Guía de campo visual (FOV) en cardanes para UAV: cambiar solo la lente lleva la misma cámara de 38° a 12°, una diferencia de 3 veces en cobertura
El PUDD075S es el cardán más discreto de nuestro catálogo: un cardán micro de 2 ejes de 70 gramos para multirrotores pequeños, cuya columna de cámara en la ficha técnica indica un único sensor CMOS de 1/2.8". Pero la columna de lentes indica cuatro números: 8mm, 12mm, 16mm y 25mm.
Este cardán usa el mismo sensor y la misma montura de lente en las cuatro variantes; solo cambia la distancia focal. Las cuatro focales corresponden a campos visuales de 38.3°×22.1°, 26.1°×14.8°, 19.7°×11.8° y 12.7°×7.1° respectivamente, y las distancias de reconocimiento indicadas por el fabricante son mayores de 170 m, 250 m, 330 m y 500 m.
Entre la opción más amplia y la más estrecha, el campo visual se reduce 3 veces y la distancia de reconocimiento crece casi 3 veces. Son las dos caras del mismo compromiso: estrechar el campo visual amplifica una pequeña porción de la escena al precio de todo lo que queda fuera. La elección depende de si su misión consiste en encontrar un objetivo o en identificarlo, no del presupuesto.
Este artículo desglosa el campo visual a fondo: qué mide realmente, cómo convertirlo en cobertura de suelo, dónde encajan las opciones amplias y estrechas, y los detalles que nunca aparecen en las fichas técnicas pero deciden si una misión funciona. Todos los datos provienen de las fichas técnicas de fábrica de los cardanes que vendemos; los cálculos son estimaciones geométricas y los resultados reales deben confirmarse según su plataforma y condiciones de operación.
Contra-intuición n.º 1: el campo visual mide "cuán amplio", no "cuán nítido"
El campo visual (FOV) describe qué porción angular enmarca la lente en una sola toma. No tiene relación con la cantidad de píxeles de la imagen. El mismo sensor CMOS de 1/2.8" entrega una imagen de 38.3° de ancho con una lente de 8mm y de 12.7° con una de 25mm — ni un píxel más, ni un píxel menos.
Piense en cambiar objetivos fijos en una cámara: mismo cuerpo, misma tarjeta, distinta óptica. Para paisajes quiere 24mm — todo entra, pero las personas se ven diminutas. Para sujetos lejanos cambia a 200mm — el encuadre se reduce a una franja, pero el sujeto la llena. En un cardán de dron ocurre exactamente lo mismo, solo que la lente va montada sobre una base que gira.
En la ficha técnica, "distancia focal" y "campo visual" son dos números que describen lo mismo desde dos direcciones. Con un sensor de tamaño fijo, mayor focal significa campo más estrecho; menor focal, campo más amplio. La industria también usa el término distancia focal equivalente — el valor recalculado para un cuerpo de formato completo. Al comparar entre modelos, la focal equivalente es la cifra más justa; dentro de una misma familia de cardanes, el campo visual es la más directa.
Contra-intuición n.º 2: el campo visual se convierte en cobertura de suelo — y conviene hacer esa cuenta usted mismo
La ficha técnica da un ángulo; el plan de misión pide un área en el suelo. Una fórmula une ambas: ancho de cobertura de suelo = 2 × altitud de vuelo × tangente(FOV horizontal ÷ 2). La industria también lo llama barrido (swath) — el "ancho de banda" del software de planificación de rutas es el mismo número. Aplíquelo a las cuatro opciones de lente del PUDD075S a 100 m de altitud, cámara apuntando verticalmente:
| Distancia focal | FOV horizontal | Ancho de cobertura a 100 m | Distancia de reconocim. indicada |
|---|---|---|---|
| 8mm | 38.3° | ≈ 69,5 m | >170m |
| 12mm | 26.1° | ≈ 46,4 m | >250m |
| 16mm | 19.7° | ≈ 34,7 m | >330m |
| 25mm | 12.7° | ≈ 22,3 m | >500m |
A la misma altitud, el barrido se reduce de 69,5 m a 22,3 m entre las cuatro opciones. Ese número define cómo volar: con 8mm se ve una franja de casi 70 m en una pasada; con 25mm solo se enmarcan 22 m, y cubrir el mismo corredor exige tres pasadas, con el consumo de baterías y la autonomía escalando en consecuencia.
La altitud es la otra variable, y la cobertura escala linealmente con ella. La misma lente de 25mm cubre unos 11 m a 50 m de altitud y unos 45 m a 200 m. Es decir, "cambiar de altitud" y "cambiar de lente" tienen efectos similares sobre la huella en el suelo, con una estructura de coste parecida — ambos intercambian cobertura por otra cosa. Pero el espacio aéreo regulado y las normas de misión limitan la altitud real, así que dimensione la lente para la altitud que realmente pueda operar, no para la que desearía.
La fórmula también funciona al revés: parta de la cobertura que la misión necesita. Si un cliente dice "necesito enmarcar una franja de 60 m desde 150 m", la focal debe quedar entre 8 y 12mm. Si dice "enmarcar 200 m de una vez", ninguno de nuestros cardanes de focal fija califica — hace falta una lente gran angular o replantear el barrido en franjas estrechas. Una formulación es una pregunta de selección de lente; la otra le dice que el plan de misión debe rehacerse antes de elegir cualquier lente.
Un límite que conviene declarar: la fórmula asume el eje óptico apuntando verticalmente. La vista oblicua estira la huella y exige una fórmula modificada, y la distorsión de las lentes gran angulares requiere corrección adicional en los bordes. Para estimaciones de orden de magnitud basta la fórmula anterior; antes de que nada entre en un contrato, contrástela con las rutas reales en el sitio.
Contra-intuición n.º 3: un campo estrecho no convierte por sí solo al objetivo en reconocible — eso exige "muestreo de suelo"
Reducir a la mitad el campo visual duplica el tamaño aparente del objetivo en la imagen. Pero que un objetivo sea reconocible depende de cuántos píxeles ocupa, y ese número lo fijan dos cosas juntas: el campo visual de la lente y la densidad de píxeles del sensor. El campo visual controla solo una.
El nombre técnico de "el ángulo que abarca un píxel" es IFOV — campo visual instantáneo. Forma pareja con el FOV: el FOV es el ancho de toda la imagen; el IFOV, cuán finamente se divide esa imagen. Con un ancho fijo, más divisiones significa cada división más pequeña, y cualquier objeto se ve más grande.
Ver varios de nuestros cardanes lado a lado lo hace concreto. El canal visible del PUTD095 empareja un CMOS de 1/2.5" con 48 megapíxeles efectivos; el PUTD090 es el mismo sensor de 1/2.5" a 48 MP. Sensores idénticos, campos visuales de 58.5°×35.5° y 59.5°×35.5° — prácticamente iguales. Sus diferencias están en otro lugar, no en el campo visual.
Mire ahora la columna del PUDD075S. Su sensor es solo de 1920×1080 — unos 2 megapíxeles, más de un escalón por debajo de los dos anteriores. Sin embargo, al estrechar el campo de 38.3° a 12.7°, amplifica el mismo objetivo 3 veces en la imagen, y la distancia de reconocimiento corre de 170 m a 500 m. Es "menos píxeles pero un campo más estrecho" — ambos factores se cancelan en la matemática, y el campo estrecho gana.
El nombre técnico de la magnitud plegada es distancia de muestreo de suelo (GSD) — cuántos centímetros de suelo cubre un píxel. Es el parámetro real detrás de "¿se puede reconocer?", y ni el FOV ni la resolución solos lo predicen. Con FOV, tamaño de sensor y conteo de píxeles en mano, la matemática es una línea: GSD = ancho de cobertura de suelo ÷ píxeles horizontales.
Aplíquelo a las dos opciones del PUDD075S y "ver más lejos" se vuelve concreto. La opción de 8mm cubre 69,5 m a 100 m de altitud; dividido entre 1920 píxeles horizontales, un píxel son 3,6 cm, y una persona de 1,7 m abarca 47 píxeles. La opción de 25mm cubre 22,3 m; un píxel son 1,2 cm y la misma persona abarca 146 píxeles. Más de un salto de 3 veces en píxeles sobre el objetivo — y no se añadió ni un solo píxel nuevo; cada uno solo fue asignado a una porción más pequeña de suelo.
Esta conversión tiene una verificación cruzada publicada. Una configuración habitual de búsqueda nocturna — núcleo térmico de 640×512, 33° de FOV horizontal, 100 m AGL — da unos 9 cm por píxel, y un libro blanco policial de acceso público da la misma cifra: unos 9 cm/píxel, una persona a la altura de los hombros abarcando 5–6 píxeles. Cuando fuentes independientes aterrizan en el mismo número, el método no es el marketing de un solo fabricante. La misma matemática vale para nuestros demás modelos — el artículo de selección térmica retrocalculó distancias de reconocimiento con "una persona abarca 12 píxeles" y los tres niveles coincidieron con los valores de ficha técnica.
Así que para juzgar la nitidez de un cardán hay exactamente un número que buscar en la ficha: IFOV, o su forma plegada GSD. El campo visual le dice cuánto suelo cubre un fotograma; el IFOV le dice si un objetivo dentro de ese fotograma puede contarse. Dividir el campo visual entre el conteo de píxeles toma diez segundos y supera comparar diez páginas de especificaciones.
Cuanto menor la GSD, más píxeles ocupa cualquier objeto y más nítido se lee. Cómo los parámetros térmicos se combinan con la focal, y cómo los sensores visible y térmico reparten el trabajo, se desglosa en el artículo de selección de cámara térmica — no se repite aquí.
El PUDD075S que abrió este artículo es una muestra viva de esa relación — y es también el único cardán de focal fija de nuestro catálogo donde usted elige la focal de la lente al hacer el pedido, entre cuatro opciones de 8mm a 25mm.
En su ficha técnica, focal y campo visual aparecen como cuatro pares lado a lado: 8mm a 38.3°×22.1°, 25mm a 12.7°×7.1°. Las mismas filas listan precisión de estabilización ≤0.01°, peso del cardán 70±5 g, cabeceo de −100° a +60°, guiñada de −60° a +60° — los elementos que importan en la siguiente sección sobre si el sistema vuela bien.
Dónde encajan lo amplio y lo estrecho
Divida el campo visual en dos extremos y la lógica de selección cae por su propio peso. El extremo amplio resuelve "no perderlo"; el estrecho, "verlo con claridad". La mayoría de las misiones corren en dos fases: primero localizar el objetivo sospechoso en el aire, luego girar la lente e identificarlo. La búsqueda quiere amplitud; la identificación, estrechez.
Nuestra manera de poner ambas fases en una misma nave es con dos canales. El PUTT155 empareja una visible gran angular con una térmica de 18mm; el PUTT170 lleva la térmica a 25mm. En búsqueda, el canal amplio enmarca el objetivo; en confirmación, el estrecho resuelve el detalle. Cómo se reparten el trabajo los sensores duales y cómo comparten tareas el zoom y la focal fija se cubre en el artículo del sensor dual térmico-con-zoom y en el de zoom contra focal fija — aquí tratamos solo la capa del campo visual.
Con un solo canal, la planificación de rutas debe llenar el hueco. El principio: gastar la opción estrecha donde el reconocimiento importa de verdad — instalaciones clave, líneas fronterizas, puntos de acceso — en lugar de barrerlo todo con una focal media, que decepciona por ambos lados: las zonas anchas salen poco nítidas y las cercanas se sobrevuelan.
El módulo de seguimiento tri-sensor PUDD075CCT tiene el mayor rango de campo visual de nuestro catálogo: un canal amplio de 113.1°×63.6°, un canal teleobjetivo de 14.8°×8.4° y un canal térmico de 16.9°×12.8°. La opción amplia es una lente de búsqueda clásica — 113 grados casi enmarcan todo el hemisferio frontal; la teleobjetivo, a 14.8 grados, es una rendija. En un mismo cardán, esos dos números difieren 7,6 veces, y todo el plan de misión descansa sobre esa diferencia.
Una distinción más que conviene trazar: zoom y flexibilidad de campo visual (FOV flexibility) no son lo mismo. La verdadera flexibilidad de FOV significa que la lente misma varía su campo de forma continua en vuelo — los cardanes de la clase zoom listan "zoom óptico continuo" en sus fichas, y nuestra línea tri-sensor imprime 120x de zoom híbrido directamente en el título. Un campo continuamente variable lo ajusta el operador en cualquier momento; cambiar entre canales fijos es un cambio de hardware con un tiempo de estabilización intermedio.
Más allá del campo visual: tres parámetros más deciden si vuela bien
El campo visual solo responde "cuánto se enmarca". Que el sistema funcione de verdad en el aire depende de tres parámetros más, normalmente dispersos en filas distintas de la ficha técnica.
Primero, el rango de giro del cardán. Un campo estrecho enmarca poco, así que el rango de rotación del cardán debe seguirle el ritmo. El PUDD075S se mueve de −100° a +60° en cabeceo y de −60° a +60° en guiñada. La opción de 25mm enmarca solo 22 m de ancho a 100 m de altitud — desviarse un poco de la línea saca al objetivo del cuadro hasta que el cardán regresa. Un rango de giro pequeño emparejado con un campo estrecho es como ocurre "perder el objetivo" en la práctica.
Segundo, la precisión de estabilización, leída junto con el campo visual. Este módulo de 2 ejes está clasificado a ≤0.01° (contra 0.5° de perturbación @1Hz). Esa magnitud encaja con un campo estrecho: un temblor de 0.05° dentro de un encuadre de 12.7° desplaza al objetivo unos 0.4% — una leve oscilación. El mismo 0.05° dentro de un encuadre de 38.3° lo desplaza 0.13% — prácticamente invisible. Los campos estrechos exigen más a la estabilización, y el margen debe verificarse en términos angulares, no solo con "la especificación pasa".
Tercero, la cadena de peso y consumo. Las focales largas traen grupos de lentes más pesados y largos; el peso total y el consumo siguen. El cardán PUDD075S pesa 70±5 g con un módulo de IA de 56±2 g — holgado en multirrotores pequeños. Subir a los módulos tri-sensor mayores obliga a recalcular ese margen — cómo se presupuestan juntos peso, consumo y centro de gravedad se cubre en el artículo de presupuesto SWaP de microcardanes.
Una tabla de selección donde puede insertar su propia misión
| Tipo de misión | Altitud de vuelo | Nivel de campo visual | Modelos que emparejan |
|---|---|---|---|
| Patrulla de fábricas, campus y riberas | 80–120 m | Gran angular clase 38° | PUDD075S (8mm) / PUDD075CW |
| Vigilancia fronteriza y de perímetro en punto fijo | 150–300 m | Teleobjetivo 12°–20° | PUDD075S (25mm) / PUTD070A |
| Búsqueda y rescate nocturno, localización de objetivos | 100–200 m | Térmica 48° amplia primero | PUTD070A / PUTD090 |
| Identificación de personas/vehículos a distancia | 200 m y más | Térmica 17°–25° teleobjetivo | PUTT155 / PUTT170 |
Las cifras de cobertura de esta tabla son estimaciones geométricas a partir de la fórmula anterior, con valores nominales de ficha técnica — no compromisos. Al bajar a un proyecto real se suman tres variables más: el contraste objetivo-fondo, cuánto puede mantener la nave un hover estable, y si la estabilización del cardán sigue el ritmo de su velocidad de vuelo. Las dos primeras pertenecen a la iluminación y al control de vuelo; la tercera recae en el cardán — un temblor angular de 0.05° son medio metro de desplazamiento a 300 m, y las distancias nominales de reconocimiento se esfuman. Cómo el temblor angular se convierte en error de posición en la imagen se deriva geométricamente en la guía de geolocalización de objetivos.
Ser claro sobre lo que es esta tabla: cobertura nominal plegada por geometría, sin pruebas de vuelo por unidad. Basta para ordenar opciones y descartar niveles claramente inadecuados; no basta para escribir en un contrato o un estándar de aceptación — esos exigen la lente real volada en la ruta real.
Un punto más que se pregunta a menudo: las indicaciones de campo visual llevan una tolerancia de ±5%, y el error relativo es mayor en las opciones más anchas. Esa cifra de 113.1° puede medir 107° o 119° en una unidad real y seguir en especificación. Para cálculos de cobertura de precisión, no trate el valor nominal como exacto.
Nuestras limitaciones, dichas abiertamente
Un cardán de canal único y focal fija no puede ser amplio y nítido a la vez. Las cuatro opciones de lente del PUDD075S deben fijarse al hacer el pedido — cambiar lentes tras la entrega implica devolución a fábrica. El canal visible de los módulos tri-sensor como el PUTT215 lista 120x de zoom híbrido, pero la porción digital recorta la imagen y los píxeles caen con cada recorte; no es lo mismo que una lente teleobjetivo verdadera. Ninguno de los dos hechos debería disimularse en la selección con un "eso lo resolvemos después".
Uno más: la cobertura geométrica no es la cobertura efectiva. La respuesta del cardán tiene latencia, la nave deriva con viento cruzado, y la distorsión de los bordes gran angulares exige corrección — las líneas reales se solapan en los extremos y pueden dejar huecos en el medio. Planificar con un 10–15% de solape es práctica estándar; el número exacto depende de sus datos de distorsión y velocidad de vuelo, y lo calculamos contra su plan de misión real.
Si necesita un nivel de campo visual que no tenemos en stock, o quiere repartir lo amplio y lo estrecho entre dos naves coordinadas, envíenos los parámetros de la misión: altitud, cobertura requerida, tipo de objetivo y margen de carga — haremos los números y volveremos con una configuración.
Resumen en una línea
El campo visual mide "cuán amplio"; la focal mide "cuán nítido"; sobre un sensor fijo son dos caras de lo mismo. Lo que realmente elige es en qué fase vive su misión — encontrar o identificar. Antes de comprar, tome la fórmula de arriba, inserte su altitud, calcule el ancho de cobertura y compárelo con el requisito de la misión. Ese paso toma menos de un minuto y supera leer diez páginas de especificaciones.
Cuéntenos su misión
Envíenos los parámetros: a qué altura vuela, cuán amplia es el área a cubrir, si busca personas, vehículos o equipos, y cuánto margen de carga le queda a su plataforma. Calcularemos estos números juntos y le diremos qué nivel de campo visual elegir, si conviene una configuración de doble canal, y si el presupuesto de peso y consumo funciona en su nave.
Integradores de la industria (energía, respuesta a emergencias, proyectos fronterizos) → describa el tipo de objetivo y el radio de operación, y retrocalcularemos el nivel focal desde el ancho de cobertura requerido con modelos que emparejen. Distribuidores (cuando el cliente final no está seguro) → envíe las condiciones de operación del cliente y devolveremos una confirmación escrita del nivel de lente más la compatibilidad con la plataforma. ¿Necesita un nivel de campo visual que no tenemos en stock? → use nuestro abastecimiento fuera de catálogo: anote la focal, el campo visual y las restricciones de la plataforma, y nuestra cadena de suministro emparejará un modelo.
Para contactarnos: deje un mensaje en la página de consultas marcado "Selección de FOV". Nuestro equipo técnico responde en 24 horas. La consultoría de selección es gratuita.
Preguntas frecuentes FAQ
¿Un campo visual mayor siempre es mejor?
No. Un campo amplio sirve para la búsqueda; uno estrecho, para la identificación — y la mayoría de las misiones necesitan ambos. Dos canales en un mismo cardán es la solución limpia. Con un solo canal, o planifica las rutas para que la vista estrecha caiga donde el reconocimiento importa, o aceptas que las zonas anchas salen poco nítidas.
¿8mm contra 25mm es solo cuestión de nitidez?
No. A 100 m de altitud la opción de 8mm cubre unos 69,5 m de ancho y la de 25mm unos 22,3 m — una diferencia de 3 veces. Una diferencia de cobertura de 3 veces significa aproximadamente 3 veces las pasadas de vuelo para barrer la misma área, con la autonomía y la rotación de baterías escalando con ello.
¿Se puede convertir el campo visual de vuelta a distancia focal?
Sí, si conoce el tamaño del sensor. Cada dirección tiene su forma: focal = (lado del sensor ÷ 2) ÷ tangente(FOV ÷ 2). Sin el tamaño del sensor la matemática es imposible, por eso la focal indicada en la ficha original es el punto de partida más fácil; cuando la ficha lista solo el ángulo, mantenga las dos formas distintas — no son el mismo número.
¿Por qué algunas fichas listan HFOV y otras un solo ángulo?
Porque el valor indicado suele ser el ángulo de la diagonal, mientras la matemática de cobertura de suelo necesita el FOV horizontal. Los sensores son rectangulares, así que la diagonal corre más grande que la horizontal. Cámaras integradas de consumo indicadas a 84° corresponden a unos 71.6° horizontales. Usar la diagonal en la matemática de cobertura infla el resultado un 15–20%. Nuestras fichas indican H×V explícitamente — horizontal por vertical — y toda cifra marcada (H) o (V) corresponde. Para cualquier modelo que liste un solo número sin marca, confirme con el fabricante si es horizontal o diagonal.
¿Un zoom nominal de 120x reemplaza una lente teleobjetivo?
No de forma equivalente. La porción digital de un zoom híbrido recorta y amplifica; los píxeles caen con cada recorte, y el detalle nunca iguala una lente teleobjetivo verdadera de la misma focal. Eso es lo que significa "híbrido" en una ficha. Cuando la misión necesita un teleobjetivo real, elija la opción de focal larga.
¿Importa la tolerancia del ±5%?
Depende del nivel. En la opción de 38°, 5% son 1.9° — insignificante para estimaciones de cobertura. En la de 113°, 5% son 5.6° — más de un metro de ancho de cobertura a 10 m de altitud. Para trabajos de cobertura de precisión, mida la lente real; no calcule desde el valor nominal.
¿Rango de giro del cardán o campo visual — qué revisar primero?
Para campos estrechos, revise primero el cardán. Un campo de 12.7° enmarca solo 22 m de ancho a 100 m; con un rango de guiñada de ±60°, desviarse un poco de la línea saca al objetivo del cuadro hasta que el cardán barre de regreso. Un campo amplio de la clase 113° apenas depende de la rotación del cardán. Campo estrecho más rango de giro pequeño es cómo se pierden objetivos en la práctica.
¿Por qué las indicaciones de campo visual llevan todas ±5%?
Las tolerancias de ensamblaje de la lente, el recorte del sensor y el método de medición introducen desviaciones, y la industria las clasifica a esta magnitud. Le está diciendo que mantenga margen en cualquier cálculo umbral. Use ángulos nominales para comparaciones y valores medidos para las cifras críticas de un plan de despliegue.
Descargo de responsabilidad: los parámetros de este artículo provienen de las fichas técnicas de fábrica de los cardanes que vendemos. Los anchos de cobertura de suelo se derivan de 2×altitud×tangente(FOV÷2) y excluyen la distorsión de la lente, la latencia de respuesta del cardán, la deriva de vuelo y el solape de líneas — son ejemplos calculados, no resultados medidos; la cobertura real debe confirmarse contra la plataforma, la lente y el plan de rutas específicos. Las tolerancias del campo visual se citan como indicadas (±5%).
