Κατανοήστε την έννοια των dfov και hfov και vfov: Ένας οδηγός βάθους

Κατασκευάζοντας συστήματα ενσωματωμένης όρασης, έχουμε όλοι μας αντιμετωπίσει το ερώτημα: πώς μπορεί μια κάμερα να δει ξεκάθαρα τον κόσμο στον οποίο πρέπει να εστιάσει; Για να το αντιμετωπίσουμε αυτό, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε έναν οπτικό παράγοντα – τη γωνία θέας (FOV). Αυτή η παράμετρος ορίζει την έκταση θέας της κάμερας.

Ως σύμβουλος με εκτεταμένη εμπειρία στην περιοχή των μονάδων καμερών, θα εξηγήσω σε αυτό το άρθρο τις τρεις βασικές γωνίες θέας – dFOV, hFOV και vFOV, παρέχοντας πρακτικές πληροφορίες για να σας βοηθήσω να παίρνετε σωστές αποφάσεις όταν επιλέγετε μια μονάδα κάμερας.

Τι σημαίνει η γωνία θέας (FOV);

Πιο απλά, η γωνία θέας (FOV) αναφέρεται στην έκταση της σκηνής που μπορεί να καταγράψει μια κάμερα σε μια δεδομένη στιγμή. Συνήθως μετριέται σε μοίρες, με τον ίδιο τρόπο που συμβαίνει και με το ανθρώπινο μάτι, και καθορίζει την περιοχή που μπορεί να δει η συσκευή σας.

Αυτή η παράμετρος δεν είναι ανεξάρτητη. Σχετίζεται στενά με το εστιακό μήκος του φακού της κάμερας, το μέγεθος του αισθητήρα και την απόσταση εργασίας του αντικειμένου που φωτογραφίζεται. Στον κόσμο της μηχανικής όρασης, η επιλογή της σωστής γωνίας θέασης (FOV) είναι σαν να εφοδιάζετε το σύστημα με τα σωστά "μάτια": μια πολύ στενή γωνία θέασης μπορεί να χάσει σημαντικές πληροφορίες, ενώ μια πολύ ευρεία γωνία θέασης μπορεί να θυσιάσει την απαραίτητη ανάλυση της εικόνας και να αυξήσει την παραμόρφωση του φακού – και τα δύο είναι συχνές προκλήσεις για τους μηχανικούς.

Έτσι, η κατανόηση της σημασίας της γωνίας θέασης (FOV) είναι το πρώτο βήμα σε κάθε σχεδιασμό κάμερας.

τι είναι το HFOV, VFOV και DFOV; Οι Τρεις Βασικές Γωνίες Θέασης

Σε πραγματικά έργα, δεν μιλάμε απλώς για μια γενική γωνία θέασης (FOV), αλλά την αναλύουμε σε τρεις συγκεκριμένες διαστάσεις. Αυτά τα τρία μεγέθη μαζί αποτελούν την πλήρη γωνία θέασης (FOV) μιας κάμερας.

Οριζόντια Γωνία Θέασης (HFOV)

Η HFOV (οριζόντια γωνία θέασης) είναι η περιοχή της σκηνής που μπορεί να καλύψει μια κάμερα στην οριζόντια κατεύθυνση. Καθορίζει πόσο ευρεία μπορεί να είναι η αριστερή-δεξιά ορατότητα της κάμερας. Σε πολλές εφαρμογές, όπως στην αυτόνομη οδήγηση, στην έξυπνη παρακολούθηση και στην οπτική αντίληψη ρομπότ, μια ευρεία HFOV μειώνει αποτελεσματικά τις τυφλές περιοχές, διασφαλίζοντας ότι το σύστημα μπορεί να εντοπίσει κινούμενα οχήματα ή πεζούς, και αποτελεί βασικό στοιχείο στον σχεδιασμό του συστήματος.

Κάθετη Γωνία Θέασης (VFOV)

Η VFOV (κάθετη γωνία θέασης) καθορίζει τη γωνιακή περιοχή κάλυψης της κάμερας στην κάθετη κατεύθυνση. Καθορίζει πόσο ψηλά ή χαμηλά μπορεί να «βλέπει» η κάμερα. Για εργασίες όπως η αεροφωτογράφηση με drones, η σάρωση γραμμωτών κωδικών σε μια γραμμή παραγωγής και η αναγνώριση προσώπων, η κατάλληλη VFOV διασφαλίζει ότι το αντικείμενο-στόχος περιλαμβάνεται πλήρως μέσα στο πλαίσιο, αντί να κόβεται από τις άκρες.

Διαγώνια Γωνία Θέασης (DFOV)

Το DFOV, επίσης γνωστό ως διαγώνια γωνία θέασης (diagonal field of view), αναφέρεται στη μέγιστη διαγώνια γωνία θέασης της κάμερας. Συνδυάζει τα χαρακτηριστικά των HFOV και VFOV, παρέχοντας έναν προσανατολισμό για τις συνολικές δυνατότητες της γωνίας θέασης. Σε πολλά φυλλάδια προδιαγραφών προϊόντων, το DFOV αναφέρεται συχνά πρώτο, διότι παρέχει μια εύκολη και ολοκληρωμένη εικόνα της γωνίας θέασης. Ωστόσο, κατά τη σχεδίαση συγκεκριμένων χαρακτηριστικών, είναι ακόμη σημαντικό να επιστρέφουμε στα πιο πρακτικά μεγέθη των HFOV και VFOV.

Η διαφορά και η σχέση μεταξύ HFOV και VFOV

Οι μηχανικοί συχνά μπερδεύονται όταν καλούνται να απαντήσουν στο ερώτημα HFOV έναντι VFOV. Δεν υπάρχουν ανεξάρτητα μεταξύ τους, αλλά καθορίζονται από έναν βασικό παράγοντα: την αναλογία πλευρών (aspect ratio) του αισθητήρα εικόνας και την εστιακή απόσταση (focal length) του φακού. Για παράδειγμα, ένας δημοφιλής αισθητήρας 16:9 θα έχει πάντα μια ευρύτερη οριζόντια γωνία θέασης από την κάθετη γωνία θέασης, με μια σταθερή τριγωνομετρική γεωμετρική σχέση μεταξύ τους.

Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορείτε απλώς να επιλέξετε ξεχωριστά το HFOV ή το VFOV. Είναι διασυνδεδεμένα και αμοιβαία περιορισμένα. Στις πρακτικές σχεδιάσεις, αυτή η εγγενής σχέση αποτελεί συχνά μια δύσκολη διαδικασία εξισορρόπησης για τους μηχανικούς.

Υπολογιστής HFov VFOV: Πώς να υπολογίσετε με ακρίβεια;

Ο ακριβής υπολογισμός των HFOV και VFOV είναι ένα απαραίτητο βήμα στην κάμερα Μονάδα επιλογή. Ενώ υπάρχουν πολλά βολικά εργαλεία διαθέσιμα, όπως υπολογιστές HFOV και VFOV, η κατανόηση των βασικών αρχών είναι αποφασιστικής σημασίας για τους επαγγελματίες μηχανικούς.

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε βασικές τριγωνομετρικές μεθόδους για να προσδιορίσουμε αυτές τις τιμές. Εάν γνωρίζετε την εστιακή απόσταση του φακού (f) και το μέγεθος του αισθητήρα (d), μπορείτε να υπολογίσετε την αντίστοιχη γωνία οπτικού πεδίου.

Για παράδειγμα, ο τύπος για τον υπολογισμό της γωνίας οριζόντιου οπτικού πεδίου είναι:

HFOV = 2 × arctan(SensorWidth / (2 × FocalLength)).

Με παρόμοιο τρόπο, το VFOV μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας μια αντίστοιχη μέθοδο. Η κατανόηση και η εφαρμογή αυτών των τύπων θα σας βοηθήσει να επιτύχετε πιο ακριβείς σχεδιασμούς, αποφεύγοντας την έγνοια να ανακαλύπτετε ασυμφωνίες στην οπτική γωνία αργά στη διάρκεια της ανάπτυξης.

Η Σημασία της Επιλογής της Σωστής Γωνίας Θέασης

Η επιλογή της σωστής γωνίας θέασης (FOV) αποτελεί σημείο εξόχου πώλησης για ένα επιτυχημένο έργο ενσωματωμένης όρασης. Ωστόσο, η λανθασμένη γωνία θέασης μπορεί να οδηγήσει σε απρόβλεπτα και σημαντικά προβλήματα.

Για παράδειγμα, στην πλοήγηση ρομπότ, ένα ευρύ DFOV επιτρέπει στο ρομπότ να αντιληφθεί γρήγορα το περιβάλλον του. Ωστόσο, αν το HFOV είναι πολύ στενό, μπορεί να χάσει πλευρικά εμπόδια, με αποτέλεσμα να προκληθεί σύγκρουση.

Για ένα άλλο παράδειγμα, στην παρακολούθηση εντός οχήματος, χρειάζεστε περισσότερα από απλώς ένα φακό με ευρεία γωνία. Χρειάζεστε ένα ακριβές VFOV για να διασφαλίσετε πλήρη κάλυψη όλων των επιβατών, όχι μόνο της οροφής ή του ταμπλό.

Συχνά προβλήματα προκύπτουν από την αντιστοιχία μεταξύ απαιτήσεων και προδιαγραφών. Εάν η εφαρμογή σας απαιτεί την αναγνώριση μικρών αντικειμένων από απόσταση, αλλά επιλέγετε ένα φακό με ευρεία DFOV, η πυκνότητα εικονοστοιχείων μπορεί να είναι πολύ χαμηλή για αποτελεσματική αναγνώριση, με αποτέλεσμα την αποτυχία του έργου.

Περίληψη: Ολοκληρωμένες εξετάσεις για DFOV, HFOV και VFOV

Στον κόσμο της μηχανικής όρασης, δεν υπάρχει μόνο ένα "βέλτιστο" οπτικό πεδίο. Κάθε έργο έχει τις δικές του μοναδικές απαιτήσεις. Τα HFOV, VFOV και DFOV είναι σαν τις τρισδιάστατες συντεταγμένες που ορίζουν τα "περιθώρια αντίληψης" της κάμερας, τα οποία είναι όλα απαραίτητα.

Η κατανόηση της σχέσης τους, οι ακριβείς υπολογισμοί με εργαλεία όπως ο υπολογιστής HFOV και VFOV, καθώς και οι ενημερωμένες αποφάσεις με βάση τις ανάγκες του πραγματικού σεναρίου εφαρμογής, είναι απαραίτητες δεξιότητες για κάθε μηχανικό. Μόνο με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να διασφαλίσετε ότι το μοντέλο κάμερας δεν βλέπει μόνο καλά, αλλά βλέπει ακριβώς και καθαρά, δίνοντας πραγματικά δύναμη στο σύστημά σας.

Η Muchvision σας βοηθά στη λύση FOV

Χρειάζεστε ειδικευμένη καθοδήγηση σχετικά με τις πολυπλοκότητες της επιλογής γωνίας θέασης (FOV); Επικοινωνήστε με την ομάδα μας των ειδικών σήμερα για να σας βοηθήσουμε να επιλέξετε το κατάλληλο πρόγραμμα κάμερας για τη συγκεκριμένη εφαρμογή σας. Μαζί, μπορούμε να δημιουργήσουμε μια ανωτερότατη λύση ενσωματωμένης όρασης.