Kameramodule für intelligente Schließfächer und automatisierte Abholsysteme

Kameramodule für intelligente Schließfächer haben oft nur wenige Sekunden Zeit, um ein Bild aufzunehmen. Sobald sich die Tür öffnet und ein Paket hineingelegt oder entnommen wird, speichert das System ein Bild des Fachs. Dieses Bild kann dazu beitragen, zu bestätigen, dass das Paket im richtigen Fach platziert wurde, Kundenbetreuungsuntersuchungen zu unterstützen und Eingabedaten für Software zur Erkennung von Paketvorhandensein bereitzustellen.

Der Prozess klingt einfach, doch die Kamera arbeitet innerhalb einer engen metallischen Umhüllung. Die LED-Beleuchtung kann ungleichmäßig sein, Kunststoffverpackungen können Licht reflektieren, und Pakete variieren stark in der Größe. Zudem ist die Kameraposition nach der Installation nur schwer veränderbar. Ein Modul, das bei Videoanrufen klare Gesichter liefert, könnte Schwierigkeiten haben, ein Versandetikett auf der Rückseite eines Fachs einzufangen. Die Auswahl einer geeigneten Kamera erfordert daher die Berücksichtigung der Umhüllung, der Platzierung der Beleuchtung und der Aufnahmesequenz neben den Sensor-Spezifikationen.

Definieren Sie, was das Bild zeigen muss

Muss das System feststellen, ob ein Fach leer ist, das Kundenservice-Personal beim Prüfen des Zustands eines Pakets unterstützen oder eine Sendungsnummer lesen? Jede dieser Aufgaben stellt unterschiedliche Anforderungen an Objektiv und Auflösung. Die Erkennung von Anwesenheit vor einem festen Hintergrund erfordert vergleichsweise wenig Detailgenauigkeit, während das Lesen eines kleinen Etiketts deutlich mehr verlangt.

Die Verwendung einer einzigen Kamera zur Aufnahme sowohl des Nutzers als auch des gesamten Fachs erfordert normalerweise ein weites Sichtfeld, wodurch weniger Pixel für das Etikett verbleiben. Einige Konstruktionen verwenden zwei Kameras: eine im Fach und eine weitere in der Nähe des Touchscreens zur Aufnahme des Nutzers. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Kamera innerhalb des Fachs.

Konstruktion rund um das Fach des Schließfachs

Eine am oberen Rand eines Fachs montierte Kamera kann einen großen Karton deutlich erfassen, hinterlässt jedoch direkt unter ihrer Montageposition einen toten Winkel. Ein Weitwinkelobjektiv erfasst einen größeren Bereich des Fachs, doch feine Details können insbesondere an den Rändern schwerer zu erkennen sein. Das Umgebungslicht ändert sich zudem beim Öffnen der Schließfachtür.

Bevor Sie eine kameramodul Linse , messen Sie die möglichst nahe liegende Paketposition, den Abstand zur Rückwand sowie die gesamte Fläche, die sichtbar sein muss. Die bloße Anfrage bei einem Lieferanten nach einem Weitwinkelobjektiv klärt nicht, ob ein Etikett in 60 cm Entfernung lesbar sein wird.

Testen Sie die LEDs in ihren vorgesehenen Produktionspositionen mithilfe weißer Versandtaschen, reflektierender Kunststoffverpackung und dunkler Kartons. Blendung, die dem menschlichen Auge gering erscheint, kann mehrere kritische Zeichen im aufgenommenen Bild verdecken.

Passen Sie die Auflösung an die erforderliche Abdeckung an

Ein 5-MP-Bild bietet Spielraum für das Beschneiden, doch aussagekräftiger ist die Anzahl der Pixel, die für das kleinste zu erkennende Merkmal zur Verfügung stehen. Befestigen Sie das Modul in der vorgesehenen Höhe, platzieren Sie ein repräsentatives Versandetikett am hinteren Ende des Fachs und speichern Sie das ursprüngliche Kamerabild – nicht einen Screenshot der Vorschau. Prüfen Sie das Etikett bei 100-%-Vergrößerung und achten Sie auf Schärfeverlust in allen vier Ecken.

Ein hilfreicher Vergleich zeigt das gesamte Fach neben einer zugeschnittenen Etikettaufnahme bei 100-%-Vergrößerung, wobei Arbeitsabstand und Beleuchtungsbedingungen angegeben sind. Ein gut dokumentiertes Bildpaar ist informativer als eine große Sammlung von Beispielbildern.

Verwenden Sie eine Festbrennweite für einen vorhersagbaren Arbeitsabstand

Fachabteile weisen im Allgemeinen eine definierte Tiefe auf. Eine Festbrennweitenkamera vermeidet Fokus-Jagd und behält während jeder Abgabe oder Abholung dieselbe Fokuseinstellung bei. Ihr nutzbarer Schärfentiefebereich muss jedoch die möglichen Paketpositionen abdecken – nicht nur eine bequeme Position auf einem Prüfstand.

Ein großes Kartonpaket kann sein Etikett nahe der Linse platzieren, während ein kleines Paket am hinteren Ende des Fachs liegen kann. Prüfen Sie sowohl die kürzeste als auch die größte Arbeitsentfernung. Falls eine einzige Fokuseinstellung beide Bereiche nicht ausreichend scharf hält, passen Sie die Kameraposition, das Objektiv oder die Blende an.

Wenn die Beleuchtung zum ersten Mal eingeschaltet wird, benötigen automatische Belichtung und Weißabgleich möglicherweise mehrere Bilder, um sich einzustellen. Das Speichern des ersten Bildes kann zu inkonsistenter Helligkeit von einer Aufnahme zur nächsten führen. Eine praktikable Vorgehensweise besteht darin, die Beleuchtung nach dem Türereignis einzuschalten, Belichtung und Weißabgleich stabilisieren zu lassen und anschließend das Bild zusammen mit dem entsprechenden Abgabe- oder Abholungsdatensatz aufzunehmen und zu speichern. Messen Sie die erforderliche Verzögerung auf der Produktionshostplattform. Protokollieren Sie Aufnahmefehler ausdrücklich, anstatt ein altes Bild aus dem Puffer einzusetzen.

Wo ein OV5640-USB-Kameramodul passt

Sinoseens OV5640-5-MP-USB-Kameramodul ist eine mögliche Lösung für die Bildaufnahme innerhalb eines Schrankfachs. Die angegebene Konfiguration umfasst USB 2.0, Festbrennweite, eine 62 × 9 mm streifenförmige Leiterplatte, eine maximale Auflösung von 2592 × 1944 und optional ein Sichtfeld von 60°. Die schmale Leiterplatte lässt sich möglicherweise entlang einer oberen Querstange oder hinter einer schlanken Frontplatte unterbringen, wo eine quadratische Platine mit Schlössern, Kabeln oder dem Türmechanismus interferieren könnte.

Der OV5640 ist ein 5-MP-Farbsensor mit einem optischen Format von 1/4 Zoll und Pixeln mit einer Größe von 1,4 µm. Er integriert JPEG-Komprimierung, automatische Belichtung und automatischen Weißabgleich.

Die vom Host verfügbaren Auflösungen, Bildraten, Komprimierungsformate und Bildsteuerungsmöglichkeiten hängen vom verwendeten USB-Brückenchip und der Firmware des Moduls ab. Überprüfen Sie diese Funktionen anhand einer physischen Probe. Allein die nativen Spezifikationen des Sensors legen nicht fest, was das fertige USB Kameramodul kann liefern.

Diese Konfiguration eignet sich besser für relativ stationäre Pakete als für schnell bewegte Objekte. Für intelligente Schließfächer bestehen ihre Hauptvorteile in der Montageflexibilität der schmalen Leiterplatte und im Detailreichtum für das Beschriften-Ausschneiden bei 5 MP. Falls eine Standardplatine nicht passt, erwägen Sie eine kundenspezifisches Kameramodul .

Machen Sie Bilder zu einem Bestandteil der Transaktionsaufzeichnung

Das Design-Team sollte festlegen, wann jedes Bild aufgenommen wird, zu welchem Abhol- oder Zustellvorgang es gehört, wie lange es aufbewahrt wird und wer darauf zugreifen darf. Ein Paketdatensatz muss im Allgemeinen nicht den Flur außerhalb des Faches enthalten.

Die Begrenzung des Sichtfelds auf den Innenraum des Fachs reduziert irrelevante Informationen und weist mehr Bildpixel dem Paket zu. Die Anwendung muss zudem zwischen einem fehlgeschlagenen Aufnahmeversuch und einem leeren Fach unterscheiden, da diese Zustände unterschiedliche Behandlung erfordern.

Den vollständigen Abhol-Workflow testen

Stichprobenartige Tests sollten die vorgesehenen Betriebsbedingungen möglichst genau nachbilden. Verwenden Sie den Produktionshost, das Betriebssystem, das USB-Kabel, den internen USB-Hub, die LED-Beleuchtung, das Gehäuse und die Anwendung. Testen Sie Pakete mit unterschiedlichen Höhen, Farben und Oberflächenmaterialien. Öffnen und schließen Sie die Tür wiederholt und überprüfen Sie, ob die Kamera sich automatisch nach einem Neustart des Hosts wieder verbindet.

Erfolgsquote beim Startvorgang, Zeit bis zum ersten nutzbaren Bild, Bereich, innerhalb dessen Beschriftungen lesbar bleiben, Unterschiede in der Schärfe zwischen Bildmitte und -ecken sowie Konsistenz der Belichtung bei wiederholten Aufnahmen erfassen. Diese Messwerte sind aussagekräftiger als einige sorgfältig ausgewählte Beispielbilder.

Vor der Serienfertigung die Kombination aus Sensor und USB-Brücke, die Leiterplattendimensionen, die Steckverbinderausrichtung, das Objektiv, die Firmware-Version, die USB-Geräte-Kennungen und die Standard-Bildeinstellungen festlegen. Eine Änderung an einem dieser Parameter kann die Leistung beeinflussen, selbst wenn der Produktname unverändert bleibt.

Häufig gestellte Fragen

Braucht jeder Smart Locker eine 5-MP-Kamera?

Nein. Eine niedrigere Auflösung kann ausreichend sein, wenn das System lediglich erkennen muss, ob ein Paket vorhanden ist, oder nur ein allgemeines Bild davon speichern soll. Höhere Auflösungen werden nützlich, wenn die Anwendung Etiketten zuschneiden oder kleinere Identifikationsmerkmale bewahren muss.

Reicht ein Sichtfeld von 60° aus?

Das hängt vom Montageabstand der Kamera und den Abmessungen des Fachs ab. Testen Sie einen einfachen Prototyp, um zu prüfen, ob das Objektiv sowohl die nächstgelegenen Ecken als auch die Rückwand abdeckt.

Kann ein OV5640-USB-Kameramodul Barcodes lesen?

Das Modul liefert Bilder an die Barcode-Decodierungssoftware. Eine erfolgreiche Decodierung hängt zudem von der Etikettengröße, der Fokussierung, der Beleuchtung, der Bewegung, dem Kompressionsformat und dem Decoder ab. Testen Sie das kleinste erwartete Etikett in der größten Arbeitsentfernung.

Welche Informationen sollte ich einem Anbieter von Kameramodulen bereitstellen?

Geben Sie die Abmessungen des Fachs, die Montageposition, den Bereich der Arbeitsentfernung, das kleinste zu erkennende Merkmal, die Beleuchtungsbedingungen, die Host-Plattform, das erforderliche Ausgabeformat, die Kabellänge, die Betriebstemperatur und das erwartete jährliche Volumen an. Wenn Sie diese Angaben mit Sinoseen's Kameramodul-Team teilen, kann der Anbieter eine geeignete Konfiguration mit weniger Nachbesserungen vorschlagen.