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- 監(jiān)控攝像頭鏡頭焦距計算方法
發(fā)布時間：2019-03-08 閱覽次數(shù)：1223 次
一、公式計算法：
視場和焦距的計算 視場系指被攝取物體的大小，視場的大小是以鏡頭至被攝取物體距離，鏡頭焦頭及所要求的成像大小確定的。
1、鏡頭的焦距，視場大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計算如下；
f=wL/W
f=hL/h
f：鏡頭焦距 w：圖象的寬度（被攝物體在ccd靶面上成象寬度）
W：被攝物體寬度
L：被攝物體至鏡頭的距離
h：圖象高度（被攝物體在ccd靶面上成像高度）視場（攝取場景）高度
H：被攝物體的高度
ccd靶面規(guī)格尺寸： 單位mm
規(guī)格 W H
1/3" 4.8 3.6
1/2" 6.4 4.8
2/3" 8.8 6.6
1" 12.7 9.6
由于攝像機畫面寬度和高度與電視接收機畫面寬度和高度一樣，其比例均為4:3,當(dāng)L不變，H或W增大時，f變小，當(dāng)H或W不變，L增大時，f增大。
2、 視場角的計算 如果知道了水平或垂直視場角便可按公式計算出現(xiàn)場寬度和高度。 水平視場角β（水平觀看的角度） β=2tg-1= 垂直視場角q（垂直觀 看的角度） q=2tg-1= 式中w、H、f同上 水平視場角與垂直視場角的關(guān)系如下： q=或=q 表2中列出了不同尺寸攝像層和不同焦距f時的水平 視場角b的值，如果知道了水平或垂直場角便可按下式計算出視場角便可按下式計算出視場高度H和視場寬度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如；攝像機的 攝像管為17mm(2/3in),鏡頭焦距f為12mm，從表2中查得水平視場角為40℃而鏡頭與被攝取物體的距離為2m，試求視場的寬度 w。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m 則H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和長，視場角越小，監(jiān)視的目標(biāo)也就小。
二、圖解法
如 前所示，攝像機鏡頭的視場由寬（W）。高（H）和與攝像機的距離（L）決定，一旦決定了攝像機要監(jiān)視的景物，正確地選擇鏡頭的焦距就由來3個因素決 定； *.欲監(jiān)視景物的尺寸 *.攝像機與景物的距離 *.攝像機成像器的尺士：1/3"、1/2"、2/3"或1"。 圖解選擇鏡頭步驟： 所需的視場 與鏡頭的焦距有一個簡單的關(guān)系。利用這個關(guān)系可選擇適當(dāng)?shù)溺R頭。 估計或?qū)崪y視場的最大寬度；估計或?qū)崪y量攝像機與被攝景物間的距離；使用1/3”鏡頭時 使用圖2，使用1/2鏡頭時使用圖3，使用2/3”鏡頭時使用圖4，使用1鏡頭時使用圖5。具體方法：在以W和L為座標(biāo)軸的圖示2-5中，查出應(yīng)選用的鏡 頭焦距。為確保景物完全包含在視場之中，應(yīng)選用座標(biāo)交點上，面那條線指示的數(shù)值。例如： 視場寬50m,距離40m,使用1/3"格式的鏡頭，在座標(biāo)圖中 的交點比代表4mm鏡頭的線偏上一點。這表明如果使用4mm鏡頭就不能覆蓋50m的視場。而用2.8mm的鏡頭則可以完全覆蓋視場。
f=vD/V
f=hD/H
其中，f代表焦距，v代表CCD靶面垂直高度，V代表被觀測物體高度，h代表CCD靶面水平寬度，H代表被觀測物體寬度。
舉例：假設(shè)用1/2”CCD攝像頭觀測，被測物體寬440毫米，高330毫米，鏡頭焦點距物體2500毫米。由公式可以算出：
焦距f=6.4X2500/440≈36毫米 或焦距f=4.8X2500/330≈36毫米
當(dāng)焦距數(shù)值算出后，如果沒有對應(yīng)焦距的鏡頭是很正常的，這時可以根據(jù)產(chǎn)品目錄選擇相近的型號，一般選擇比計算值小的，這樣視角還會大一些。
視場和焦距的計算 視場系指被攝取物體的大小，視場的大小是以鏡頭至被攝取物體距離，鏡頭焦頭及所要求的成像大小確定的。
1、鏡頭的焦距，視場大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計算如下；
f=wL/W
f=hL/h
f：鏡頭焦距 w：圖象的寬度（被攝物體在ccd靶面上成象寬度）
W：被攝物體寬度
L：被攝物體至鏡頭的距離
h：圖象高度（被攝物體在ccd靶面上成像高度）視場（攝取場景）高度
H：被攝物體的高度
ccd靶面規(guī)格尺寸： 單位mm
規(guī)格 W H
1/3" 4.8 3.6
1/2" 6.4 4.8
2/3" 8.8 6.6
1" 12.7 9.6
由于攝像機畫面寬度和高度與電視接收機畫面寬度和高度一樣，其比例均為4:3,當(dāng)L不變，H或W增大時，f變小，當(dāng)H或W不變，L增大時，f增大。
2、 視場角的計算 如果知道了水平或垂直視場角便可按公式計算出現(xiàn)場寬度和高度。 水平視場角β（水平觀看的角度） β=2tg-1= 垂直視場角q（垂直觀 看的角度） q=2tg-1= 式中w、H、f同上 水平視場角與垂直視場角的關(guān)系如下： q=或=q 表2中列出了不同尺寸攝像層和不同焦距f時的水平 視場角b的值，如果知道了水平或垂直場角便可按下式計算出視場角便可按下式計算出視場高度H和視場寬度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如；攝像機的 攝像管為17mm(2/3in),鏡頭焦距f為12mm，從表2中查得水平視場角為40℃而鏡頭與被攝取物體的距離為2m，試求視場的寬度 w。 W=2Ltg=2×2tg=1.46m 則H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和長，視場角越小，監(jiān)視的目標(biāo)也就小。
二、圖解法
如 前所示，攝像機鏡頭的視場由寬（W）。高（H）和與攝像機的距離（L）決定，一旦決定了攝像機要監(jiān)視的景物，正確地選擇鏡頭的焦距就由來3個因素決 定； *.欲監(jiān)視景物的尺寸 *.攝像機與景物的距離 *.攝像機成像器的尺士：1/3"、1/2"、2/3"或1"。 圖解選擇鏡頭步驟： 所需的視場 與鏡頭的焦距有一個簡單的關(guān)系。利用這個關(guān)系可選擇適當(dāng)?shù)溺R頭。 估計或?qū)崪y視場的最大寬度；估計或?qū)崪y量攝像機與被攝景物間的距離；使用1/3”鏡頭時 使用圖2，使用1/2鏡頭時使用圖3，使用2/3”鏡頭時使用圖4，使用1鏡頭時使用圖5。具體方法：在以W和L為座標(biāo)軸的圖示2-5中，查出應(yīng)選用的鏡 頭焦距。為確保景物完全包含在視場之中，應(yīng)選用座標(biāo)交點上，面那條線指示的數(shù)值。例如： 視場寬50m,距離40m,使用1/3"格式的鏡頭，在座標(biāo)圖中 的交點比代表4mm鏡頭的線偏上一點。這表明如果使用4mm鏡頭就不能覆蓋50m的視場。而用2.8mm的鏡頭則可以完全覆蓋視場。
f=vD/V
f=hD/H
其中，f代表焦距，v代表CCD靶面垂直高度，V代表被觀測物體高度，h代表CCD靶面水平寬度，H代表被觀測物體寬度。
舉例：假設(shè)用1/2”CCD攝像頭觀測，被測物體寬440毫米，高330毫米，鏡頭焦點距物體2500毫米。由公式可以算出：
焦距f=6.4X2500/440≈36毫米 或焦距f=4.8X2500/330≈36毫米
當(dāng)焦距數(shù)值算出后，如果沒有對應(yīng)焦距的鏡頭是很正常的，這時可以根據(jù)產(chǎn)品目錄選擇相近的型號，一般選擇比計算值小的，這樣視角還會大一些。
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