IR Menzili 30 m, 50 m, 80 m Gerçekte Ne Anlama Gelir? IR LED, Lens ve Görüş Açısı İlişkisi

IR menzili ne demek? Datasheet'teki 30, 50 ve 80 m neyi ölçer?

IR menzili, kameranın üzerindeki kızılötesi LED'lerin karanlıkta aydınlatabildiği ve görüntüde hedefin seçilebildiği en uzak mesafeyi anlatan üretici beyanıdır. Bu değer standart bir sınav sonucu değil, üreticinin kendi test düzenekleriyle verdiği bir üst sınırdır; datasheet'lerde "IR distance", "illumination distance" veya "IR range" gibi adlarla geçer.

Değerin hangi koşulda ölçüldüğü çoğu zaman satırın yanında yazmaz. Ölçüm genellikle açık alanda, ortamdan dönen parazit ışığın az olduğu, hedefin yeterince yansıttığı ve kameranın görüntüde yalnızca "bir şey var" demeyi değil, hedefi ayırt etmeyi yeterli bulduğu bir kabulle yapılır. Bu kabuller sahadaki bir otopark girişinde, ağaçlı bir bahçede ya da ıslak bir yolda aynen sağlanmaz.

Bu yüzden IR menzilini bir tavan değer olarak okumak gerekir. Aynı kamera iki farklı sahada iki farklı etkili gece mesafesi verebilir; sahaya, lense ve hedefe bağlı olan şey, rakamın kendisi değil, o rakamın ne kadarının kullanılabildiğidir.

IR LED sayısı ve güç: neden iki katı LED iki katı menzil vermez?

Bir yüzeye düşen ışık şiddeti kaynaktan uzaklaştıkça mesafenin karesiyle azalır; bu yüzden LED gücünü artırmak menzili aynı oranda artırmaz. Hedefe ulaşan ışık yaklaşık E = I / d² bağıntısıyla düşer: mesafe iki katına çıkınca aynı hedefe düşen ışık dörtte bire iner.

Aynı eşik aydınlığı korumak istiyorsanız menzil güçle yaklaşık karekök oranında artar. Yani LED gücü iki katına çıkarsa, ideal koşulda menzil yaklaşık 1,4 katına çıkar; menzili iki katına çıkarmak için gücün dört katı gerekir. Gerçek cihazlarda LED verimi, ısınma, ışık demeti ve sensör duyarlılığı da işin içindedir, bu yüzden bu oran bir mühendislik sezgisidir (doğrula: model bazında).

Bu nedenle "çok LED'li" ifadesi tek başına menzil kanıtı sayılmaz. Bakılması gerekenler şunlardır:

• LED sayısı ve türü: dizi (array) LED mi, tek güçlü LED mi; kaç adet ve hangi güçte.
• Dalga boyu: 850 nm LED'ler 940 nm'ye göre daha uzak mesafe ve daha fazla ayrıntı verir ama gözle seçilebilen hafif kırmızı parıltı bırakır; 940 nm parıltısızdır, buna karşılık sensör bu dalga boyuna daha az duyarlıdır ve menzil genellikle kısalır.
• Işığın dağılımı: Hikvision EXIR gibi üretici adlarıyla anılan teknolojiler ışığı homojen bir desende yaymayı hedefler; bu üretici beyanıdır ve model bazında sahada görülmelidir.
• Güç tüketimi: IR açıkken kamera daha çok akım çeker; PoE bütçesi (IEEE 802.3af, 802.3at, 802.3bt) ve adaptör kapasitesi gece koşuluna göre kontrol edilmelidir.

Lens görüş açısı ve IR demeti: geniş lensle ışık dağılır, dar lensle uzağa gider

Sabit bir IR gücü, lensin gördüğü alana yayıldığı için görüş açısı genişledikçe birim alana düşen ışık azalır. Geniş açılı lenste (örneğin yatayda yaklaşık 100°) ışık geniş bir yelpazeye dağılır ve uzak noktalara az ışık düşer; dar açılı lenste (örneğin yaklaşık 50°) aynı ışık daha dar bir alana yoğunlaşır ve daha uzağa ulaşır.

Küçük açılarda menzil kabaca 1 / tan(θ/2) ile ters orantılı gider (θ: ışık demetinin açısı). Dahua'nın tek bir 2 MP HDCVI sabit odaklı bullet modelinin datasheet'inde 2,8 mm, 3,6 mm ve 6 mm lens seçenekleri yatay 100°, 82° ve 53° görüş açısıyla verilir; aynı sayfada tek bir 20 m aydınlatma mesafesi yazar. Yani lens seçimi, tek rakamın arkasındaki gerçek etkili mesafeyi değiştirir ve rakam her lens için aynı değeri taşıyormuş gibi okunmamalıdır.

Varifocal (motorize zoomlu) kameralarda durum daha karmaşıktır: lensi yakınlaştırdığınızda görüş açısı daralır ama sabit bir IR demeti tüm alanı aydınlatmaya devam edebilir. Bazı modeller zoom oranına göre LED gruplarını ayrı yönetir; bu özellik model bazlıdır ve datasheet'te ayrıca yazılmalıdır. Genel gece görüşü teknolojileri için IR ve renkli gece görüşü rehberimize bakabilirsiniz.

Smart IR ve akıllı IR mantığı: yakın nesne neden patlamaz?

Smart IR, kameranın görüntü parlaklığına göre IR LED şiddetini otomatik düşürerek yakındaki nesnelerin beyazlaşıp detay kaybetmesini önleyen düzenlemedir. Dahua'nın yukarıda sözü edilen datasheet'i bunu, hedefin mesafesini telafi etmek için IR LED yoğunluğunu ayarlayan ve hedef kameraya yaklaşırken görüntünün aşırı pozlanmasını önleyen bir özellik olarak tanımlar.

Mantık basit bir geri besleme döngüsüdür: görüntüde parlak bölge büyürse LED akımı azaltılır, sahne karanlıklaşırsa artırılır. Bazı modellerde yakın ve uzak LED grupları ayrı yönetilir. Üreticilerin adlandırması farklıdır; "Smart IR", "akıllı IR" ve "EXIR" bunların örnekleridir ama hepsi aynı çalışma biçimini anlatmaz.

• Avantaj: yakından geçen kişi ya da plaka beyaz bir leke olmaz, çerçevedeki diğer bölgelerde ayrıntı korunur.
• Sınır: sahnede çok parlak yansıtıcı bir cisim (yansıtıcı yelek, plaka, beyaz duvar) varsa kamera IR'yi düşürür ve geri kalan sahne karanlıkta kalabilir.
• Menzil etkisi: Smart IR menzili uzatmaz; yalnızca mevcut ışığı sahneye dengeli dağıtır. Uzak hedefte etkili olan, LED'in tam güçte çalışabilmesidir.
• Ayar: menüde Smart IR açık/kapalı ve çoğu modelde elle IR seviyesi bulunur; sahada testte her iki durumu da denemek gerekir.

Algılama, tanıma ve teşhis: menzil ile tanıma mesafesi aynı şey değildir

IR menzili ışığın ulaştığı mesafeyi, DORI ise o mesafede görüntüde ne kadar ayrıntı olduğunu anlatır; kişiyi tanımak için ikisinin birden yeterli olması gerekir. IEC EN 62676-4 standardındaki piksel yoğunluğu ölçütleri tespit için 25, tanıma için 125 ve kimliklendirme için 250 piksel/metredir (Axis'in bu standarda dayalı teknik belgesi bunları böyle özetler). Hesap ayrıntısı için DORI ve PPM rehberimize bakın.

Aynı Dahua datasheet'i bu farkı kendi tablosunda gösterir: 20 m aydınlatma mesafesi yazan modelde 2,8 mm lens için tanıma mesafesi 9,4 m, kimliklendirme mesafesi 4,7 m verilir; 6 mm lens için tanıma 16,6 m, kimliklendirme 8,3 m'dir. Yani 20 m'lik bir kamerada yüzü kimliklendirme mesafesi, geniş lensle yalnızca birkaç metredir. Bu değerler üreticinin modele özgü beyanıdır; kendi hesabınızı da yapın.

Gece bu mesafeler daha da kısalır, çünkü IR görüntü tek renklidir, ayrıntı düşer ve sensör yüksek kazançta (gain) çalışır; bu da gürültü ve bulanıklık getirir. Görüntü tutarsızsa gece bulanık görüntü sorunlarına da bakmak gerekir.

• Algılama: bir kişi ya da aracın var olduğunu anlamak.
• Tanıma: bilinen birini ya da giysi/araç tipini ayırt etmek.
• Teşhis (kimliklendirme): bir kişiyi kesin biçimde belirlemek; en yüksek piksel yoğunluğunu ister.
• Kural: aydınlatma yetmiyorsa piksel yoğunluğu da işe yaramaz; piksel yoğunluğu yetmiyorsa ışık yeterli olsa da tanıma olmaz.

Yüzey, hava ve ortam: duvar, ağaç, ıslak zemin ve sis menzili nasıl kısaltır?

Hedefin yansıtıcılığı, geri dönen IR miktarını doğrudan belirler; bu yüzden aynı kamera açık renkli bir duvarda uzağı, koyu asfaltta yakını gösterir. Genel olarak açık renkli boyalı duvar, beyaz plaka ve yansıtıcı yelek IR'yi iyi geri verir; koyu asfalt, ıslak zemin, koyu kıyafet ve yoğun yeşil alan ise daha az ya da dağınık geri verir. Kıyafet boyaları ve kumaşlar yakın kızılötesinde farklı davranabildiği için tek kural çıkarılamaz (doğrula: saha testi).

Islak zeminde ışık aynadaki gibi yansıyıp kameraya dönmeyebilir; dar bir koridorda ise duvar çok yakın olduğu için yakın yüzey parlar, uzak nokta karanlık kalır. Ağaç ve çalılar IR'yi dağıtır, arkasındaki alanı aydınlatmaz; rüzgârda hareket eden yapraklar ise video analitikte yanlış alarm kaynağı olur. Bu konuya video analitikte yanlış alarm rehberimizde ayrıca değinilmiştir.

Sis, yağmur ve kar tanecikleri IR ışığı dağıtır; ışığın bir kısmı kameraya geri saçılır ve görüntüye "perde" gibi bir parlaklık ekler. Lensin hemen önündeki yağmur damlaları, örümcek ağı ve böcekler IR ile parlayarak görüntüyü bozabilir. Bu etkiler katalog menzilinde yer almaz ve kötü havada etkili menzil belirgin biçimde düşer.

Cam arkasına kurulan kameralarda da IR doğrudan cama yansır; ayrıntı için cam arkasında IR yansıması rehberimize bakın.

Ayrı IR projektör ne zaman gerekir?

Kameranın kendi LED'leri yetmediğinde, hedef mesafe kameranın güvenli etkili menzilini aştığında ya da aydınlatmanın kameradan ayrılması gerektiğinde ayrı bir IR projektör kullanılır. Projektör, kameranın dışında, ayrı güç alan ve kendi ışık açısına sahip bir aydınlatıcıdır.

Şu durumlarda projektör değerlendirilir:

• Uzun koridor, otopark, çevre çiti ve geniş avlu gibi uzak mesafe gerektiren alanlarda, nominal menzilin yarısı bile yetmiyorsa.
• Dar görüş açılı varifocal ya da PTZ kameralarda, kameranın dahili LED'leri uzak zoom noktasını yeterince aydınlatmıyorsa.
• Kameranın hemen önünde böcek ve yağmur parlaması yaşanıyorsa; ışık kaynağını kameradan birkaç metre uzağa almak bu parlamayı azaltır.
• Dalga boyu seçimi: projektörün dalga boyu kameranın duyarlı olduğu bölgeyle uyumlu olmalıdır; 850 nm ile 940 nm farkı hem görünürlük hem menzil açısından önemlidir.
• Projektörün ışık açısı lensin görüş açısıyla eşleşmeli, güç beslemesi ve montaj yeri ayrıca planlanmalıdır.

Kurulumcu için: teklif alırken menzil iddiası nasıl sorgulanır?

Toptancıdan ya da üreticiden gelen menzil bilgisini kabul etmeden önce hangi koşulda ve hangi lensle verildiğini sorun. Teklif karşılaştırırken yalnızca rakama değil, rakamın dayanağına bakın; farklı markaların IR değerleri aynı test düzeneğiyle ölçülmeyebilir.

Toptancıya ya da müşteriye teklif hazırlarken şu soruları kullanabilirsiniz:

• Menzil değeri hangi lens için verilmiş; geniş ve dar lens seçeneklerinde ayrı değer var mı?
• Üretici DORI tablosu yayınlıyor mu, tanıma ve kimliklendirme mesafesi hangi lensle verilmiş?
• IR LED sayısı, dalga boyu (850/940 nm) ve Smart IR desteği nedir; elle IR seviyesi ayarlanabiliyor mu?
• IR açıkken güç tüketimi nedir; PoE sınıfı (802.3af/at/bt) yeterli mi?
• Aynı model için gerçek gece görüntüsü, ham kayıt örneği ya da deneme birimi verilebilir mi?
• Saha testinde beklenen mesafeye ulaşılmazsa değişim ya da iade koşulu var mı?

Pratik kural ve adım adım saha testi

Pratik bir yaklaşım olarak, tanıma ve takip için nominal menzilin yaklaşık yarısını güvenli çalışma mesafesi kabul edin; bu kural değil, deneyime dayalı bir başlangıç değeridir ve modele, lense ve sahaya göre sahada doğrulanmalıdır (doğrula). Dayanağı fizikseldir: mesafe yarıya inince hedefe düşen IR yaklaşık dört katına çıkar, bu da sis, yansıtmayan yüzey ve yaşlanan LED payını karşılar.

Müşteriye söz vermeden önce, devreye alma sırasında kısa bir gece testi yapın. Devreye alma ve kabul testi listesi bu testin bir parçası olabilir. Test adımları:

• Kamerayı gerçek montaj yüksekliğine ve açısına sabitleyin; testi tam karanlıkta, mümkünse sokak lambası ve far ışığı olmadan yapın.
• Zemine nominal menzilin %50, %75 ve %100'ü olacak şekilde işaret koyun.
• Her işaretin üzerine bir kişiyi açık ve koyu giysiyle, ayrıca beyaz ve koyu renk bir plaka kartıyla durdurun.
• Smart IR açık ve kapalı iken kaydı ana akımdan (alt akımdan değil) alın; enstantane ve kazanç ayarlarını otomatik bırakın.
• Kaydı ekranda %100 büyüklükte inceleyin; yüz, kıyafet ve plaka seçilebiliyorsa o mesafeyi "kullanılabilir" yazın.
• Yağmurlu ya da sisli bir gecede bir kez tekrarlayın; sonuçları fotoğraf ve notla müşteriye iletin.

Bayifi'de kurulumcu, ürün ve stok bulmak

Gece görüşünü sahada test edebilen bir kurulumcu arıyorsanız Bayifi'de il il firma dizinine Bayi listesi üzerinden ulaşabilir, toptancıların stoklu ürünlerini ve tekliflerini pazar sayfasında karşılaştırabilirsiniz. Kurulumcu ya da toptancı olarak firmanızı eklemek için kaydol sayfasını kullanabilirsiniz.