Kameramoduler til smarte pakkeautomater og automatiserede afhentningssystemer

Kameramoduler til smarte pakkeautomater har ofte kun få sekunder til at optage et billede. Når døren åbnes og en pakke placeres indeni eller fjernes, gemmer systemet et billede af fagdet. Dette billede kan hjælpe med at bekræfte, at pakken blev placeret i det rigtige fag, støtte kundeserviceundersøgelser og give input til software til registrering af pakkens tilstedeværelse.

Processen lyder enkel, men kameraet fungerer inden i en indskrænket metalindkapsling. LED-belysning kan være ujævn, plastikemballage kan reflektere lys, og pakker varierer meget i størrelse. Kamerapositionen er også svær at ændre efter installation. En modul, der producerer klare ansigter under videokald, kan have problemer med at registrere et forsendelsesmærke på bagsiden af et fag. Valg af et passende kamera kræver derfor overvejelse af indkapslingen, placeringen af belysningen og optagelsessekvensen samt sensorens specifikationer.

Definer, hvad billedet skal vise

Skal systemet afgøre, om et fag er tomt, give kundeservicepersonale mulighed for at inspicere en pakkes tilstand, eller læse et sporingsnummer? Hver opgave stiller forskellige krav til objektivet og opløsningen. Detektering af tilstedeværelse mod en fast baggrund kræver måske kun relativt lidt detaljeniveau, mens læsning af et lille mærke kræver betydeligt mere.

At bruge én kamera til at optage både brugeren og hele fagdet kræver normalt et bredt synsfelt, hvilket efterlader færre pixel til mærkaten. Nogle design bruger to kameraer: ét inde i fagdet og ét andet nær touchskærmen til optagelse af brugeren. Denne artikel fokuserer på kamerat inde i fagdet.

Design omkring låsefagdet

Et kamera monteret øverst på et fag kan tydeligt optage en stor karton, men efterlade en dødvinkel direkte under monteringspositionen. Et vidvinklet objektiv dækker mere af fagdet, men små detaljer kan blive sværere at gendanne, især nær kanterne. Omgivelseslyset ændrer sig også, når låsefagdets dør åbnes.

Før du vælger en kamera-modul Lins , mål den nærmeste mulige pakkeposition, afstanden til bagsiden af væggen og det fulde område, der skal være synligt. At anmode en leverandør om et vidvinklet objektiv alene fastslår ikke, om en mærkat 60 cm væk vil være læselig.

Test LED’erne i deres tænkte produktionspositioner ved hjælp af hvide postposer, reflekterende plastikemballage og mørke kartoner. Glare, der synes ubetydelig for det menneskelige øje, kan skjule flere kritiske tegn i det optagede billede.

Tilpas opløsningen til den krævede dækning

Et 5 MP-billede giver plads til beskæring, men den mere nyttige måling er antallet af pixel, der er til rådighed til den mindste funktion, som systemet skal registrere. Monter modulet i den tænkte højde, placer et repræsentativt forsendelsesmærke på bagsiden af kompartimentet, og gem kameraets originale outputbillede i stedet for et screenshot af forhåndsvisningen. Inspectér mærket ved 100 % forstørrelse, og tjek efter tab af skarphed i alle fire hjørner.

En nyttig sammenligning viser hele kompartimentet sammen med en beskåret version af mærket ved 100 % forstørrelse, hvor arbejdsafstanden og belysningsforholdene er angivet. Et vel-dokumenteret billedpar er mere informativt end en stor samling af eksempelbilleder.

Brug fast fokus til en forudsigelig arbejdsafstand

Lukkefag har generelt en defineret dybde. En fastfokuseret kamera undgår fokusjag og opretholder den samme fokusindstilling gennem hver aflevering eller hentning. Dens brugbare dybdeskærphedsområde skal dog dække de mulige pakkepositioner i stedet for kun én praktisk position på en testbænk.

En stor karton kan placere sin etiket tæt på objektivet, mens en lille pakke kan sidde bagerst i faget. Test både den nærmeste og den fjerneste arbejdsafstand. Hvis én enkelt fokusindstilling ikke kan holde begge områder tilstrækkeligt skarpe, juster kamerapositionen, objektivet eller blændeåbningen.

Når lyset tændes første gang, kan automatisk eksponering og hvidbalance kræve flere billeder for at stabilisere sig. At gemme det første billede kan resultere i inkonsekvent lysstyrke fra ét optaget billede til det næste. En praktisk fremgangsmåde er at tænde lyset efter dørhændelsen, lade eksponeringen og hvidbalancen stabilisere sig og derefter optage og gemme billedet sammen med den tilsvarende afleverings- eller afhentningsregistrering. Mål den nødvendige forsinkelse på produktionsværtsplatformen. Log fejlede optagelser eksplicit i stedet for at erstatte dem med et gammelt billede fra bufferen.

Hvor en OV5640 USB-kameramodule passer

Sinoseens OV5640 5 MP USB-kameramodule er én mulighed for billedoptagelse inden i et skabfag. Den angivne konfiguration omfatter USB 2.0, fast fokus, en 62 × 9 mm stribeformet printplade, en maksimal opløsning på 2592 × 1944 og et valgfrit synsfelt på 60°. Dens smalle printplade kan passe langs en øverste tværbjælke eller bag en tynd frontpanel, hvor en firkantet plade kunne forstyrre låse, kabler eller dørmekanismen.

OV5640 er en 5 MP farvesensor med et optisk format på 1/4 tomme og pixelstørrelse på 1,4 µm. Den integrerer JPEG-komprimering, automatisk eksponering og automatisk hvidbalance.

De opløsninger, billedhastigheder, komprimeringsformater og billeddrejningsmuligheder, der er tilgængelige for værten, afhænger af USB-bridge-chippen og firmwaren, der bruges i modulet. Valider disse funktioner med en fysisk prøve. Sensorens native specifikationer alene fastlægger ikke, hvad det færdige USB-kameramodul kan levere.

Denne konfiguration er mere velegnet til relativt stillestående pakker end til hurtigt bevægelige objekter. For smarte låger er dens primære fordele den fleksible montering af den smalle PCB og detaljeniveauet til etiketbeskæring ved 5 MP. Hvis et standardkort ikke passer, overvej en tilpasset kameramodul .

Gør billeder til en del af transaktionsregistreringen

Designholdet skal definere, hvornår hvert billede optages, hvilken afhentnings- eller afleveringsregistrering det hører til, hvor længe det gemmes, og hvem der har adgang til det. En pakkeregistrering behøver som regel ikke at omfatte korridoren uden for pakkeautomaten.

At begrænse synsfeltet til indersiden af fag reducerer irrelevante oplysninger og allokerer flere billedpixel til pakken. Applikationen skal også skelne mellem en mislykket optagelse og et tomt fag, da disse tilstande kræver forskellig behandling.

Test den komplette afhentningsarbejdsgang

Stikprøveafprøvning skal så vidt muligt genskabe de tilsigtede driftsbetingelser. Brug produktionsværten, operativsystemet, USB-kablet, den interne USB-hub, LED-belysningen, kabinettet og applikationen. Test pakker med forskellige højder, farver og overfladematerialer. Åbn og luk døren gentagne gange, og verificer, at kameraet genopretter forbindelsen automatisk efter genstart af værten.

Registrer succesraten for opstart, tid til det første brugbare billede, det område, inden for hvilket etiketter forbliver læselige, forskelle i skarphed mellem centrum og hjørner samt eksponeringskonsistens over gentagne optagelser. Disse målinger er mere nyttige end et par omhyggeligt udvalgte eksempelbilleder.

Før massepåfyldning skal kombinationen af sensor og USB-bridge, PCB-afmålingerne, stikorienteringen, objektivet, firmwareversionen, USB-enhedsidentifikatorerne og standardbilledeindstillingerne fastlægges. En ændring af nogen af disse kan påvirke ydelsen, selvom produktets navn forbliver det samme.

Ofte stillede spørgsmål

Har hver smart locker brug for en 5 MP-kamera?

Nej. En lavere opløsning kan være tilstrækkelig, hvis systemet kun skal registrere, om en pakke er til stede, eller gemme et generelt billede af den. En højere opløsning bliver nyttig, når applikationen kræver beskæring af etiketter eller bevarelse af mindre identificerbare detaljer.

Er en synsfelt på 60° bredt nok?

Det afhænger af kameramodulets monteringsafstand og kompartimentets dimensioner. Lav en simpel prototype til at teste, om linserne dækker både de nærmeste hjørner og den bageste væg.

Kan et OV5640 USB-kameramodul læse stregkoder

Modulet leverer billeder til software til stregkodelæsning. En vellykket læsning afhænger også af mærkens størrelse, fokus, belysning, bevægelse, komprimeringsformat og dekoderen. Test det mindste forventede mærke ved den længste arbejdsafstand.

Hvilken information skal jeg give en leverandør af kameramoduler

Angiv kompartimentets dimensioner, monteringsposition, arbejdsafstandsinterval, mindste detalje, der skal registreres, belysningsforhold, værtsplatform, krævet outputformat, kablens længde, driftstemperatur og det forventede årlige volumen. Ved at dele disse oplysninger med Sinoseens kameramoduleteam hjælper det leverandøren med at foreslå en passende konfiguration med færre revisioner.