Módulos de câmera para armários inteligentes e sistemas automatizados de retirada

Os módulos de câmera para armários inteligentes muitas vezes dispõem de apenas alguns segundos para capturar uma imagem. Após a abertura da porta e o depósito ou retirada de um pacote, o sistema salva uma imagem do compartimento. Essa imagem pode ajudar a confirmar se o pacote foi colocado no compartimento correto, apoiar investigações de atendimento ao cliente e fornecer entradas para softwares de detecção de presença de pacotes.

O processo parece simples, mas a câmera opera dentro de um invólucro metálico confinado. A iluminação por LED pode ser irregular, a embalagem plástica pode refletir luz e as encomendas variam amplamente em tamanho. Além disso, a posição da câmera é difícil de alterar após a instalação. Um módulo que produz rostos nítidos durante chamadas de vídeo pode ter dificuldade para capturar uma etiqueta de remessa na parte traseira de um compartimento. Portanto, escolher uma câmera adequada exige considerar o invólucro, o posicionamento da iluminação, a sequência de captura e as especificações do sensor.

Definir o que a imagem precisa mostrar

O sistema precisa determinar se um compartimento está vazio, permitir que a equipe de atendimento ao cliente inspecione o estado de uma encomenda ou ler um número de rastreamento? Cada tarefa impõe exigências diferentes à lente e à resolução. A detecção de presença contra um fundo fixo pode exigir relativamente poucos detalhes, enquanto a leitura de uma etiqueta pequena requer significativamente mais.

Usar uma única câmera para capturar tanto o usuário quanto todo o compartimento normalmente exige um amplo campo de visão, deixando menos pixels disponíveis para a etiqueta. Alguns projetos utilizam duas câmeras: uma no interior do compartimento e outra próxima à tela sensível ao toque para gravar o usuário. Este artigo concentra-se na câmera instalada no interior do compartimento.

Projeto em torno do compartimento do armário

Uma câmera montada na parte superior de um compartimento pode capturar claramente uma caixa grande, mas deixa uma zona cega diretamente abaixo de sua posição de fixação. Uma lente grande-angular cobre uma área maior do compartimento, mas detalhes pequenos podem tornar-se mais difíceis de distinguir, especialmente nas bordas. A iluminação ambiente também muda quando a porta do armário é aberta.

Antes de selecionar uma módulo de câmera Lente , meça a posição do pacote mais próxima possível, a distância até a parede traseira e toda a área que deve ser visível. Solicitar apenas ao fornecedor uma lente grande-angular não determina se uma etiqueta situada a 60 cm de distância será legível.

Teste os LEDs nas suas posições de produção pretendidas, utilizando sacos postais brancos, embalagens plásticas reflexivas e caixas escuras. O ofuscamento que parece mínimo ao olho humano pode obscurecer diversos caracteres críticos na imagem capturada.

Ajuste a resolução à cobertura exigida

Uma imagem de 5 MP oferece margem para recorte, mas a medida mais útil é o número de pixels disponíveis para a menor característica que o sistema deve detectar. Monte o módulo à altura pretendida, coloque uma etiqueta de envio representativa na parte traseira do compartimento e salve a imagem original da câmera, em vez de uma captura de tela da pré-visualização. Inspeccione a etiqueta com ampliação de 100 % e verifique a perda de nitidez em todos os quatro cantos.

Uma comparação útil mostra o compartimento inteiro juntamente com um recorte da etiqueta a 100 % de ampliação, indicando a distância de trabalho e as condições de iluminação. Um par de imagens bem documentado é mais informativo do que uma grande coleção de imagens amostrais.

Utilize foco fixo para obter uma distância de trabalho previsível

Os compartimentos de locker geralmente têm uma profundidade definida. Uma câmera de foco fixo evita a busca por foco e mantém a mesma configuração de foco durante cada entrega ou retirada. No entanto, sua profundidade de campo utilizável deve abranger as posições possíveis dos pacotes, e não apenas uma posição conveniente em uma bancada de testes.

Uma caixa grande pode posicionar sua etiqueta perto da lente, enquanto um pacote pequeno pode ficar na parte traseira do compartimento. Teste tanto a distância de trabalho mais próxima quanto a mais distante. Se uma única configuração de foco não conseguir manter ambas as áreas suficientemente nítidas, ajuste a posição da câmera, a lente ou a abertura.

Quando as luzes são ligadas pela primeira vez, a exposição automática e o equilíbrio de brancos podem necessitar de vários quadros para se estabilizarem. Salvar o primeiro quadro pode resultar em brilho inconsistente de uma captura para outra. Uma sequência prática consiste em ligar a iluminação após o evento da porta, permitir que a exposição e o equilíbrio de brancos se estabilizem e, em seguida, capturar e salvar a imagem juntamente com o respectivo registro de entrega ou retirada. Meça o atraso necessário na plataforma de produção. Registre explicitamente falhas de captura, em vez de substituir por uma imagem antiga do buffer.

Onde um Módulo de Câmera USB OV5640 se Encaixa

Sinoseen Módulo de câmera USB OV5640 de 5 MP é um dos candidatos para imagens no interior de um compartimento de armário. A configuração listada inclui USB 2.0, foco fixo, uma placa de circuito impresso (PCB) em formato de faixa de 62 × 9 mm, resolução máxima de 2592 × 1944 e campo de visão opcional de 60°. Sua PCB estreita pode ser instalada ao longo de uma barra transversal superior ou atrás de um painel frontal fino, onde uma placa quadrada poderia interferir nos fechaduras, nos cabos ou no mecanismo da porta.

O OV5640 é um sensor de cor de 5 MP com formato óptico de 1/4 polegada e pixels de 1,4 µm. Ele integra compressão JPEG, exposição automática e balanço de brancos automático.

As resoluções, taxas de quadros, formatos de compressão e controles de imagem disponíveis para o host dependem do chip ponte USB e do firmware utilizados no módulo. Valide essas capacidades com uma amostra física. As especificações nativas do sensor isoladamente não definem o que o produto final oferece. Módulo de câmera USB pode entregar.

Esta configuração é mais adequada a encomendas relativamente estacionárias do que a sujeitos em movimento rápido. Para cofres inteligentes, suas principais vantagens são a flexibilidade de montagem da placa de circuito impresso estreita e o nível de detalhe disponível para o recorte de rótulos a 5 MP. Se uma placa padrão não couber, considere uma módulo de Câmera Personalizado .

Incorpore imagens ao registro da transação

A equipe de design deve definir quando cada imagem é capturada, a qual registro de entrega ou retirada ela pertence, por quanto tempo é retida e quem pode acessá-la. Um registro de encomenda geralmente não precisa incluir o corredor externo ao compartimento.

Manter o campo de visão dentro do compartimento reduz informações irrelevantes e aloca mais pixels da imagem à encomenda. O aplicativo também deve distinguir uma falha de captura de um compartimento vazio, pois essas condições exigem tratamentos diferentes.

Testar o Fluxo Completo de Retirada

Os testes de amostra devem reproduzir as condições operacionais pretendidas o mais fielmente possível. Utilize o host de produção, o sistema operacional, o cabo USB, o hub USB interno, a iluminação por LED, a carcaça e o aplicativo. Teste encomendas de diferentes alturas, cores e materiais de superfície. Abra e feche repetidamente a porta e verifique se a câmera se reconecta automaticamente após a reinicialização do host.

Registrar a taxa de sucesso na inicialização, o tempo até a primeira imagem utilizável, a área dentro da qual as etiquetas permanecem legíveis, as diferenças de nitidez entre o centro e os cantos, e a consistência de exposição em capturas repetidas. Essas medições são mais úteis do que algumas imagens amostrais cuidadosamente selecionadas.

Antes da produção em massa, fixar a combinação do sensor e da ponte USB, as dimensões da placa de circuito impresso (PCB), a orientação do conector, a lente, a versão do firmware, os identificadores do dispositivo USB e as configurações padrão de imagem. Qualquer alteração nesses itens pode afetar o desempenho, mesmo que o nome do produto permaneça inalterado.

Perguntas frequentes

Será que todo armário inteligente precisa de uma câmera de 5 MP

Não. Uma resolução inferior pode ser suficiente se o sistema precisar apenas detectar a presença de um pacote ou salvar uma imagem genérica dele. Resoluções mais altas tornam-se úteis quando a aplicação exige o recorte de etiquetas ou a preservação de detalhes identificadores menores.

Um campo de visão de 60° é suficientemente amplo

Isso depende da distância de montagem da câmera e das dimensões do compartimento. Faça um teste com uma maquete simples para verificar se a lente abrange ambos os cantos mais próximos e a parede traseira.

Um Módulo de Câmera USB OV5640 pode ler códigos de barras

O módulo fornece imagens ao software de decodificação de códigos de barras. A decodificação bem-sucedida também depende do tamanho da etiqueta, do foco, da iluminação, do movimento, do formato de compressão e do decodificador. Teste a menor etiqueta esperada na maior distância de trabalho.

Quais informações devo fornecer ao fornecedor de módulos de câmera

Forneça as dimensões do compartimento, a posição de montagem, a faixa de distância de trabalho, o menor elemento a ser detectado, as condições de iluminação, a plataforma hospedeira, o formato de saída exigido, o comprimento do cabo, a temperatura de operação e o volume anual esperado. Compartilhar esses detalhes com A equipe de módulos de câmera da Sinoseen ajuda o fornecedor a propor uma configuração adequada com menos revisões.