Что такое поле зрения (FOV)? Объясняется для модулей и линз камеры

Когда вы используете камеру для фотографирования или модуля камеры для мониторинга, навигации или обнаружения, вы на самом деле видите только часть мира. Конкретная область, которую может захватить камеру, называется поле зрения (FOV) в оптических терминах.

Поле зрения является фундаментальной характеристикой модулей и линз камеры, которая напрямую определяет, насколько много сцены может «увидеть ваше устройство». Понимание того, что такое область зрения и какие факторы влияют на нее, имеет решающее значение для выбораправильный модуль камерыдля вашего приложения.

Что такое FOV? Определение для Field (FOV) относится к пространственной или угловой степени сцены, которую можно наблюдать с помощью оптического устройства (например, объектив камеры). Он определяет широту мира, которую камера может запечатлеть в любой момент.

Подумайте об этом, как о том, чтобы смотреть окно: чем больше окно или чем ближе к нему, тем больше вы можете увидеть. Поле вида камеры - это угловой размер внешнего мира, который может создать это «окно». Обычно он измеряется в градусах (степень).

what is field of view2

Несмотря на то, что иногда также называется «угол зрения», во многих практических приложениях они часто используются взаимозаменяемо для представления диапазона сцен, которые может захватить камеру.

Поле вида модуля камеры в основном определяется двумя ключевыми факторами: фокусное расстояние и размер датчика изображения.

Фокусное расстояние объектива является наиболее важным фактором, влияющим на поле зрения. Фокусное расстояние можно просто понять как расстояние, которое свет сходится на датчике изображения после прохождения через объектив, чтобы сформировать четкое изображение.

Более короткое фокусное расстояние=больше (шире) поле зрения. Так же, как смотреть в очень широкую дверную трещину, хотя приходит не так много света, вы можете увидеть широкий горизонтальный диапазон. Например, линза Fisheye (чрезвычайно короткое фокусное расстояние) имеет очень широкое поле зрения (даже более 180 градусов).
Более длинное фокусное расстояние=Меньшее (более узкое) поле зрения. Так же, как просмотр телескопа, вы можете увидеть только небольшой диапазон на расстоянии, но этот диапазон увеличивается. Например, телеобъектив (длинное фокусное расстояние) имеет очень узкое поле зрения. Эта связь обратно пропорциональна: чем дольше фокусное расстояние, тем более узкое поле камеры вида; Чем короче фокусное расстояние, тем шире поле зрения.

Даже при одном и том же объективе фокусного расстояния различные размеры датчика изображения влияют на полученное поле зрения. Линза проецирует свет от сцены в круглую область изображения (называемое «поле изображения»), а датчик изображения расположен в этом поле изображения.о том, что такое датчик.

Больший размер датчика=Большое поле зрения (при использовании одной и той же объектива фокусного расстояния). Так же, как использование большой картинной рамы для захвата картины с фиксированным размером, чем больше картинная рама, тем больше картины захвачено. Большой датчик может запечатлеть большую часть поля изображения, проецируемого объективом.
Меньший размер датчика=Меньшее поле зрения (при использовании одной и той же объектива фокусного расстояния). Маленькие датчики могут захватить только меньшую площадь в центре поля изображения. Эта связь пропорциональна: чем больше размер датчика, тем шире поле зрения.

Следовательно, поле обзора модуля камеры является результатом взаимодействия между фокусным расстоянием линзы и размером датчика изображения. Один и тот же объектив, установленная на датчиках разных размеров, имеет различное поле зрения камеры. Вот почему 50-миллиметровый объектив на полнокадровой камере (большой датчик) будет создавать «более широкое» изображение, чем объектив 50 мм на камере APS-C (небольшой датчик) (на маленьком датчике существует «коэффициент культуры»).

Поле зрения обычно выражается в степени (степень). Для более точного описания поле зрения можно разделить на:

Горизонтальное поле зрения (горизонтальный FOV):Диапазон углов, включенный в левый и правый направление изображения.
Вертикальное поле зрения (вертикальный FOV):Диапазон углов, включенный в верхний и нижний направление изображения.
Диагональное поле зрения (диагональный FOV):Диапазон углов, включенный в диагональное направление изображения, обычно самый большой угол.

В спецификации модуля камеры обычно дается одно или несколько значений поля зрения в горизонтальных, вертикальных или диагональных направлениях. Поле зрения может быть рассчитано с помощью простых тригонометрических формул (включающих фокусное расстояние и размер датчика), но в большинстве случаев производители будут предоставлять эти спецификации напрямую.

how to measure fov0

Согласно размеру поля зрения, мы можем примерно разделить линзы или модули камеры на несколько категорий:

Широкоугольный FOV:Обычно относится к поле зрения камеры более 60 градусов или даже 90 градусов. Он может запечатлеть очень большой диапазон сцен и подходит для стрельбы ландшафтов, зданий, визуализации в небольших пространствах или мониторинга, который требует широкого охвата. Ультра шириноугольные и рыбные линзы (которые могут превышать 180 градусов), принадлежат к этой категории.
Стандартный/нормальный FOV:Обычно от 40 градусов до 60 градусов. Этот диапазон поля зрения близок к четкому диапазону, который человеческий глаз видит, не перемещая глазное яблоко, и часто используется для портретов или обычной записи.
ТелефотоОбычно менее 30 градусов. Он может запечатлеть меньший диапазон в далекой сцене и увеличить его, что подходит для стрельбы в дикой природе, спортивных мероприятиях, мониторинга на расстоянии или промышленных инспекциях, которые необходимо увеличить детали.

Поле зрения является одним из ключевых параметров, которые должны быть определены сначала при выборе модуля камеры, поскольку он напрямую связан с тем, может ли модуль соответствовать основным требованиям приложения:

Сценарии применения определяют FOV:

Если вашей системе зрения необходимо контролировать просторную комнату или автономное транспортное средство, чтобы воспринимать широкую дорогу впереди, вам нужен модуль с широкоугольным поле зрения.
Если вашей системе необходимо прочитать отдаленный текст, идентифицировать отдаленные объекты или проверить детали, не приблизившись, вам нужен модуль с полевым полем.
Если модуль камеры будет использоваться для навигации по внутренним роботам, он должен учитывать как восприятие окружающей среды, так и предотвращение препятствий, и может потребоваться средне -широкое поле зрения.

Статья оКак выбрать модуль камеры для системы зрения.

Основы отбора объектива:После определения желаемого размера FOV и датчика, соответствующий объектив может быть выбран или спроектирован на основе этих параметров.

Соображения проектирования системы:Желаемый FOV влияет на местоположение, высоту и угол модуля камеры в общей системе, а также для того, требуются ли несколько модулей для покрытия целевой области.

Field of View (FOV) - это угловое измерение диапазона сцен, которые модуль камеры и объектив могут «видеть». В основном он определяется фокусным расстоянием линзы и размером датчика изображения, с которым он соединен. Чем короче фокусное расстояние и чем больше датчик, тем шире FOV.

Понимание того, что такое FOV, и определение требуемого FOV на основе ваших конкретных требований применения является основой для успешного выбора модуля камеры и проектирования системы. От мониторинга больших областей до сосредоточения внимания на отдаленных деталях, правильный FOV гарантирует, что ваш модуль камеры может получить всю визуальную информацию, необходимую для решения проблемы.

1. Какова взаимосвязь между поле зрения (FOV) и Zoom?

A.Зум относится к способности изменять угол обзора, изменяя фокусное расстояние объектива. Увеличение зум -линзы позволяет регулировать фокусное расстояние в определенном диапазоне, тем самым изменяя увеличение и поле зрения изображения (более длительное фокусное расстояние, более узкое поле зрения и более широкое изображение; более короткое фокусное расстояние, более широкое поле зрения и меньшее изображение). Линзы с фиксированным фокусным расстоянием имеют фиксированное поле зрения и не могут быть увеличены.

2. Смысленное поле вида модуля камеры зафиксировано?

A.Для модулей камеры с использованием линз фиксированного фокусного расстояния поле является фиксированным (определяется фокусным расстоянием объектива и размером датчика). Если используется модуль линзы Zoom, поле зрения может быть изменено путем настройки фокусного расстояния в диапазоне Zoom. Кроме того, цифровой Zoom (Digital Zoom) через программное обеспечение - это увеличение части изображения, но это не изменяет фактическое поле зрения, а только разбудит изображение, которое потеряет детали.

3. Различные углы зрения влияют на искажение изображения?

A.Да, особенно широкоугольные линзы, чтобы захватить более широкий диапазон, оптическая конструкция более подвержена искажениям изображения, таким как «искажение бочки» (края изображения изгибаются наружу, распространенные в линзах рыбьи глаза). Телефотовые линзы обычно имеют лучший контроль от искажения. В системах зрения, которые требуют точного измерения, если используются широкоугольные линзы, обычно требуется коррекция искажения.

Однопопное решение для настройки модуля камеры

Отправьте нам свои требования к модулям камеры, и мы настроем лучшее решение для вас. Благодаря нашим премиальным решениям вы можете улучшить свои продукты, привлекать своих клиентов и открыть новые возможности для роста и успеха приложений внедренного зрения.

Отправить запрос сейчас