测绘与勘测

视场角计算器

在给定高度下相机的视场角和地面覆盖范围。

仅作规划辅助 — 并非经认证的飞行规划软件或空域许可。飞行前请务必根据您飞行器的说明书核实结果,并查阅现行法规。 完整免责声明.

请填写上方所有相机字段以进行计算。

公式

视场角(FOV)是相机所看到的角度。对于普通(直线成像)镜头,它只取决于传感器尺寸和真实焦距:

FOV = 2 × arctan(传感器尺寸 ÷ (2 × 焦距))

用传感器的宽度可得水平视场角,用传感器的高度可得垂直视场角。在给定距离处覆盖的地面范围,则由这个角度得出:

覆盖范围 = 2 × 距离 × tan(FOV ÷ 2)

相机垂直朝下时,距离就是你离地的高度。对于巡检拍摄,距离就是你与墙面、塔架或屋顶之间的距离。

为什么你的规格表上的数字更大

无人机的规格表通常只给出一个 FOV 数值,而且是对角线角度,即从一个角到对角。计算器显示的是水平和垂直角度,这才是计算覆盖范围需要的。

以大疆 Mavic 3 Pro 的主相机为例:约 17.3 × 13 mm 的四三画幅传感器,搭配 12 mm 镜头(等效 24 mm)。

角度 结果
水平 71.6°
垂直 56.9°
对角线 84.1°

大疆标注的相机 FOV 为 84°,与对角线角度相符。大疆 Mini 4 Pro 的传感器更小,但镜头同样是等效 24 mm,得出的角度几乎相同。只要等效焦距相同,相机看到的视场就一样,与传感器大小无关。

算例

使用上面的 Mavic 3 Pro 数据:

  • 在 100 m 高度测绘: 每张照片覆盖约 144 × 108 m 的地面。
  • 在 20 m 外巡检一面外墙: 画面宽度约为 29 m。
  • 相机朝下,要把一栋 50 m 宽的建筑装进画面: 你需要位于屋顶上方约 35 m,再加一些余量,因为画面边缘的目标更难利用。

最后一个计算是把公式倒过来:距离 = 宽度 ÷ (2 × tan(水平 FOV ÷ 2))。

照片与视频

计算器假设你使用整个传感器,这对大多数以相机原生画幅比例拍摄的照片成立(无人机上通常是 4:3)。视频则不同:

  • 16:9 视频会裁掉 4:3 传感器的上下部分。对于上述相机,垂直 FOV 会从约 57° 降到约 44°。
  • 有些视频模式会裁得更多,比如高帧率或数字变焦。这时两个角度都会缩小。

如果你计划拍摄巡检视频,请查阅相机手册,了解你要使用的模式下的裁切比例,并相应地缩小覆盖范围。

在哪里找到正确的输入值

  • 焦距: 请使用真实焦距,而不是 35 mm 等效焦距。它保存在照片的 EXIF 数据中;我们的 EXIF 查看器可以显示它。
  • 传感器尺寸: 规格表常常只给出“1 英寸”或“1/1.3 英寸”这样的规格。这些是传统叫法,而不是实际尺寸;“1 英寸”传感器大约是 13.2 × 8.8 mm。计算器的无人机预设会为常见机型填入这两个数值。

从 FOV 到测绘计划

FOV 决定了每张影像在地面上的大小。该范围内的像素数量则决定了细节程度,也就是地面采样距离。请先用 GSD 计算器得出分辨率,再用重叠度计算器安排照片和航线的间距。我们关于地面采样距离(GSD)的指南解释了这些环节如何配合。

镜头畸变(尤其是广角无人机相机)以及相机应用的任何数码裁切/变焦,都可能使实际覆盖范围偏离这个直线镜头计算结果。

会。公式假设镜头是直线成像的,也就是让直线保持为直线。鱼眼镜头,以及一些超广角的运动相机和 FPV 镜头,覆盖范围比公式预测的更大,尤其是靠近边角的位置,测绘软件必须校正它们的畸变。

会。光学变焦会增大真实焦距,并按比例缩小 FOV。数字变焦是裁切画面,对角度的影响相同,但会降低分辨率。

角度是镜头和传感器的属性。高度只改变这个角度能覆盖多大的地面:高度加倍,各个方向的覆盖范围也加倍。

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