הסבר על המונחים dfov, hfov ו-vfov: מדריך לעומק

בעיצוב מערכות ראייה משובצות, כנראה כולנו נתקלנו בשאלה: כיצד מצלמה יכולה לראות בבירור את העולם עליו עליה להתמקד? כדי לפתור זאת, עלינו להבין תחילה פרמטר אופטי – שדה הראייה (FOV). פרמטר זה מגדיר את שדה הראייה של המצלמה.

כ יועץ עם ניסיון רב בתחום מודולי המצלמה, אני אסביר במאמר זה את שלושת שדות הראייה המרכזיים – dFOV, hFOV ו-vFOV, ואספק מידע פרקטי שיסייע לכם בקבלת החלטות מושכלות בבחירת מודול מצלמה.

מהו שדה הראייה (FOV)?

באופן פשוט, שדה הראייה (FOV) מתייחס לטווח של הסצנה שהמצלמה יכולה לקלוט ברגע נתון. בדרך כלל הוא נמדד במעלות, בדומה לעין האנושית, וקובע את התחום שהמכשיר שלכם יכול לראות.

הפרמטר הזה אינו בלתי תלוי; הוא קשור בקשר הדוק לאורך המוקד של המצלמה, גודל החיישן והמרחק בין האובייקט שצולם לבין המצלמה. בעולם הראייה המכאנית, בחירת ה-FOV הנכונה דומה לבחירת העיניים הנכונות עבור המערכת: שדהみみみ ראייה צר מדי עלול להחמיץ מידע קריטי, בעוד שדה ראייה רחב מדי עלול לפגוע בפוקוס הדרוש ויגרום לעוותים אופטיים - אתגרים נפוצים מולמה מהנדסים נתקלים.

לכן, הבנת משמעות ה-FOV היא הצעד הראשון בעיצוב כל מצלמה.

מהן HFOV, VFOV ו-DFOV? שלושת שדות הראייה המרכזיים

בפרויקטים מהחיים האמיתיים, לא מדברים רק על FOV כללי, אלא מפרקים אותו לשלושה ממדים ספציפיים. שלושה מדדים אלו יחדיו יוצרים את שדה הראייה המלא של המצלמה.

שדה ראייה אופקי (HFOV)

HFOV, או תחום הראייה האופקי, הוא התחום של הסצנה שאפשר לצילום בכוון השמאלי-ימני. הוא קובע עד כמה הרוחב שאפשר לצילום בצורה צדדית. ברוב האפליקציות, כמו נהיגה אוטונומית, מעקב אינטיליגנטי וראייה רובוטית, HFOV רחב מקטין באופן יעיל את נקודות העיוורון, ומבטיח שהמערכת תצלול רכבים או הולכי רגל נעים, והוא בסיסי לעיצוב המערכת.

תחום ראייה אנכי (VFOV)

VFOV, או תחום הראייה האנכי, מגדיר את טווח הזווית של הכיסוי של המצלמה בכוון האנכי. הוא קובע עד כמה גבוה או נמוך המצלמה יכולה "לראות". במשימות כמו צילום אווירי בדرون, סריקת ברקודים על קו ייצור, ו זיהוי פנים, VFOV מתאים מבטיח שהאובייקט המטרה ייכלל לחלוטין בפריים ולא ייקטע על ידי הקצוות.

תחום ראייה אלכסוני (DFOV)

DFOV, הידוע גם כריבוי שדה ראייה אלכסוני, מתייחס לריבוי השדה האלכסוני המרבי של המצלמה. הוא משלב את תכונות ה-HFOV וה-VFOV, ומספק הערכה כללית של יכולות שדה הראייה. ברשימות טכניות רבות של מוצרים, לרוב מציינים את ה-DFOV ראשונה, שכן היא מספקת סקירה אינטואיטיבית ומקיפה של שדה הראייה. עם זאת, בעת עיצוב תכונות מסוימות, חשוב להתייחס עדיין למטריקות המעשיות יותר של HFOV ו-VFOV.

ההבדל והקשר בין HFOV ל-VFOV

מהנדסים נוטים להתקשות כאשר הם עומדים בפני השאלה של HFOV לעומת VFOV. הם אינם קיימים באופן נפרד, אלא נקבעים על ידי גורם מרכזי: יחס הפורמט של חיישן התמונה ואורך המוקד של העדשה. לדוגמה, חיישן סטנדרטי ביחס של 16:9 תמיד יספק שדה ראייה אופקי רחב יותר מאשר שדה ראייה אנכי, ויקיים יחס גאומטרי משולשי קבוע בין השניים.

פירוש הדבר הוא שלא ניתן פשוט לבחור HFOV או VFOV באופן בלתי תלוי; הם קשורים זה לזה ומשפיעים זה על זה. בעיצובים מעשיים, הקשר הזה יוצר לעתים קרובות אתגר לא פשוט עבור מהנדסים.

מחשבון HFov VFOV: כיצד לבצע חישוב מדויק?

חישוב מדויק של HFOV ו-VFOV הוא שלב חיוני בתהליך הבחירה. מודול מצלמה למרות שקיימות כיום כלים רבים ומעשיים, כמו מחשבון HFOV ו-VFOV, הבנת העקרונות הבסיסיים היא הכרחית למהנדסים מקצועיים.

ניתן להשתמש בטריגונומטריה בסיסית כדי לגלות את הערכים הללו. אם אתה יודע את אורך המוקד של העדשה (f) ואת גודל הסנסור (d), תוכל לחשב את זווית הראיה המתאימה.

לדוגמה, הנוסחה לחישוב זווית הראיה האופקית היא:

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

באופן דומה, ניתן לחשב את VFOV בעזרת שיטה דומה. הבנת והפעלת הנוסחאות הללו תסייעו לכם להשיג עיצובים מדויקים יותר, תוך prevntion של מתקפות שדה ראייה שלא תואמות בשלב מתקדם של הפיתוח.

החשיבות של בחירת FOV הנכונה

בחירת FOV הנכונה היא נקודת מכירה חשובה עבור פרויקט ראיה משובך מוצלח. עם זאת, FOV שגוי עשוי להוביל לבעיות לא צפויות וחשובות.

לדוגמה, בניווט רובוטי, מאפשרת DFOV רחבה לרובוט לזהות במהירות את הסביבה שלו. עם זאת, אם ה-HFOV צר מדי, ייתכן שיפספס מכשולים צדדיים, מה שיוביל להתנגשות.

דוגמה נוספת היא במעקב בתוך הרכב, שם לא מספיק רק עדשת זווית רחבה. יש צורך בזווית צילום ויזואלית (VFOV) מדויקת כדי להבטיח כיסוי מלא של כל הנוסעים, ולא רק את התקרה או לוח המחוונים.

לעיתים קרובות נובעים בעיות ממיתוג לא נכון בין דרישות לspecifications. אם היישום שלך דורש זיהוי של עצמים קטנים במרחק, אך בחרת בעדשה עם DFOV רחבה מדי, צפיפות הפיקסלים עשויה להיות נמוכה מדי לצורך זיהוי יעיל, מה שעלול להוביל לכישלון הפרויקט.

סיכום: שיקולים מקיפים בקשר ל-DFOV, HFOV ו-VFOV

בעולם הראייה המכאנית, אין שדה ראייה אחד שהוא "אופטימלי". לכל פרויקט יש דרישות ייחודיות משלו. HFOV, VFOV ו-DFOV דומים לקואורדינטות תלת-ממדיות שמגדירות את "גבולות הראיה" של המצלמה, וכל אחד מהם חשוב.

הבנה של היחסים ביניהם, חישובים מדויקים בעזרת כלים כמו מחשבון HFOV ו-VFOV, וקבלת החלטות מבוססות על פי צורכי הסצנה האמיתית – כל אלה הם כישורים חיוניים עבור כל מהנדס. רק בדרך זו תוכלו להבטיח שהמודול של המצלמה שלכם לא רק יראה היטב, אלא גם יראה בדיוק וברור, ויאפשר באמת את המערכת שלכם.

מאך ויז'ן עוזר לך בפתרונות FOV

זקוקים להדרכה מומחית בבחירת שדה הראייה (FOV)? פנו לצוות המומחים שלנו היום כדי לעזור לכם לבחור את מודול המצלמה המתאים ליישום הספציפי שלכם. יחד, נוכל ליצור פתרון טכנולוגי מתקדם לעיבוד תמונות.