность системы видеоконтроля.