Видеокамеры с фокусным расстоянием 1,68 мм: технические характеристики, применение и особенности интеграции
Видеокамеры с фиксированным фокусным расстоянием 1,68 мм относятся к категории сверхширокоугольных объективов и представляют собой специализированный инструмент для задач видеонаблюдения, где критически важным является максимальный угол обзора при минимальной дистанции наблюдения. Данный параметр объектива является строго определенным и не является условным обозначением (как, например, «1-мегапиксельная камера»), а указывает на конкретное фокусное расстояние, определяющее геометрические характеристики формируемого изображения. В профессиональной среде энергетики и на объектах критической инфраструктуры такие камеры находят узкоспециализированное, но незаменимое применение.
Ключевые оптические параметры и их физическая интерпретация
Фокусное расстояние 1.68 мм определяет экстремально широкий угол обзора. Для камер с размером матрицы 1/2.8″ (наиболее распространенный формат) горизонтальный угол обзора (AHOV) составляет приблизительно 110°-120°, а диагональный может достигать 140° и более. Это приводит к существенной геометрической дисторсии – «эффекту рыбьего глаза» (fisheye). В отличие от камер с коррекцией искажений (типа «панорамных» или «с выравниванием»), камеры с фиксированным объективом 1.68 мм часто поставляются с неисправленной («дисторзированной») картинкой, что требует последующей программной обработки (dewarping) в видеорегистраторе или VMS для приведения изображения к удобному для восприятия виду.
Глубина резкости (ГРИП) у таких объективов чрезвычайно велика. Практически вся сцена от нескольких сантиметров до бесконечности находится в фокусе. Это исключает необходимость автофокусировки и делает камеру надежной для фиксации событий в жестко заданной зоне, но лишает возможности детализации удаленных объектов.
Области применения в энергетике и на промышленных объектах
Использование камер 1.68 мм оправдано в специфических сценариях, где обзор всей зоны в целом приоритетнее идентификации мелких деталей.
- Контроль небольших закрытых помещений: Обзор всего пространства трансформаторной будки, узла учета, серверной, телекоммуникационного шкафа. Одна камера, установленная на стене или потолке, полностью перекрывает помещение площадью 15-20 м², исключая «мертвые» зоны.
- Мониторинг оборудования в стесненных условиях: Наблюдение за панелями управления, состоянием множества приборов и индикаторов, расположенных на одной стене или в нише. Камера фиксирует общую картину работоспособности и показания ключевых приборов.
- Наблюдение за проходными зонами в непосредственной близости: Установка над дверью или вплотную к проходу для гарантированного захвата лица любого входящего/выходящего человека, независимо от его роста и точного положения. Лицо будет захвачено, но с сильными перспективными искажениями.
- Вспомогательный обзор в кабельных тоннелях и коллекторах: Контроль общего состояния прохода, отсутствия затоплений, крупных посторонних предметов. Не подходит для чтения маркировки на кабелях или обнаружения мелких дефектов изоляции.
- Детализация на расстоянии: Плотность пикселей на метр (PPF/PPM) для удаленных объектов крайне низка. Идентификация человека (распознавание лица) возможна только в непосредственной близости от камеры (до 1-2 метров). Распознавание антропометрических данных (пол, примерный возраст, одежда) – до 3-4 метров. Детекция факта наличия человека – до 10-15 метров.
- Геометрические искажения: Прямые линии по краям кадра изгибаются. Это затрудняет использование встроенных детекторов движения по линиям или в виртуальных зонах без применения деварпинга. Измерение расстояний по видеоизображению без корректирующего ПО невозможно.
- Требования к освещенности и засветке: Сверхширокий угол обзора увеличивает риск попадания в кадр прямых источников света (окна, прожекторы), что может вызвать засветку и снизить эффективность WDR (широкого динамического диапазона).
- Разрешение матрицы: Для частичной компенсации низкой детализации рекомендуется использовать камеры с максимально доступным разрешением для данного типа объектива – 4 Мп (2688×1520) или 5 Мп. Мегапиксельные матрицы (8 Мп и выше) с объективом 1.68 мм имеют ограниченный смысл, так как разрешающая способность будет упираться в оптику, а не в сенсор.
- Обработка искажений (Dewarping): Критически важно, чтобы используемый видеорегистратор (NVR) или программное обеспечение для управления видео (VMS) поддерживали функцию деварпинга для данного конкретного модельного ряда камер. Обработка может быть как на стороне камеры (если она поддерживает коррекцию), так и на стороне сервера. Нескорректированное изображение непригодно для длительного визуального мониторинга оператором.
- Аналитика: Встроенные алгоритмы детекции движения, пересечения линии и т.д. должны либо адаптироваться под дисторзированное изображение, либо применяться после его коррекции. Современные системы AI-аналитики (распознавание лиц, касок, жилетов) могут работать некорректно при сильных искажениях, поэтому зоны детекции необходимо тщательно калибровать.
- Электропитание и интерфейсы: Большинство таких камер выпускаются в форм-факторе «купол» (dome) или «цилиндр» (bullet), с поддержкой PoE (IEEE 802.3af/at), что упрощает развертывание. Для уличного использования необходимо выбирать модели с соответствующим классом пылевлагозащиты (не ниже IP66) и рабочим температурным диапазоном, расширенным для северных или южных регионов.
- Совместимость с АСУ ТП: На энергетических объектах видеоинформация часто интегрируется в верхний уровень АСУ ТП. Поток с камеры 1.68 мм, после деварпинга, может использоваться для визуального контроля состояния оборудования в составе SCADA-интерфейса.
Технические ограничения и компромиссы
Выбор камеры 1.68 мм сопряжен с осознанным принятием ряда технических компромиссов, которые необходимо учитывать при проектировании системы.
Сравнительная таблица: Камеры 1.68 мм vs. Камеры с вариофокальным объективом (2.8-12 мм)
| Параметр | Камера с фикс. объективом 1.68 мм | Камера с вариофокальным объективом 2.8-12 мм |
|---|---|---|
| Угол обзора (гориз., для 1/2.8″) | ~110° — 120° | ~100° (на 2.8 мм) до ~30° (на 12 мм) |
| Детализация на расстоянии | Низкая, быстро падает с расстоянием | Высокая, особенно на длинном фокусе |
| Глубина резкости | Максимальная, все в фокусе | Требует настройки, зависит от фокусного расстояния и диафрагмы |
| Гибкость установки | Низкая, зона обзора жестко задана | Высокая, возможность точной подстройки под объект |
| Идеальное применение | Общий обзор малых помещений, контроль близких проходов | Наблюдение за периметром, идентификация на средних и дальних дистанциях |
| Стоимость и надежность | Как правило, ниже стоимость; выше надежность из-за отсутствия движущихся частей объектива | Выше стоимость; потенциальный риск механического расстройства вариофокала |
Аспекты интеграции в системы видеонаблюдения энергетических объектов
При внедрении камер 1.68 мм в систему безопасности подстанции, электростанции или распределительного пункта необходимо решить следующие инженерные задачи:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем камера 1.68 мм отличается от стандартной камеры 2.8 мм или 3.6 мм?
Главное отличие – в угле обзора. Камера 1.68 мм обеспечивает на 30-50% более широкий обзор по сравнению с 2.8 мм. Если 2.8 мм подходит для общего плана среднего помещения или коридора, то 1.68 мм позволяет одним кадром охватить все небольшое помещение целиком, включая пол и потолок, но с более выраженными искажениями и меньшей детализацией объектов.
Можно ли использовать такую камеру для распознавания автомобильных номеров на въезде на территорию предприятия?
Нет, это категорически нецелевое применение. Для задач распознавания номеров (LPR/ANPR) требуются камеры с длиннофокусными объективами (6 мм, 8 мм, 12 мм и более), направленные строго на зону проезда, и специализированным ПО. Камера 1.68 мм захватит весь въезд и часть территории вокруг, но номерной знак автомобиля будет занимать всего несколько пикселей в кадре, что сделает его чтение невозможным.
Как правильно рассчитать зону покрытия одной камеры 1.68 мм?
Расчет ведется исходя из углов обзора и требуемой детализации. Для примера: при установке на высоте 2.5 м в центре помещения 4х4 м, камера с диагональным углом 140° покроет все помещение, включая углы. Однако для определения детализации используется расчет PPF (пикселей на фут). Для идентификации лица требуется 80-100 PPF. Для камеры 4 Мп (2688×1520) и угла 120° по горизонтали, на расстоянии 3 метра от камеры плотность пикселей составит примерно 40-50 PPF, что достаточно лишь для распознавания знакомого лица. На 5 метрах детализация будет уже недостаточной.
Поддерживают ли такие камеры работу в полной темноте (режим Day/Night) и есть ли у них ИК-подсветка?
Большинство современных камер 1.68 мм оснащены ИК-фильтром с автопереключением (ICR) и встроенной ИК-подсветкой. Однако из-за сверхширокого угла обзора эффективная дальность ИК-подсветки редко превышает 10-15 метров, а равномерность освещения краев кадра может быть снижена. Для освещения больших площадей в темноте требуется дополнительная внешняя ИК-подсветка с соответствующим углом рассеивания.
Какие основные производители предлагают камеры с таким фокусным расстоянием и на что обращать внимание при выборе?
Модели с объективом 1.68 мм присутствуют в линейках многих производителей, включая Hikvision, Dahua, Axis Communications, Bosch. При выборе для энергетического объекта критически важно оценить: 1) Поддержку dewarping в вашей системе; 2) Соответствие климатическому исполнению (температура, влажность, защита от коррозии); 3) Наличие встроенного микрофона или аудиовхода для фиксации акустических аномалий (гул, щелчки); 4) Поддержку сетевых протоколов (ONVIF профиль) для интеграции в гетерогенную систему.
Заключение
Видеокамеры с фокусным расстоянием 1.68 мм являются специализированным инструментом для создания панорамного обзора в стесненных пространствах. Их применение на объектах энергетики оправдано для тотального контроля небольших технических помещений, узлов учета и проходных зон, где приоритетом является отсутствие «слепых» зон, а не идентификация мелких деталей на расстоянии. Успешная интеграция таких камер требует понимания их оптических ограничений, обязательного планирования обработки геометрических искажений и тщательного расчета зоны детализации. В составе комплексной системы видеонаблюдения, где они дополняются камерами с более длиннофокусной оптикой, они вносят существенный вклад в обеспечение ситуационной осведомленности и безопасности объекта.