Moduły kamerowe do inteligentnych szafek i zautomatyzowanych systemów odbioru

Moduły kamery do inteligentnych szafek często mają zaledwie kilka sekund na wykonanie zdjęcia. Po otwarciu drzwiczek i umieszczeniu przesyłki wewnątrz lub jej usunięciu system zapisuje obraz komórki. Ten obraz może pomóc potwierdzić, że przesyłka została umieszczona w odpowiedniej komórce, wspierać śledztwa działu obsługi klienta oraz dostarczać danych wejściowych dla oprogramowania wykrywającego obecność przesyłek.

Proces wydaje się prosty, ale aparat działa wewnątrz ograniczonej metalowej obudowy. Oświetlenie LED może być nieregularne, plastikowa opakowania mogą odbijać światło, a przesyłki różnią się znacznie pod względem rozmiaru. Po zainstalowaniu pozycja aparatu jest również trudna do zmiany. Moduł zapewniający wyraźne twarze podczas rozmów wideo może mieć problemy z przechwytem etykiety wysyłkowej na tylniej ścianie przedziału. Wybór odpowiedniego aparatu wymaga zatem uwzględnienia obudowy, rozmieszczenia oświetlenia oraz sekwencji przechwytywania obrazu – oprócz specyfikacji czujnika.

Określ, co obraz ma pokazywać

Czy system musi ustalić, czy przedział jest pusty, umożliwić pracownikom obsługi klienta ocenę stanu przesyłki, czy też odczytać numer śledzenia? Każde z tych zadań stawia inne wymagania wobec obiektywu i rozdzielczości. Wykrywanie obecności przed stałym tłem może wymagać stosunkowo niewielkiej szczegółowości, podczas gdy odczytanie małej etykiety wymaga znacznie większej.

Użycie jednej kamery do nagrywania zarówno użytkownika, jak i całego przedziału zwykle wymaga szerokiego kąta widzenia, co pozostawia mniej pikseli na etykietę. Niektóre projekty wykorzystują dwie kamery: jedną wewnątrz przedziału oraz drugą przy ekranie dotykowym do nagrywania użytkownika. Niniejszy artykuł koncentruje się na kamerze umieszczonej wewnątrz przedziału.

Projektowanie wokół przedziału szafki

Kamera zamontowana u góry przedziału może wyraźnie uchwycić duży karton, pozostawiając jednak martwą strefę bezpośrednio pod miejscem jej montażu. Soczewka o szerokim kącie obejmuje większą część przedziału, ale drobne szczegóły mogą stać się trudniejsze do rozróżnienia, zwłaszcza w pobliżu krawędzi. Światło otoczenia również zmienia się po otwarciu drzwiczek szafki.

Przed wybraniem moduł aparatu Obiektyw , zmierz najbardziej prawdopodobną odległość przesyłki, odległość od tylniej ściany oraz całą powierzchnię, która musi być widoczna. Zapytanie dostawcy wyłącznie o soczewkę o szerokim kącie nie pozwala ustalić, czy etykieta umieszczona w odległości 60 cm będzie czytelna.

Przetestuj diody LED w ich zamierzonych pozycjach produkcyjnych, używając białych kopert pocztowych, odbijającej plastikowej opakowania oraz ciemnych kartonów. Oślepiające światło, które wydaje się niewielkie dla ludzkiego oka, może zasłonić kilka kluczowych znaków na przechwyconym obrazie.

Dopasuj rozdzielczość do wymaganej powierzchni objętej obrazem

Obraz o rozdzielczości 5 MP zapewnia zapas na przycinanie, ale bardziej przydatnym wskaźnikiem jest liczba pikseli dostępnych na najmniejszy element, który system musi wykryć. Zamontuj moduł na zaplanowanej wysokości, umieść reprezentatywną etykietę wysyłkową z tyłu przedziału i zapisz oryginalny obraz z kamery, a nie zrzut ekranu podglądu. Przebadaj etykietę w powiększeniu 100 % i sprawdź, czy nie występuje utrata ostrości w każdym z czterech narożników.

Przydatnym porównaniem jest obraz całego przedziału obok przyciętego fragmentu etykiety w powiększeniu 100 %, z podaniem odległości roboczej oraz warunków oświetlenia. Dobrze udokumentowana para obrazów dostarcza więcej informacji niż duża kolekcja obrazów próbnych.

Użyj obiektywu o stałej ostrości, aby uzyskać przewidywalną odległość roboczą

Przegródki bagażowe zazwyczaj mają określoną głębokość. Aparat o stałym ustawieniu ostrości unika poszukiwania ostrości i utrzymuje to samo ustawienie ostrości podczas każdej dostawy lub odbioru przesyłki. Jednak jego użyteczna głębia ostrości musi obejmować wszystkie możliwe położenia przesyłek, a nie tylko jedno wygodne położenie na stanowisku testowym.

Duża tekturowa paczka może umieścić swój etykietę blisko obiektywu, podczas gdy mała przesyłka może znajdować się z tyłu przegrodki. Przetestuj zarówno najmniejszą, jak i największą odległość roboczą. Jeśli pojedyncze ustawienie ostrości nie zapewnia wystarczającej ostrości w obu tych obszarach, dostosuj położenie aparatu, obiektywu lub przysłony.

Gdy światła zapalają się po raz pierwszy, automatyczna ekspozycja i bilans bieli mogą wymagać kilku klatek, aby się ustabilizować. Zapisanie pierwszej klatki może prowadzić do niestabilnej jasności między poszczególnymi zrzutami. Praktyczna sekwencja polega na włączeniu oświetlenia po wydarzeniu otwarcia drzwi, umożliwieniu ustabilizowania się ekspozycji i bilansu bieli, a następnie wykonaniu i zapisaniu obrazu wraz z odpowiadającą mu notatką o dostarczeniu lub odbiorze przesyłki. Wymaganą zwłokę należy zmierzyć na produkcyjnej platformie hosta. Błędy przechwytywania należy rejestrować jawnie, zamiast zastępować je starszym obrazem z bufora.

Gdzie pasuje moduł kamery OV5640 USB

Sinoseen's Moduł kamery OV5640 USB o rozdzielczości 5 MP to jedna z opcji do wykonywania zdjęć wewnątrz przedziału szafki. Wymieniona konfiguracja obejmuje interfejs USB 2.0, stałą ostrość, płytkę PCB o kształcie wstążki o wymiarach 62 × 9 mm, maksymalną rozdzielczość 2592 × 1944 oraz opcjonalny kąt widzenia 60°. Wąska płytka PCB może zostać umieszczona wzdłuż górnej poprzeczki lub za cienką przednią panelową osłoną, gdzie płytkę kwadratową mogłyby zakłócać zamki, okablowanie lub mechanizm drzwi.

OV5640 to kolorowy czujnik o rozdzielczości 5 MP z formatem optycznym 1/4 cala i pikselami o rozmiarze 1,4 µm. Zawiera wbudowaną kompresję JPEG oraz funkcje automatycznej ekspozycji i automatycznego balansu bieli.

Dostępne rozdzielczości, szybkości klatek, formaty kompresji oraz ustawienia obrazu zależą od użytego w module mostka USB i jego oprogramowania układowego. Należy zweryfikować te możliwości na fizycznym egzemplarzu. Same specyfikacje czujnika nie określają, jakie funkcje oferuje gotowy produkt. Moduł kamery USB może dostarczyć.

Ta konfiguracja jest lepiej dopasowana do stosunkowo nieruchomych przesyłek niż do szybko poruszających się obiektów. W przypadku inteligentnych szafek głównymi zaletami są elastyczność montażu wąskiej płytki PCB oraz szczegółowość obrazu umożliwiająca precyzyjne przycinanie etykiet przy rozdzielczości 5 MP. Jeśli standardowa płyta nie mieści się w przestrzeni, rozważ użycie niestandardowy moduł kamery .

Uczyń obrazy częścią rekordu transakcji

Zespół projektowy powinien określić, kiedy jest robione każde zdjęcie, do którego rekordu dostarczenia lub odbioru się ono odnosi, jak długo jest przechowywane oraz kto ma do niego dostęp. Rekord przesyłki zazwyczaj nie musi obejmować korytarza na zewnątrz szafki.

Zawężenie pola widzenia do wnętrza komory zmniejsza ilość nieistotnych informacji i przydziela więcej pikseli obrazu przesyłce. Aplikacja powinna również rozróżniać nieudaną próbę wykonania zdjęcia od pustej komory, ponieważ te stany wymagają innego sposobu obsługi.

Przetestuj pełny przepływ odbioru

Testy próbne powinny możliwie najwierniej odtwarzać zamierzone warunki eksploatacji. Użyj produkcyjnego hosta, systemu operacyjnego, kabla USB, wewnętrznego koncentratora USB, oświetlenia LED, obudowy oraz aplikacji. Przetestuj przesyłki o różnych wysokościach, kolorach i materiałach powierzchni. Wielokrotnie otwieraj i zamykaj drzwiczki oraz sprawdź, czy aparat automatycznie ponawia połączenie po restarcie hosta.

Rejestruj wskaźnik powodzenia uruchamiania, czas do uzyskania pierwszego użytecznego obrazu, obszar, w którym etykiety pozostają czytelne, różnice w ostrości między środkiem a narożnikami oraz spójność ekspozycji w wielokrotnych zrzutach. Te pomiary są bardziej przydatne niż kilka starannie dobranych obrazów próbnych.

Przed masową produkcją ustal połączenie czujnika i mostka USB, wymiary płytki PCB, orientację łącznika, obiektyw, wersję oprogramowania układowego, identyfikatory urządzenia USB oraz domyślne ustawienia obrazu. Zmiana któregoś z tych elementów może wpłynąć na wydajność, nawet jeśli nazwa produktu pozostaje niezmieniona.

Najczęściej zadawane pytania

Czy każdy inteligentny szafek wymaga aparatu o rozdzielczości 5 MP

Nie. Niższa rozdzielczość może być wystarczająca, jeśli system ma jedynie wykrywać obecność przesyłki lub zapisywać ogólny obraz przesyłki. Wyższa rozdzielczość staje się przydatna, gdy aplikacja wymaga przycinania etykiet lub zachowywania mniejszych szczegółów identyfikacyjnych.

Czy pole widzenia 60° jest wystarczająco szerokie

To zależy od odległości montażu aparatu oraz wymiarów przedziału. Przeprowadź test prostego modelu, aby sprawdzić, czy obiektyw obejmuje zarówno najbliższe narożniki, jak i tylną ścianę.

Czy moduł kamery USB OV5640 może odczytywać kody kreskowe

Moduł dostarcza obrazów do oprogramowania dekodującego kody kreskowe. Skuteczne dekodowanie zależy również od rozmiaru etykiety, ostrości, oświetlenia, ruchu, formatu kompresji oraz użytego dekodera. Przetestuj najmniejszą przewidywaną etykietę w największej odległości roboczej.

Jakie informacje należy podać dostawcy modułu kamery

Podaj wymiary przedziału, położenie montażu, zakres odległości roboczej, najmniejszy wykrywany element, warunki oświetlenia, platformę hosta, wymagany format wyjściowy, długość kabla, temperaturę pracy oraz przewidywaną roczną objętość produkcji. Udostępnienie tych szczegółów Zespołu Sinoseen zajmującemu się modułami kamer pomaga dostawcy zaproponować odpowiednią konfigurację przy mniejszej liczbie poprawek.