Înțelegeți semnificația dfov și hfov și vfov: Ghid de Profunzime

Atunci când proiectăm sisteme de vizualizare embedded, cu siguranță ne-am confruntat cu întrebarea: cum poate o cameră să vadă clar lumea la care trebuie să se concentreze? Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie mai întâi să înțelegem un parametru optic — unghiul de vizualizare (FOV). Acest parametru definește câmpul vizual al camerei.

În calitate de consultant cu o vastă experiență în domeniul modulelor de cameră, voi explica în acest articol cele trei tipuri de FOV-uri esențiale — dFOV, hFOV și vFOV, oferind informații practice care vă vor ajuta să luați decizii corecte atunci când alegeți un modul de cameră.

Ce înseamnă unghiul de vizualizare (FOV)?

Pe scurt, unghiul de vizualizare (FOV) se referă la zona scenei pe care o cameră o poate capta într-un moment dat. De obicei, este măsurat în grade, asemănător cu ochiul uman, și determină aria pe care dispozitivul dvs. o poate vedea.

Acest parametru nu este independent; este strâns legat de lungimea focală a obiectivului camerei, dimensiunea senzorului și distanța de lucru a obiectului fotografiat. În lumea viziunii artificiale, alegerea corectă a unghiului de vizualizare este ca și cum ai echipa sistemul cu "ochii" potriviți: un unghi de vizualizare prea îngust poate omite informații esențiale, în timp ce un unghi de vizualizare prea larg poate compromite rezoluția necesară a imaginii și poate crește distorsiunea obiectivului — două provocări frecvente pentru ingineri.

Astfel, înțelegerea semnificației unghiului de vizualizare este primul pas în proiectarea oricărei camere.

ce sunt HFOV, VFOV și DFOV? Cele trei unghiuri majore de vizualizare

În proiectele din lumea reală, nu vorbim doar despre un unghi general de vizualizare, ci îl descompunem în trei dimensiuni specifice. Aceste trei metrici împreună constituie unghiul complet de vizualizare al unei camere.

Unghiul Orizontal de Vizualizare (HFOV)

HFOV, sau câmpul orizontal de vizualizare, este zona scenei pe care o poate acoperi o cameră în direcția stânga-dreapta. Acesta determină cât de larg poate "vedea" lateral sistemul de cameră. În multe aplicații, cum ar fi conducerea autonomă, supravegherea inteligentă și viziunea robotică, un HFOV larg reduce eficient zonele orbe, asigurând astfel că sistemul poate capta vehiculele sau pietonii în mișcare și este fundamental pentru proiectarea sistemului.

Câmp vertical de vizualizare (VFOV)

VFOV, sau câmpul vertical de vizualizare, definește intervalul unghiular al acoperirii camerei în direcția verticală. Acesta determină cât de sus sau cât de jos poate "vedea" camera. Pentru sarcini precum fotografia aeriană cu drone, scanarea codurilor de bare pe o linie de asamblare și recunoașterea facială, un VFOV corespunzător asigură că obiectul țintă este complet conținut în cadrul imaginii, fără a fi tăiat de margini.

Câmp diagonal de vizualizare (DFOV)

DFOV, cunoscut și sub numele de diagonala câmpului vizual, se referă la câmpul maxim diagonal de vizualizare al camerei. Acesta combină caracteristicile HFOV și VFOV, oferind o referință pentru capacitatea generală de vizualizare. În multe fișe tehnice ale produselor, DFOV este adesea menționat primul deoarece oferă o imagine intuitivă și cuprinzătoare asupra câmpului vizual. Cu toate acestea, atunci când se proiectează funcționalități specifice, este important să se revină la metricile mai practice reprezentate de HFOV și VFOV.

Diferența și relația dintre HFOV și VFOV

Inginerii se confruntă adesea cu confuzie când sunt confruntați cu întrebarea referitoare la HFOV versus VFOV. Acestea nu există independent, ci sunt determinate de un factor esențial: raportul de aspect al senzorului de imagine și lungimea focală a obiectivului. De exemplu, un senzor mainstream cu raport de aspect 16:9 va avea întotdeauna un câmp orizontal de vizualizare mai larg decât cel vertical, formând o relație geometrică triunghiulară fixă între cele două.

Aceasta înseamnă că nu puteți alege pur și simplu HFOV sau VFOV independent; acestea sunt interconectate și mutual dependente. În practica proiectării, această legătură intrinsecă presupune adesea un act de echilibru dificil pentru ingineri.

Calculator HFOV VFOV: Cum se calculează corect?

Calcularea corectă a HFOV și VFOV este o etapă esențială în modul de cameră selecție. Deși există multe instrumente convenabile disponibile, cum ar fi calculatoarele HFOV și VFOV, înțelegerea principiilor de bază este esențială pentru inginerii profesioniști.

Putem folosi trigonometria de bază pentru a deduce aceste valori. Dacă cunoașteți lungimea focală a obiectivului (f) și dimensiunea senzorului (d), puteți calcula unghiul corespunzător al câmpului vizual.

De exemplu, formula pentru calcularea unghiului câmpului vizual orizontal este:

HFOV = 2 × arctan(LățimeSenzor / (2 × LungimeFocală)).

În mod similar, VFOV poate fi calculat folosind o metodă asemănătoare. Înțelegerea și aplicarea acestor formule vă va ajuta să obțineți proiecte mai precise, evitând astfel necazurile legate de descoperirea unor discrepanțe privind câmpul vizual într-un stadiu avansat al dezvoltării.

Importanța alegerii corecte a câmpului vizual (FOV)

Alegerea corectă a câmpului vizual (FOV) este un factor esențial pentru succesul unui proiect de viziune încorporat. Cu toate acestea, alegerea unui FOV incorect poate duce la probleme neașteptate și semnificative.

De exemplu, în cazul navigației robotice, un DFOV larg permite robotului să perceapă rapid mediul înconjurător. Totuși, dacă HFOV este prea îngust, robotul ar putea să piardă din vedere obstacolele laterale, ceea ce ar putea duce la o coliziune.

Un alt exemplu este monitorizarea din interiorul unui vehicul, unde ai nevoie de mai mult decât o lentilă unghiulară largă. Ai nevoie de un VFOV precis pentru a acoperi în mod adecvat toți pasagerii, nu doar tavanul sau bordul.

Problemele apar adesea dintr-o neconcordanță între cerințe și specificații. Dacă aplicația dvs. necesită recunoașterea unor obiecte mici de la distanță, dar alegeți o lentilă cu un DFOV larg, densitatea de pixeli poate fi prea scăzută pentru o recunoaștere eficientă, ceea ce poate duce, în final, la eșecul proiectului.

Rezumat: Considerații complexe privind DFOV, HFOV și VFOV

În lumea viziunii artificiale, nu există un singur "unghi de vedere optim". Fiecare proiect are propriile cerințe unice. HFOV, VFOV și DFOV sunt ca niște coordonate tridimensionale care definesc "limitele percepției" ale unei camere, fiecare fiind esențială.

Înțelegerea relației dintre acestea, efectuarea unor calcule precise cu instrumente precum un calculator HFOV și VFOV, și luarea unor decizii bine fundamentate, bazate pe cerințele scenariului real de aplicație, reprezintă abilități esențiale pentru fiecare inginer. Doar astfel veți putea asigura faptul că modulul dvs. de cameră nu doar vede bine, ci vede cu acuratețe și claritate, putând astfel susține cu adevărat sistemul dvs.

Muchvision vă ajută cu soluția FOV

Ai nevoie de îndrumare expertă privind complexitățile alegerii câmpului de vizualizare (FOV)? Contactează echipa noastră de experți astăzi, pentru a te ajuta să alegi modulul de cameră potrivit pentru aplicația ta specifică. Împreună, putem crea o soluție superioară de viziune încorporată.