Moduli fotocamera per armadietti intelligenti e sistemi automatizzati di ritiro

I moduli per telecamera per armadietti intelligenti devono spesso acquisire un'immagine in soli pochi secondi. Dopo che la porta si apre e un pacco viene inserito o rimosso, il sistema salva un'immagine del vano. Questa immagine può aiutare a confermare che il pacco è stato inserito nel vano corretto, supportare le indagini del servizio clienti e fornire dati in ingresso al software per il rilevamento della presenza del pacco.

Il processo sembra semplice, ma la telecamera opera all'interno di un involucro metallico ristretto. L'illuminazione a LED potrebbe essere irregolare, l'imballaggio in plastica potrebbe riflettere la luce e i pacchi variano notevolmente nelle dimensioni. Inoltre, la posizione della telecamera è difficile da modificare dopo l'installazione. Un modulo in grado di produrre immagini nitide dei volti durante le videochiamate potrebbe avere difficoltà a catturare un'etichetta di spedizione sul retro di un compartimento. La scelta di una telecamera adeguata richiede quindi di considerare non solo le specifiche del sensore, ma anche l'involucro, la collocazione dell'illuminazione e la sequenza di acquisizione.

Definire cosa deve mostrare l'immagine

Il sistema deve determinare se un compartimento è vuoto, consentire al personale del servizio clienti di ispezionare lo stato di un pacco oppure leggere un numero di tracciamento? Ogni compito impone esigenze diverse in termini di obiettivo e risoluzione. Il rilevamento della presenza su uno sfondo fisso potrebbe richiedere relativamente pochi dettagli, mentre la lettura di un'etichetta piccola richiede una quantità sostanzialmente maggiore.

Utilizzare una sola telecamera per catturare sia l’utente sia l’intero scomparto richiede di solito un ampio campo visivo, lasciando meno pixel disponibili per l’etichetta. Alcuni progetti prevedono due telecamere: una all’interno dello scomparto e un’altra vicino allo schermo touch per registrare l’utente. Questo articolo si concentra sulla telecamera posizionata all’interno dello scomparto.

Progettazione intorno allo scomparto dell’armadietto

Una telecamera montata nella parte superiore di uno scomparto potrebbe riprendere chiaramente un cartone di grandi dimensioni, ma lasciare una zona cieca direttamente sotto il punto di fissaggio. Un obiettivo grandangolare copre una porzione maggiore dello scomparto, ma i dettagli più piccoli possono risultare meno definiti, specialmente nelle zone periferiche. Anche la luce ambientale varia quando si apre il portello dell’armadietto.

Prima di selezionare una modulo camera Obiettivo , misurare la posizione del pacco più vicina possibile, la distanza rispetto alla parete posteriore e l’intera area che deve risultare visibile. Chiedere a un fornitore soltanto un obiettivo grandangolare non consente di stabilire se un’etichetta posta a 60 cm di distanza sarà leggibile.

Testare i LED nelle loro posizioni di produzione previste utilizzando sacchetti bianchi per spedizione, imballaggi plastici riflettenti e scatole scure. L’abbagliamento che appare minimo all’occhio umano può oscurare diversi caratteri critici nell’immagine acquisita.

Adattare la risoluzione alla copertura richiesta

Un’immagine da 5 MP offre spazio per il ritaglio, ma la misura più utile è il numero di pixel disponibili per la caratteristica più piccola che il sistema deve rilevare. Montare il modulo all’altezza prevista, posizionare un’etichetta rappresentativa per la spedizione sul retro del vano e salvare l’immagine originale della fotocamera anziché uno screenshot dell’anteprima. Ispezionare l’etichetta con ingrandimento al 100 % e verificare la perdita di nitidezza in tutti e quattro gli angoli.

Un confronto utile mostra l’intero vano affiancato da un ritaglio dell’etichetta ingrandito al 100 %, con indicati la distanza di lavoro e le condizioni di illuminazione. Una coppia di immagini ben documentata è più informativa di una vasta raccolta di immagini campione.

Utilizzare la messa a fuoco fissa per una distanza di lavoro prevedibile

I vani portapacchi hanno generalmente una profondità definita. Una telecamera a messa a fuoco fissa evita la ricerca continua del fuoco e mantiene costante la stessa impostazione di messa a fuoco durante ogni consegna o ritiro. Tuttavia, la sua profondità di campo utile deve coprire tutte le possibili posizioni dei pacchi, e non soltanto una posizione comoda su un banco di prova.

Un cartone grande potrebbe posizionare l'etichetta vicino all'obiettivo, mentre un piccolo pacco potrebbe trovarsi nella parte posteriore del vano. Verificare sia la distanza di lavoro minima che quella massima. Se un'unica impostazione di messa a fuoco non riesce a mantenere entrambe le aree sufficientemente nitide, regolare la posizione della telecamera, l'obiettivo o il diaframma.

Quando le luci si accendono per la prima volta, l'esposizione automatica e il bilanciamento del bianco potrebbero richiedere diversi fotogrammi per stabilizzarsi. Salvare il primo fotogramma potrebbe produrre una luminosità non uniforme da una cattura all'altra. Una sequenza pratica consiste nell'accendere l'illuminazione dopo l'evento di apertura/chiusura della porta, attendere che l'esposizione e il bilanciamento del bianco si stabilizzino, quindi acquisire e salvare l'immagine associata al corrispondente record di consegna o ritiro. Misurare il ritardo necessario sulla piattaforma host di produzione. Registrare esplicitamente gli errori di acquisizione invece di sostituire l'immagine con una vecchia presente nel buffer.

Dove installare un modulo fotocamera USB OV5640

Sinoseen Modulo fotocamera USB OV5640 da 5 MP è uno dei possibili dispositivi per l'acquisizione di immagini all'interno di un compartimento a sportello. La configurazione indicata prevede interfaccia USB 2.0, messa a fuoco fissa, scheda PCB a forma di striscia di dimensioni 62 × 9 mm, risoluzione massima di 2592 × 1944 e campo visivo opzionale di 60°. La sua scheda PCB stretta potrebbe essere montata lungo una traversa superiore o dietro un pannello frontale sottile, dove invece una scheda quadrata potrebbe interferire con serrature, cablaggi o il meccanismo della porta.

L'OV5640 è un sensore a colori da 5 MP con formato ottico da 1/4 di pollice e pixel da 1,4 µm. Integra compressione JPEG, esposizione automatica e bilanciamento del bianco automatico.

Le risoluzioni, le frequenze fotogrammi, i formati di compressione e i controlli dell'immagine disponibili per l'host dipendono dal chip ponte USB e dal firmware utilizzati nel modulo. Convalidare queste funzionalità con un campione fisico. Le specifiche native del sensore da sole non definiscono le prestazioni del prodotto finito. Modulo camera USB può consegnare.

Questa configurazione è più adatta a pacchi relativamente statici che a soggetti in rapido movimento. Per gli smart locker, i principali vantaggi sono la flessibilità di montaggio della scheda PCB stretta e il dettaglio disponibile per il ritaglio delle etichette a 5 MP. Se una scheda standard non si adatta, valutare una modulo camera personalizzato .

Rendere le immagini parte del record della transazione

Il team di progettazione deve definire quando viene acquisita ciascuna immagine, a quale registrazione di consegna o ritiro appartiene, per quanto tempo viene conservata e chi può accedervi. In genere, un record di pacco non necessita di includere il corridoio esterno all’armadietto.

Limitare il campo visivo all’interno del comparto riduce le informazioni irrilevanti e assegna un numero maggiore di pixel dell’immagine al pacco. L’applicazione deve inoltre distinguere tra un fallimento di acquisizione e un comparto vuoto, poiché tali condizioni richiedono gestioni diverse.

Testare l’intero flusso operativo di ritiro

I test campione devono riprodurre le condizioni operative previste nel modo più fedele possibile. Utilizzare l’host di produzione, il sistema operativo, il cavo USB, l’hub USB interno, l’illuminazione a LED, l’involucro e l’applicazione. Testare pacchi di altezze, colori e materiali superficiali diversi. Aprire e chiudere ripetutamente lo sportello e verificare che la fotocamera si riconnetta automaticamente dopo il riavvio dell’host.

Registrare la percentuale di successo all'avvio, il tempo necessario per ottenere la prima immagine utilizzabile, l'area entro la quale le etichette rimangono leggibili, le differenze di nitidezza tra centro e angoli, e la coerenza dell'esposizione tra riprese ripetute. Queste misurazioni sono più utili di alcune immagini campione accuratamente selezionate.

Prima della produzione in serie, fissare la combinazione sensore-ponte USB, le dimensioni del PCB, l'orientamento del connettore, l'obiettivo, la versione del firmware, gli identificativi del dispositivo USB e le impostazioni predefinite delle immagini. Una modifica a uno qualsiasi di questi elementi può influenzare le prestazioni, anche se il nome del prodotto rimane invariato.

Domande frequenti

Ogni smart locker necessita di una fotocamera da 5 MP

No. Una risoluzione inferiore può essere sufficiente se il sistema deve semplicemente rilevare la presenza di un pacco o acquisire un'immagine generica dello stesso. Una risoluzione superiore diventa utile quando l'applicazione richiede il ritaglio delle etichette o la conservazione di dettagli identificativi più piccoli.

Un campo visivo di 60° è sufficientemente ampio

Ciò dipende dalla distanza di montaggio della telecamera e dalle dimensioni del vano. Eseguire un semplice prototipo per verificare se l'obiettivo copre sia gli angoli più vicini sia la parete posteriore.

Un modulo telecamera USB OV5640 può leggere codici a barre

Il modulo fornisce immagini al software di decodifica dei codici a barre. Il successo della decodifica dipende anche dalle dimensioni dell'etichetta, dalla messa a fuoco, dall'illuminazione, dal movimento, dal formato di compressione e dal decoder. Verificare l'etichetta più piccola prevista alla massima distanza operativa.

Quali informazioni devo fornire al fornitore di un modulo telecamera

Fornire le dimensioni del vano, la posizione di montaggio, la gamma di distanze operative, la caratteristica più piccola da rilevare, le condizioni di illuminazione, la piattaforma host, il formato di output richiesto, la lunghezza del cavo, la temperatura di funzionamento e il volume annuo previsto. Condividere questi dettagli con Il team moduli telecamera di Sinoseen aiuta il fornitore a proporre una configurazione adeguata con minori revisioni.