Campo visivo (FOV): quanto inquadra davvero una telecamera
Il campo visivo è l’angolo di scena che la telecamera inquadra. Si misura in gradi e si dichiara in tre modi: orizzontale (HFOV), verticale (VFOV) e diagonale (DFOV).
Sui datasheet compare spesso solo il diagonale, perché è il numero più grande. Quello che serve a te per progettare è l’orizzontale.
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La formula
Il campo visivo dipende da due cose sole: la lunghezza focale dell’ottica e la dimensione del sensore.
HFOV = 2 × arctan( larghezza del sensore ÷ (2 × focale) )La larghezza del sensore si ricava dal numero di pixel orizzontali per il passo del pixel. Un sensore da 640 pixel con passo 17 micron è largo 10,88 millimetri.
Con un’ottica da 25 mm:
HFOV = 2 × arctan(10,88 ÷ 50) = 2 × 12,3° = 24,6°Tabella di riferimento
Campo visivo orizzontale per un sensore da 640 pixel con passo 17 micron (larghezza 10,88 mm).
| Focale | HFOV | Larghezza inquadrata a 50 m | a 200 m |
|---|---|---|---|
| 7,5 mm | 72,0° | 73 m | 291 m |
| 13 mm | 45,4° | 42 m | 167 m |
| 19 mm | 32,2° | 29 m | 115 m |
| 25 mm | 24,6° | 22 m | 87 m |
| 35 mm | 17,7° | 16 m | 62 m |
| 50 mm | 12,4° | 11 m | 44 m |
| 75 mm | 8,3° | 7 m | 29 m |
| 100 mm | 6,2° | 5 m | 22 m |
Con un sensore da 1280 pixel e lo stesso passo, la larghezza del sensore raddoppia e il campo visivo si allarga di conseguenza: con 25 mm passa da 24,6° a circa 47°.
Il compromesso fondamentale
Campo visivo e portata sono in opposizione diretta, e non c’è modo di aggirarlo.
Un’ottica corta inquadra molto ma distribuisce i pixel su una scena larga, quindi ne cadono pochi sul bersaglio e la portata utile è breve. Un’ottica lunga concentra i pixel e vede lontano, ma copre una fetta stretta.
Questo è il motivo per cui una sola telecamera non risolve un perimetro esteso. O la metti larga e rilevi soltanto, o la metti stretta e riconosci ma copri poco. La soluzione classica è combinare: una termica a campo largo che rileva il movimento e una PTZ che va a guardare il punto segnalato.
L’errore che costa preventivi sbagliati
La larghezza inquadrata cresce in modo lineare con la distanza, ma l’area cresce con il quadrato.
Se raddoppi la distanza, la larghezza raddoppia e anche l’altezza: l’area inquadrata quadruplica. Sembra un guadagno, ed è invece il contrario, perché gli stessi pixel devono coprire quattro volte la scena. La densità di pixel per metro quadrato si riduce a un quarto.
Da qui l’errore ricorrente in fase di preventivo: si calcola quante telecamere servono dividendo la lunghezza del perimetro per la larghezza inquadrata, senza verificare che a quella distanza i pixel sul bersaglio bastino ancora per il compito richiesto. Il conto torna sulla carta e l’impianto non riconosce niente.
L’ordine giusto è l’inverso: prima si fissa il compito e si ricava la distanza massima utile con il criterio di Johnson, poi si calcola quante telecamere servono a coprire il perimetro entro quella distanza.
Angolo di copertura e zone morte
Due accortezze che il campo visivo da solo non dice.
L’altezza di installazione. Una telecamera posta a sei metri con ottica larga ha sotto di sé un cono cieco: la zona immediatamente ai piedi del palo non è inquadrata. Su un perimetro va verificata la sovrapposizione fra telecamere adiacenti proprio in quella fascia.
L’inclinazione. Inclinando verso il basso si guadagna copertura vicina e si perde distanza. Il campo visivo resta lo stesso, cambia dove cade.
Domande frequenti
Cos’è il FOV?
Il campo visivo, cioè l’angolo di scena inquadrato dalla telecamera, espresso in gradi in orizzontale, verticale o diagonale.
Da cosa dipende?
Solo da lunghezza focale e dimensione del sensore. Non dalla risoluzione in sé, ma dalla larghezza fisica del sensore, che è il numero di pixel per il loro passo.
Meglio un campo largo o stretto?
Dipende dal compito. Largo per sorvegliare aree e rilevare movimento, stretto per riconoscere e identificare a distanza. Un impianto serio usa entrambi.
Perché sul datasheet trovo solo il diagonale?
Perché è il valore numericamente più alto. Per progettare serve l’orizzontale, che si ricava dalla formula o si chiede al fornitore.
Se aumento la risoluzione, il campo si allarga?
A parità di passo del pixel sì, perché il sensore diventa fisicamente più largo. Ma la portata non cambia.
Termini collegati
- Criterio di Johnson e DRI — come si passa dal campo visivo alla portata utile
- Risoluzione e passo del pixel — le due grandezze che determinano la larghezza del sensore
- NETD — l’altro limite, quello del contrasto