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监控系统学习

来源:用户分享 时间:2025/7/7 23:17:36 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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对于一般变焦(倍)镜头而言,由于其最小焦距通常为6.0mm左右,故其变焦(倍)镜头的最大视场角为45°左右,如将此种镜头用于这种狭小的被监视环境中,其监视死角必然增大,虽然可通过对前端云台进行操作控制,以减少这种监视死角,但这样必将会增加系统的工程造价(系统需增加前端解码器、云台、防护罩等),以及系统操控的复杂性,所以在这种环境中,不宜采用变焦(倍)镜头。

在开阔的被监视环境中,首先应根据被监视环境的开阔程度,用户要求在系统末端监视器上所看到的被监视场景画面的清晰程度,以及被监视场景的中心点到摄像机镜头之间的直线距离为参考依据,在直线距离一定且满足覆盖整个被监视场景画面的前提下,应尽量考虑选用长焦距镜头,这样可以在系统末端监视器上获得一幅具有较清晰细节的被监视场景画面。在这种环境中也可考虑选用变焦(倍)镜头(电动三可变镜头),这可根据系统的设计要求以及系统的性能价格比决定,在选用时也应考虑两点:(1)在调节至最短焦距时(看全景)应能满足覆盖主要被监视场景画面的要求;(2)在调节至最长焦距时(看细节)应能满足观察被监视场景画面细节的要求。通常情况下,在室内的仓库、车间、厂房等环境中一般选用6倍或者10倍镜头即可满足要求,而在室外的库区、码头、广场、车站等环境中,可根据实际要求选用10倍、16倍或20倍镜头即可(一般情况下,镜头倍数越大,价格越高,可在综合考虑系统造价允许的前提下,适当选用高倍数变焦镜头)。

3、正确选用镜头焦距的理论计算

摄取景物的镜头视场角是极为重要的参数,镜头视场角随镜头焦距及摄像机规格大小而变化(其变化关系如前所述),覆盖景物镜头的焦距可用下述公式计算:

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(1)f=u?D/U

(2)f=h?D/H

f:镜头焦距、U:景物实际高度、H:景物实际宽度、D:镜头至景物实测距离、u:图像高度、h:图像宽度

举例说明:

当选用1/2″镜头时,图像尺寸为u=4.8mm,h=6.4mm。镜头至景物距离D=3500mm,景物的实际高度为U=2500mm(景物的实际宽度可由下式算出H=1.333?U,这种关系由摄像机取景器CCD片决定)。

将以上参数代入公式(1)中,可得f=4.8?3500/2500=6.72mm,故选用6mm定焦镜头即可。

摄像部分一般安装在现场,它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。它的作用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号。

一、像机分为彩色和黑白两种,一般黑白摄像机要比彩色的灵敏度高,比较适合用于光线不足的地方,如果使用的目的只是监视景物的位置和移动,可采用黑白摄像机;如果

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要分辨被摄像物体的细节,比如分辨衣服和景物的颜色,则采用彩色的比较好。 摄像机的规格可分为1/3〃、1/2〃和2/3〃等,安装方式有固定和带云台二种。 二、镜头

常用的镜头种类包括:手动/自动光圈定焦镜头和自动光圈变焦镜头两种。 定焦镜头分为标准镜头和广角镜头两种。定焦镜头的适用范围如下: 手动光圈镜头:所需监视的环境照度变化不大,如室内。 自动光圈镜头:所需监视的环境照度变化大,如室外。 广角镜头:监视的角度较宽,距离较近。 标准镜头:监视的角度和距离适中。

变焦镜头分为10倍、6倍和2倍变焦镜头,另一种分法是:手动变焦和电动变焦(电动光圈和自动光圈)两种。

变焦镜头在规则上可以划分为:1/3〃、1/2〃和1〃等。

选择变焦镜头的原则是:镜头的规格不应小于摄像机的规格,也就是说1/2〃的镜头可以与1/3〃的摄像机一起使用,但是1/3〃的镜头就不能够在1/2〃的摄像机上使用。 二、镜头参数 ㈠相对孔径

光圈的主要作用是通过控制镜头光量的大小满足成像所需的合适照度。光圈越大,靶面成像照度越大,摄像机输出信号强度越大,信噪比越高。

若光圈的实际孔径为ψ,由于光线通过透镜后的折射使镜头的有效孔径D 比实际孔径大,光圈的相对孔径等于有效孔径与镜头焦距之比,即:A=D/f,f 为镜头的焦距。 ㈡光圈系数

通常将表征镜头光圈大小的参数定义成光圈系数,用F 表示。 光圈系数为镜头光圈相对孔径的倒数。F值的规律是后一个值正好是前一个数值的√2 倍,这是由于成像面中心

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亮度与(1/F)2成正比。F值越小相应灵敏度越大。常用值为1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22等几个等级。 ㈢视场角

我们常用视场角来表征观察景物的范围。所谓视场角是指在视场角内的景物可全部落入成像尺寸内,而视场角以外的景物将不被摄取。因此,镜头的视场角与摄像机的靶面及镜头的焦距有关。

根据几何原理可以得到视场角的计算公式如下: ωH=2tg-1(h/2f) ωV=2tg-1(v/2f)

式中ωH为水平视场角,ωV为垂直视场角,f 为镜头的焦距,h为摄像机靶面的水平宽度,v为摄像机靶面的垂直高度。具体数值可参阅摄像机一节。

当成像尺寸确定后,焦距越短,视场角越大。因此可将镜头分为长角镜头(视场角小于45°)、标准镜头(视场角为45°~50°)、广角镜头(视场角大于50°)、超广角镜头(视场角接近180°)、鱼眼镜头(视场角大于180° )等。 另外,我们还可以得到如下公式以计算其中任一未知项数据。 f/v=D/V f/h=D/H

其中: f───镜头焦距; D───镜头至景物距离; h───靶面宽度; H───靶面高度。 三、镜头接口

镜头的安装方式有C型安装和CS型安装两种。C型安装接口指从镜头安装基准面到焦点的距离为17.526mm,而CS型接口的镜头安装基准面到焦点距离为12.5mm。因此将C型镜头安装到CS接口摄像机时需要加装一个5mm厚的接圈。 四、镜头的发展

镜头是影响图像品质的重要关键,如果镜头品质不佳,自然难拍摄出清晰的画面,传

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