Kameramoduler for smarte postkasser og automatiserte opphentningssystemer

Kameramoduler for smarte skap har ofte bare noen få sekunder på seg til å ta et bilde. Etter at døren åpnes og en pakke plasseres inni eller fjernes, lagrer systemet et bilde av fagdelen. Dette bildet kan hjelpe med å bekrefte at pakken ble plassert i riktig fagdel, støtte kundeserviceundersøkelser og gi inndata til programvare for deteksjon av pakkepresens.

Prosessen høres enkel ut, men kameraet opererer inne i en begrenset metallkapsling. LED-belysningen kan være uregelmessig, plastemballasje kan reflektere lys, og pakker varierer sterkt i størrelse. Det er også vanskelig å endre kameraposisjonen etter installasjon. En modul som produserer klare ansikter under videokall kan ha problemer med å fange et fraktkodeetikett på baksiden av et fag. Å velge et passende kamera krever derfor vurdering av kapslingen, plasseringen av belysningen og opptakssekvensen, samt sensoregenskapene.

Definer hva bildet må vise

Må systemet avgjøre om et fag er tomt, la kundeservicepersonell inspisere pakkenes tilstand, eller lese et sporingsnummer? Hver oppgave stiller ulike krav til objektivet og oppløsningen. Deteksjon av tilstedeværelse mot en fast bakgrunn kan kreve relativt lite detaljnivå, mens lesing av et lite etikett krever betydelig mer.

Å bruke én kamera for å ta opp både brukeren og hele fagdelen krever vanligvis et bredt synsfelt, noe som gir færre piksler til etiketten. Noen design bruker to kamera: ett inne i fagdelen og ett annet nær berøringskontoen for å ta opp brukeren. Denne artikkelen fokuserer på kameraet inne i fagdelen.

Design rundt fagdelen i låseboksen

Et kamera montert øverst på en fagdel kan ta opp en stor eske tydelig, men etterlater en blindsonne rett under monteringsplasseringen. Et vidvinkelobjektiv dekker mer av fagdelen, men små detaljer kan bli vanskeligere å skille ut, spesielt nær kantene. Omgivelseslyset endrer seg også når døren til låseboksen åpnes.

Før du velger en kameramodul objektiv , mål den nærmeste mulige pakkeposisjonen, avstanden til bakveggen og det fulle området som må være synlig. Å be en leverandør om et vidvinkelobjektiv alene fastslår ikke om en etikett 60 cm unna vil være lesbar.

Test LED-lysene i deres avsedde produksjonsposisjoner ved hjelp av hvite postposer, reflekterende plastemballasje og mørke kartonger. Glans som virker ubetydelig for det menneskelige øyet kan skjule flere kritiske tegn i det fanget bildet.

Tilpass oppløsningen til den nødvendige dekningen

Et 5 MP-bilde gir rom for beskjæring, men den mer nyttige målingen er antallet piksler som er tilgjengelige for den minste egenskapen som systemet må oppdage. Monter modulen i den avsedde høyden, plasser et representativt fraktseddel på baksiden av fagdelen og lagre kameraets opprinnelige utdata-bilde i stedet for et skjermbilde av forhåndsvisningen. Insperer fraktseddelen med 100 % forstørrelse og sjekk om skarphet går tapt i alle fire hjørner.

En nyttig sammenligning viser hele fagdelen sammen med en beskjæret fraktseddel ved 100 % forstørrelse, med angitt arbeidsavstand og belysningsforhold. Et godt dokumentert bildepar er mer informativt enn en stor samling eksempelbilder.

Bruk fast fokus for en forutsigbar arbeidsavstand

Lukkefag har vanligvis en definert dybde. En fastfokusert kamera unngår fokussøk og beholder samme fokusinnstilling gjennom hver utlevering eller innlevering. Brukbart dybdefelt må likevel dekke mulige pakkeposisjoner, ikke bare én praktisk posisjon på en testbenk.

En stor eske kan plassere etiketten nær objektivet, mens en liten pakke kan ligge bakerst i faget. Test både nærmeste og lengste arbeidsavstand. Hvis én fokusinnstilling ikke holder begge områdene tilstrekkelig skarpe, juster kameraposisjonen, objektivet eller blenden.

Når lyset slås på for første gang, kan automatisk eksponering og hvitbalanse trenge flere bilder før de stabiliseres. Å lagre det første bildet kan føre til inkonsekvent lysstyrke fra ett bilde til neste. En praktisk prosedyre er å slå på belysningen etter dørhendelsen, la eksponeringen og hvitbalansen stabilisere seg, og deretter ta og lagre bildet sammen med den tilhørende utleverings- eller innleveringsregistreringen. Mål den nødvendige forsinkelsen på produksjonsvertplattformen. Logg feil ved bildeopptak eksplisitt i stedet for å erstatte bildet med et eldre bilde fra bufferen.

Hvor en OV5640 USB-kameramodul passer

Sinoseens OV5640 5 MP USB-kameramodul er én kandidat for bildeopptak inne i et skapfag. Den oppgitte konfigurasjonen inkluderer USB 2.0, fast fokus, en 62 × 9 mm strip-formet PCB, en maksimal oppløsning på 2592 × 1944 og et valgfritt synsfelt på 60°. Dens smale PCB kan passe langs en øverste tverrbjelke eller bak et slankt frontpanel, der et firkantet kort kunne forstyrre låser, kabler eller dørmekanismen.

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

Oppløsningene, bildefrekvensene, komprimeringsformatene og bildekontrollene som er tilgjengelige for verten, avhenger av USB-bridge-chippen og firmwaren som brukes i modulen. Bekreft disse funksjonene med et fysisk prøveeksemplar. Sensorens native spesifikasjoner alene fastslår ikke hva det ferdige produktet kan gjøre. USB kamera modul kan levere.

Denne konfigurasjonen er bedre egnet for relativt stasjonære pakker enn for raskt bevegelige objekter. For smarte skap er de viktigste fordelene den smale PCBens monteringsfleksibilitet og detaljnivået som er tilgjengelig for beskjæring av etiketter ved 5 MP. Hvis et standardbrett ikke passer, vurder et tilpasset kameramodul .

Gjør bilder til en del av transaksjonsloggen

Designlaget bør definere når hvert bilde tas, hvilken utleverings- eller innleveringsregistrering det tilhører, hvor lenge det lagres og hvem som har tilgang til det. En pakkeregistrering trenger vanligvis ikke å inkludere korridoren utenfor pakkeautomaten.

Å begrense synsfeltet til innsiden av fagreduserer irrelevante opplysninger og tilordner flere bildepiksler til pakken. Applikasjonen bør også skille mellom en feilet opptakshandling og et tomt fagr, siden disse tilstandene krever ulik håndtering.

Test hele innleveringsarbeidsflyten

Prøvetesting bør gjenskape de forventede driftsforholdene så nøyaktig som mulig. Bruk produksjonsverten, operativsystemet, USB-kabelen, den interne USB-hubben, LED-belysningen, kabinettet og applikasjonen. Test pakker med ulike høyder, farger og overflatematerialer. Åpne og lukk døren gjentatte ganger, og bekreft at kameraet kobler seg automatisk til igjen etter at verten startes på nytt.

Registrer oppstartlykksgraden, tiden til det første brukbare bildet, området der etiketter forblir leselige, forskjeller i skarphet mellom sentrum og hjørner samt eksponeringskonsekvens over gjentatte opptak. Disse målingene er mer nyttige enn noen få nøye utvalgte eksempelbilder.

Før serieproduksjon skal sensoren og USB-bridge-kombinasjonen, PCB-dimensjonene, kontaktposisjonen, linsetypen, firmwareversjonen, USB-enhetsidentifikatorene og standardbildeinnstillingene fastlegges. En endring av noen av disse kan påvirke ytelsen, selv om produktnavnet forblir det samme.

Ofte stilte spørsmål

Trenger hver smarte postkasse en 5 MP-kamera?

Nei. En lavere oppløsning kan være tilstrekkelig hvis systemet bare trenger å oppdage om et pakke er til stede eller lagre et generelt bilde av det. Høyere oppløsning blir nyttig når applikasjonen må beskære etiketter eller bevare mindre identifiserbare detaljer.

Er et synsfelt på 60° bredt nok?

Det avhenger av kameramodulens monteringsavstand og avdelingens dimensjoner. Test en enkel modell for å sjekke om objektivet dekker både de nærmeste hjørnene og bakveggen.

Kan en OV5640 USB-kameramodul lese strekkoder?

Modulen leverer bilder til programvare for dekoding av strekkoder. Vellykket dekoding avhenger også av etikettstørrelse, fokus, belysning, bevegelse, komprimeringsformat og dekoderen. Test den minste forventede etiketten på den lengste arbeidsavstanden.

Hvilken informasjon bør jeg gi leverandøren av kameramoduler?

Gi dimensjonene på rommet, monteringsposisjonen, rekkeviddeområdet, minste detalj som skal oppdages, belysningsforhold, vertsplattform, ønsket utdataformat, kabellengde, driftstemperatur og forventet årlig volum. Å dele disse detaljene med Sinoseens kameramodulteam hjelper leverandøren til å foreslå en passende konfigurasjon med færre revisjoner.