Camera-modules voor slimme kluisjes en geautomatiseerde afhaalsystemen

Camera-modules voor slimme kluisjes hebben vaak slechts een paar seconden om een afbeelding te maken. Nadat de deur opengaat en een pakket wordt geplaatst of verwijderd, slaat het systeem een afbeelding van het vakje op. Deze afbeelding kan helpen bevestigen dat het pakket in het juiste vakje is geplaatst, ondersteunen bij klantenserviceonderzoeken en input leveren voor software voor detectie van pakketaanwezigheid.

Het proces klinkt eenvoudig, maar de camera werkt binnen een beperkte metalen behuizing. De LED-verlichting kan ongelijkmatig zijn, plastic verpakkingen kunnen licht weerkaatsen en pakketten variëren sterk in grootte. Ook is de camerapositie moeilijk aan te passen nadat deze is geïnstalleerd. Een module die duidelijke gezichten weergeeft tijdens videogesprekken, kan bijvoorbeeld problemen ondervinden bij het vastleggen van een verzendlabel op de achterzijde van een compartiment. Het kiezen van een geschikte camera vereist daarom overweging van de behuizing, de plaatsing van de verlichting en de vastleggingsvolgorde, naast de specificaties van de sensor.

Bepaal wat de afbeelding moet tonen

Moet het systeem vaststellen of een compartiment leeg is, klantenservicepersoneel in staat stellen de staat van een pakket te inspecteren, of een trackingnummer lezen? Elke taak stelt andere eisen aan het objectief en de resolutie. Detectie van aanwezigheid tegen een vaste achtergrond kan relatief weinig detail vereisen, terwijl het lezen van een klein label aanzienlijk meer detail vraagt.

Het gebruik van één camera om zowel de gebruiker als het gehele compartiment te registreren, vereist meestal een breed gezichtsveld, waardoor er minder pixels beschikbaar zijn voor het etiket. Sommige ontwerpen maken gebruik van twee camera’s: één binnen het compartiment en een andere in de buurt van het aanraakscherm om de gebruiker op te nemen. Dit artikel richt zich op de camera binnen het compartiment.

Ontwerp rond het kluiscompartiment

Een camera die bovenaan een compartiment is gemonteerd, kan mogelijk een grote doos duidelijk vastleggen, maar laat wel een blinde zone achter direct onder de bevestigingspositie. Een groothoeklens bestrijkt meer van het compartiment, maar kleine details worden moeilijker herkenbaar, vooral aan de randen. Ook het omgevingslicht verandert wanneer de kluisdeur wordt geopend.

Voordat u een camera module Lens , meet de dichtstbijzijnde mogelijke pakketpositie, de afstand tot de achterwand en het volledige gebied dat zichtbaar moet zijn. Alleen een leverancier vragen om een groothoeklens is onvoldoende om vast te stellen of een etiket op 60 cm afstand leesbaar zal zijn.

Test de LED’s in hun beoogde productieposities met behulp van witte verzendzakken, reflecterende plastic verpakkingen en donkere dozen. Glans die voor het menselijk oog onbeduidend lijkt, kan meerdere kritieke tekens in de opgenomen afbeelding onleesbaar maken.

Pas de resolutie aan aan de vereiste dekking

Een 5 MP-afbeelding biedt ruimte voor bijsnijden, maar de nuttigere maatstaf is het aantal pixels dat beschikbaar is voor het kleinste kenmerk dat het systeem moet detecteren. Plaats de module op de beoogde hoogte, leg een representatief verzendlabel aan de achterkant van het compartiment en sla de originele camera-uitvoeropname op (geen screenshot van de preview). Bestudeer het label met 100% vergroting en controleer of er scherpteverlies optreedt in alle vier de hoeken.

Een nuttige vergelijking toont zowel het volledige compartiment als een bijsnijding van het label bij 100% vergroting, met vermelding van de werkafstand en de belichtingsomstandigheden. Een goed gedocumenteerde afbeeldingspaar is informatiever dan een grote verzameling voorbeeldafbeeldingen.

Gebruik vaste scherpstelling voor een voorspelbare werkafstand

Kluisvakken hebben over het algemeen een gedefinieerde diepte. Een camera met vaste scherpstelling voorkomt scherptezoekgedrag en handhaaft dezelfde scherpstelling tijdens elke aflevering of ophaling. De bruikbare scherptediepte moet echter de mogelijke pakketposities volledig omvatten, in plaats van slechts één handige positie op een testbank.

Een grote doos kan zijn etiket dicht bij de lens plaatsen, terwijl een klein pakket aan de achterkant van het vak kan staan. Test zowel de dichtstbijzijnde als de verst mogelijke werkafstand. Als één scherpstelling niet voldoende scherpte biedt voor beide gebieden, pas dan de positie van de camera, het objectief of de diafragmaopening aan.

Wanneer de verlichting voor het eerst aangaat, kunnen automatische belichting en witbalans meerdere beeldframes nodig hebben om zich te stabiliseren. Het opslaan van het eerste frame kan leiden tot ongelijke helderheid tussen opeenvolgende opnames. Een praktische werkwijze is om de verlichting pas aan te zetten na het deurgebeurtenis, de belichting en witbalans tijd te geven om te stabiliseren, en daarna het beeld vast te leggen en op te slaan bij het bijbehorende aflever- of ophaalrecord. Meet de benodigde vertraging op het productiehostplatform. Log mislukte opnames expliciet in plaats van een oud beeld uit de buffer te gebruiken.

Waar een OV5640 USB-camera-module past

Sinoseen's OV5640 5 MP USB-camera-module is een mogelijke keuze voor beeldvorming binnen een kluisvak. De genoemde configuratie omvat USB 2.0, vaste scherpstelling, een rechthoekige printplaat van 62 × 9 mm, een maximale resolutie van 2592 × 1944 en een optioneel gezichtsveld van 60°. De smalle printplaat kan passen langs een bovenste dwarsbalk of achter een dunne voorpaneel, waar een vierkante printplaat zou kunnen interfereren met sloten, bedrading of het deurmechanisme.

De OV5640 is een 5 MP kleurensensor met een optisch formaat van 1/4 inch en pixels van 1,4 µm. Hij integreert JPEG-compressie, automatische belichting en automatisch witbalans.

De resoluties, beeldfrequenties, compressieformaten en beeldinstellingen die beschikbaar zijn voor de host, hangen af van de USB-bridgechip en de firmware die in de module worden gebruikt. Valideer deze mogelijkheden met een fysiek monster. De native specificaties van de sensor alleen bepalen niet wat het eindproduct kan. USB camera module kan leveren.

Deze configuratie is beter geschikt voor relatief stilstaande pakketten dan voor snel bewegende objecten. Voor slimme kluisjes zijn de belangrijkste voordelen de flexibele montage van de smalle printplaat en het detail dat beschikbaar is voor het bijsnijden van etiketten bij 5 MP. Als een standaardprintplaat niet past, overweeg dan een aangepast cameramodule .

Maak afbeeldingen onderdeel van het transactieregister

Het ontwerpteam moet bepalen wanneer elke afbeelding wordt gemaakt, bij welk aflever- of ophaalrecord deze hoort, hoe lang deze wordt bewaard en wie er toegang toe heeft. Een pakketrecord hoeft over het algemeen niet de gang buiten het kluisje te omvatten.

Het beperken van het gezichtsveld tot binnen het compartiment vermindert irrelevante informatie en wijst meer beeldpixels toe aan het pakket. De applicatie moet ook een mislukte opname onderscheiden van een leeg compartiment, aangezien deze situaties verschillende behandeling vereisen.

Test de volledige ophaalworkflow

Steekproefstests moeten de beoogde bedrijfsomstandigheden zo nauwkeurig mogelijk nabootsen. Gebruik de productiehost, het besturingssysteem, de USB-kabel, de interne USB-hub, de LED-verlichting, de behuizing en de applicatie. Test pakketten met verschillende hoogtes, kleuren en oppervlaktematerialen. Open en sluit de deur herhaaldelijk en controleer of de camera automatisch opnieuw verbinding maakt nadat de host opnieuw is gestart.

Registreer de succesratio bij het opstarten, de tijd tot het eerste bruikbare beeld, het gebied waarbinnen labels leesbaar blijven, verschillen in scherpte tussen het midden en de hoeken, en consistentie van de belichting bij herhaalde opnames. Deze metingen zijn nuttiger dan een paar zorgvuldig geselecteerde voorbeeldbeelden.

Voor de massaproductie moet de combinatie van sensor en USB-bridge, de afmetingen van de PCB, de oriëntatie van de connector, het objectief, de firmwareversie, de USB-apparaatidentificatoren en de standaardbeeldinstellingen worden vastgelegd. Een wijziging in één van deze elementen kan de prestaties beïnvloeden, zelfs als de productnaam hetzelfde blijft.

Veelgestelde vragen

Heeft elke slimme kluis een 5 MP-camera nodig?

Nee. Een lagere resolutie kan voldoende zijn als het systeem alleen hoeft te detecteren of een pakket aanwezig is of een algemeen beeld ervan moet opslaan. Een hogere resolutie wordt nuttig wanneer de toepassing labels moet bijsnijden of kleinere identificerende details moet behouden.

Is een gezichtsveld van 60° breed genoeg?

Dat hangt af van de montageafstand van de camera en de afmetingen van het compartiment. Test een eenvoudige mock-up om te controleren of de lens zowel de dichtstbijzijnde hoeken als de achterwand bestrijkt.

Kan een OV5640 USB-camera-module barcodes lezen

De module levert beelden aan barcode-decoderingssoftware. Een succesvolle decodering hangt ook af van de etiketgrootte, scherpte, belichting, beweging, compressieformaat en de decoder zelf. Test het kleinste verwachte etiket op de grootste werkafstand.

Welke informatie moet ik aan een leverancier van camera-modules verstrekken

Geef de afmetingen van het compartiment, de montagepositie, het bereik van de werkafstand, het kleinste te detecteren kenmerk, de belichtingsomstandigheden, het hostplatform, het vereiste uitvoerformaat, de kabellengte, de bedrijfstemperatuur en het verwachte jaarlijkse volume. Door deze gegevens te delen met Sinoseen's camera module team kan de leverancier een geschikte configuratie voorstellen met minder herzieningen.