Das geeignete Objektiv

Das geeignete Objektiv

Das geeignete Objektiv

Drei Parameter sind bei der Wahl des Objektivs für die Wärmebildkamera zur Wildrettung von besonderer Bedeutung. Der erste ist das Gewicht, das bei fliegenden Systemen immer eine große Rolle spielt, das Objektiv soll möglichst leicht sein.

Der zweite ist der Gesichtsfeldwinkel, das Field of View (FOV). Das FOV ist bestimmt durch die Brennweite der Optik und die Geometrie des Bildsensors. Aus dem FOV ergeben sich abhängig von der Flughöhe sowohl die Größe der von der Kamera erfassten Szene, als auch die geometrische Auflösung der Kamera, also die Größe der Bodenelemente (Ground Sample Distance — GSD). Je kleiner die GSD, umso mehr Details sind auf dem Bild erkennbar, und umso leichter lassen sich die Tiere detektieren. FOV und GSD sind proportional, d. h. je kleiner das FOV, desto kleiner ist die GSD.

Der dritte Parameter ist die hyperfokale Distanz. Sie ist eine Gegenstandsweite, die durch Brennweite, Blendenzahl und Durchmesser des Zerstreuungskreises der Optik bestimmt wird. Wird die Kamera auf diese Entfernung fokussiert, dann hat das Bild hier die größte Schärfe. Die „Schärfentiefe“ reicht von der halben hyperfokalen Distanz bis zum Unendlichen. Bis zu diesen Entfernungen ist die Szene gerade noch ausreichend scharf abgebildet. Die Suchflüge finden im Wesentlichen zwischen zwei Gegenstandsweiten statt: die für die Suche optimale Höhe über Grund und eine deutlich geringere Flughöhe zur Bestätigung unsicherer möglicher Funde. Ein Objektiv, dessen hyperfokale Distanz der geringeren Flughöhe angepasst ist, liefert auch ausreichend scharfe Bilder in der Suchflughöhe. Alternativ könnte ein Objektiv mit motorisierter Fokussierung verwendet werden, mit dem das Bild je nach Distanz der Szene immer scharf gestellt werden kann.  Ein entsprechendes Objektiv ist mit ca. 300 g zusätzlichem Gewicht im Flugeinsatz von Nachteil.

Hyperfokale Distanz und FOV sind beide von der Brennweite abhängig, erstere ist proportional zur Brennweite des Objektivs, das FOV ist dazu umgekehrt proportional. Für die Kitzsuche ist eine kurze hyperfokale Distanz (kleine Brennweite) gewünscht, gleichzeitig soll auch das kleines FOV klein sein (große Brennweite).  Dieser prinzipielle Gegensatz erfordert eine sorgfältige Auswahl des Objektivs. Priorität hat dabei die Forderung, die hyperfokale Distanz so zu wählen, dass bei allen gewünschten Flughöhen genügend scharfe Bilder entstehen.

Bei der Wahl des FOV sind natürlich auch die Geometrien des Kitzes und seiner typischen Umgebung zu beachten. Rehkitze liegen meist in Wiesen deren Bewuchs mindestens 40 cm und bis zu gut 1 m hoch ist. Ein zwei Wochen altes Kitz ruht in der Regel zusammengekauert, der Körper hat dabei einen Durchmesser von ca. 30 cm. Blickt die Kamera von oben in dichtes Gras von einem Meter Höhe, dann ist das Kitz nur dann nicht von den Grashalmen verdeckt, wenn es unter einem Winkel von weniger als 17 Grad vom Lot betrachtet wird. Das optimale FOV wäre dann 34°. Ein Objektiv mit genau 34° FOV ist derzeit im Handel nicht erhältlich. Man muss man sich also entscheiden zwischen dem nächstgrößeren und dem nächstkleineren FOV. Zu beachten ist dabei, dass ein FOV von weniger als 34° einen schmaleren Bodenstreifen erfaßt, deshalb eine längere Flugzeit erfordert. Es resultiert eine geringere Flächenleistung. Außerdem wird bei sonst gleichen Parametern die hyperfokale Distanz größer.  Ein zu großes FOV „verschwendet“ Bildränder, in denen Kitze nicht gesehen werden.

Für die Kameras FLIR Tau 640 bzw. FLIR VUE 640 ist das angebotene 19 mm Objektiv gut geeignet. Das horizontale FOV liegt mit 32° nahe unter dem rechnerischen Optimum von 34° und damit auf der sicheren Seite (vertikales FOV: 26°). Die hyperfokale Distanz ist 9,5 m. Das heißt, ab der halben Distanz, also 4,75 m Flughöhe, wird die gesamte Szene scharf abgebildet.

2019-08-06T17:28:00+00:00
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