Aké kamerové moduly sa používajú pri automatizácii skladu?

Úvod

Automatizácia skladu sa spolieha na stroje, ktoré vidia. Kamery sú očami systému, od autonómnych mobilných robotov (AMR) a robotických ramien až po snímače čiarových kódov a objemové dimenzátory. Výber správneho modulu kamery priamo ovplyvňuje priepustnosť, presnosť a spoľahlivosť. V tomto článku preskúmame hlavné typy kamerových modulov používaných v automatizácii skladu, ich kľúčové funkcie a spôsob ich výberu.

1. Kamery na čítanie čiarových kódov a QR kódov

Každý sklad závisí od skenovania. Tradičné laserové skenery sú nahradené snímačmi založenými na kamere, ktoré dokážu dekódovať 1D a 2D kódy z akejkoľvek orientácie. Vhodný kamerový modul pre túto úlohu vyžaduje:

Globálna uzávierkaaby sa predišlo rozmazaniu pohybu pri rýchlom pohybe balíkov.

Vysoké rozlíšenie– aspoň 1,3 MP, často 5 MP na čítanie malých kódov na diaľku.

Rýchle automatické zaostrovaniealebo veľmi veľká hĺbka ostrosti na zvládnutie rôznych výšok objektov.

Mnoho pevných čítačiek čiarových kódov používa kamerový modul CMOS s globálnym snímačom uzávierky, ako napríklad Sony IMX250 alebo IMX265. Tieto snímače zachytávajú ostrý obraz, aj keď sa dopravník pohybuje rýchlosťou 2–3 metre za sekundu.

2. Navigačné kamery AGV a AMR

Automaticky riadené vozidlá (AGV) a autonómne mobilné roboty (AMR) navigujú pomocou vizuálneho SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). Senzor kamerového modulu pre navigáciu musí poskytovať:

Široké zorné pole(90 stupňov až 160 stupňov), aby ste videli stropné prvky alebo podlahové značky.

Nízka latencia– rozhodujúce pre detekciu prekážky.

Dobrý výkon pri slabom osvetlenípre nočné zmeny alebo stlmené uličky.

Globálna uzávierkaaby sa zabránilo rozmazaniu pohybu, keď sa robot pohybuje.

Modul kamery mipi je štandardným rozhraním pre vstavané navigačné procesory (napr. NVIDIA Jetson, Qualcomm RB5). MIPI CSI‑2 ponúka nízku latenciu a nízku spotrebu energie, vďaka čomu je ideálny pre roboty napájané z batérie. Napríklad modul CMOS kamery s globálnou uzávierkou 1080p pripojený cez MIPI môže poskytovať vizuálnu odometriu v reálnom čase.

3. Dimenzovanie objemu a kubické fotoaparáty

Meranie rozmerov nepravidelných boxov je nevyhnutné pre účtovanie nákladu a optimalizáciu skladovania. Tieto systémy často používajú stereofónne videnie alebo čas letu (ToF). Dva kamerové moduly umiestnené vedľa seba (stereo pár) vypočítavajú 3D tvar balenia. Požiadavky zahŕňajú:

Vysoké rozlíšenie(5 MP alebo viac) pre presnú detekciu hrán.

Globálna uzávierkana zmrazenie pohybu na rýchlom dopravníku.

Továrensky kalibrovaný stereo párna zabezpečenie presného výpočtu hĺbky.

Pre prototypovanie a maloobjemové systémy je možné použiť modul kamery malina s klobúkom stereo kamery (dva moduly kamery MIPI). Raspberry Pi 4 alebo 5 dokáže spracovať stereo hĺbkové mapy v reálnom čase.

4. Robotické navádzanie na výber a umiestnenie

Robotické ramená potrebujú nájsť náhodné položky v zásobníkoch alebo na dopravných pásoch. Senzor kamerového modulu pre túto aplikáciu musí mať:

Vysoké rozlíšeniena identifikáciu malých prvkov (napr. 5 MP až 12 MP).

Globálna uzávierkaaby sa zabránilo skresleniu pri pohybe ramena.

Rozhranie MIPI alebo USB 3.0, v závislosti od ovládača.

Mnoho kolaboratívnych robotov používa kamerový modul s rozhraním USB 3.0, pretože ho možno ľahko pripojiť k priemyselnému PC so softvérom na videnie (napr. OpenCV, Halcon). Modul CMOS Camera Module so snímačom Sony IMX250 (2 MP, globálna uzávierka) je obľúbenou voľbou pre navádzanie typu pick-and-place.

5. Identifikácia balíka a OCR

Fotoaparát musí niekedy prečítať vytlačený text – čísla šarží, dátumy exspirácie alebo adresné štítky. Optické rozpoznávanie znakov (OCR) vyžaduje:

Vysoké rozlíšenie(2 MP až 5 MP) pre malý text.

Globálna uzávierkaalebo veľmi rýchla rolovacia brána.

Ostrý objektívs nízkym skreslením.

Modul kamery mipi pripojený k vstavanému procesoru (napr. Raspberry Pi alebo i.MX) môže spúšťať ľahké modely OCR. Pre náročnejšie úlohy je bežný modul USB kamery streamujúci do PC pomocou Tesseract alebo vlastných modelov hlbokého učenia.

6. Prototypovanie a vývoj s modulom Camera Raspberry

Pre inžinierov skladovej automatizácie je platforma Raspberry Pi obľúbená pre prototypovanie. Modul kamery malina (napr. oficiálny Raspberry Pi Camera Module 3) využíva pripojenie MIPI a obsahuje snímač Sony IMX708. Dokáže zachytiť 4K video, ale častejšie sa používa pri 1080p. Aj keď má rolovaciu uzávierku, postačuje na statické alebo pomaly sa pohybujúce scény. Pre aplikácie, ktoré vyžadujú globálnu uzávierku, sú pre Raspberry Pi k dispozícii moduly tretích strán so senzormi ako OV9281 alebo IMX296.

Použitie malinového modulu kamery s knižnicou s otvoreným zdrojovým kódom (napríklad OpenCV alebo libcamera) vám umožňuje rýchlo otestovať algoritmus videnia. Po overení môžete prejsť na vlastný modul kamery mipi určený pre sériovú výrobu.

7. Výber správneho rozhrania: MIPI vs. USB

Väčšina zariadení na automatizáciu výrobných skladov využíva kamerový modul mipi kvôli nízkej spotrebe energie a priamemu pripojeniu procesora. Moduly USB kamier sú bežné vo vývoji a pre systémy, ktoré už majú PC alebo priemyselný počítač.

8. Čo hľadať v kamerovom module Senzor pre automatizáciu skladu

Typ uzávierky– Globálna uzávierka je nevyhnutná pre akýkoľvek pohybujúci sa objekt.

Rozlíšenie– 2 MP stačia na mnohé úlohy; 5-12 MP pre vysoké detaily.

Snímková frekvencia– 30 fps je typických; 60 fps alebo viac pre rýchle dopravníky.

Rozhranie– MIPI pre vstavané, USB pre PC.

Objektív– Často postačuje pevné ohnisko s veľkou hĺbkou ostrosti; automatické zaostrovanie je potrebné len na rôzne vzdialenosti.

Osvetlenie– Mnohé moduly obsahujú zabudované LED diódy, ale vonkajšie osvetlenie je často lepšie pre skladové prostredie.

Úprimné kamerové moduly pre automatizáciu skladu

V Sincere navrhujeme riešenia kamerových modulov na mieru pre automatizáciu skladov. Ponúkame:

Modul CMOS kamerys globálnou uzávierkou (Sony IMX250, IMX265, IMX296) pre snímanie bez pohybu.

Modul kamery Mipis flexibilnými plochými káblami a prevádzkou s nízkou spotrebou energie.

Modul fotoaparátu malinakompatibilné verzie pre prototypovanie a nasadenie v malom objeme.

Senzor kamerového moduluprispôsobenie – vyberte rozlíšenie, šošovku a rozhranie presne podľa vašej aplikácie.

Zhrnutie

Automatizácia skladu využíva niekoľko typov kamerových modulov: čítačky čiarových kódov, navigačné kamery AGV, stereo páry na dimenzovanie objemu, navádzacie kamery typu pick-and-place a jednotky OCR. Ideálny snímač kamerového modulu pre pohybujúce sa objekty má vždy globálnu uzávierku. Rozhranie závisí od hostiteľa: modul kamery mipi pre vstavané roboty a modul kamery USB pre systémy na báze PC. Pre rýchle prototypovanie poskytuje modul fotoaparátu malina prístupný východiskový bod. Pochopením špecifických potrieb vašej automatizačnej úlohy – rýchlosti, rozlíšenia, osvetlenia a spracovania – si môžete vybrať správny kamerový modul CMOS a urýchliť digitálnu transformáciu skladu.

Ak chcete prediskutovať požiadavky na modul kamery pre automatizáciu skladu, kontaktujte spoločnosť Sincere.