Ievads
Noliktavas automatizācija balstās uz mašīnām, kas var redzēt. No autonomiem mobilajiem robotiem (AMR) un robotu rokām līdz svītrkodu skeneriem un tilpuma mērītājiem kameras ir sistēmas acis. Pareiza kameras moduļa izvēle tieši ietekmē caurlaidspēju, precizitāti un uzticamību. Šajā rakstā mēs izpētām galvenos kameru moduļu veidus, ko izmanto noliktavas automatizācijā, to galvenās funkcijas un to atlasi.
1. Svītrkoda un QR koda lasīšanas kameras
Katra noliktava ir atkarīga no skenēšanas. Tradicionālie lāzerskeneri tiek aizstāti ar kameru lasītājiem, kas var atšifrēt 1D un 2D kodus no jebkuras orientācijas. Šim uzdevumam piemērotam kameras modulim ir nepieciešams:
Globālais aizvarslai izvairītos no kustības izplūšanas, kad sūtījumi ātri pārvietojas.
Augsta izšķirtspēja– vismaz 1,3 MP, bieži 5 MP mazu kodu nolasīšanai no attāluma.
Ātrs autofokussvai ļoti liels lauka dziļums, lai apstrādātu dažādus objektu augstumus.
Daudzi fiksēto svītrkodu lasītāji izmanto CMOS kameras moduli ar globālu slēdža sensoru, piemēram, Sony IMX250 vai IMX265. Šie sensori uzņem skaidru attēlu pat tad, ja konveijers pārvietojas ar ātrumu 2–3 metri sekundē.
2. AGV un AMR navigācijas kameras
Automātiski vadīti transportlīdzekļi (AGV) un autonomie mobilie roboti (AMR) pārvietojas, izmantojot vizuālo SLAM (vienlaicīgo lokalizāciju un kartēšanu). Navigācijas kameras moduļa sensoram jānodrošina:
Plašs redzes lauks(90 grādi līdz 160 grādi), lai redzētu griestu elementus vai grīdas marķierus.
Zems latentums– kritiski svarīgi šķēršļu noteikšanai.
Laba veiktspēja vājā apgaismojumānakts maiņām vai blāvām ejām.
Globālais aizvarslai izvairītos no kustības izplūšanas, kad robots pārvietojas.
Mipi kameras modulis ir standarta interfeiss iegultiem navigācijas procesoriem (piemēram, NVIDIA Jetson, Qualcomm RB5). MIPI CSI-2 piedāvā zemu latentumu un zemu enerģijas patēriņu, padarot to ideāli piemērotu ar akumulatoru darbināmiem robotiem. Piemēram, 1080p globālā slēdža CMOS kameras modulis, kas savienots, izmantojot MIPI, var nodrošināt reāllaika vizuālo odometriju.
3. Skaļuma izmēru noteikšana un Kubiskas kameras
Neregulāru kastu izmēru mērīšana ir būtiska kravas rēķinu izrakstīšanai un uzglabāšanas optimizēšanai. Šīs sistēmas bieži izmanto stereoredzi vai lidojuma laiku (ToF). Divi kameras moduļi, kas novietoti blakus (stereo pāri), aprēķina iepakojuma 3D formu. Prasībās ietilpst:
Augsta izšķirtspēja(5 MP vai vairāk) precīzai malu noteikšanai.
Globālais aizvarslai apturētu kustību uz ātra konveijera.
Rūpnīcā kalibrēts stereo pārislai nodrošinātu precīzu dziļuma aprēķinu.
Prototipu veidošanai un maza apjoma sistēmām var izmantot moduļu kameras aveņu ar stereo kameras cepuri (divi MIPI kameras moduļi). Raspberry Pi 4 vai 5 var apstrādāt stereo dziļuma kartes reāllaikā.
4. Robotu izvēles un novietošanas vadība
Robotām ir jāatrod nejauši priekšmeti tvertnēs vai uz konveijera lentēm. Kameras moduļa sensoram šai lietojumprogrammai jābūt:
Augsta izšķirtspējalai identificētu mazus objektus (piemēram, no 5 MP līdz 12 MP).
Globālais aizvarslai izvairītos no kropļojumiem, kad roka kustas.
MIPI vai USB 3.0 interfeiss, atkarībā no kontrollera.
Daudzi sadarbības roboti izmanto kameras moduli ar USB 3.0 interfeisu, jo to var viegli savienot ar industriālu datoru, kurā darbojas redzes programmatūra (piemēram, OpenCV, Halcon). CMOS kameras modulis ar Sony IMX250 sensoru (2 MP, globālais aizvars) ir populāra izvēles izvēles un novietošanas vadībai.
5. Pakas identifikācija un OCR
Dažreiz kamerai ir jālasa drukāts teksts – partijas numuri, derīguma termiņi vai adreses uzlīmes. Optiskajai rakstzīmju atpazīšanai (OCR) ir nepieciešams:
Augsta izšķirtspēja(2 MP līdz 5 MP) mazam tekstam.
Globālais aizvarsvai ļoti ātri ritošais slēģs.
Ass objektīvsar zemu kropļojumu.
Mipi kameras modulis, kas savienots ar iegulto procesoru (piemēram, Raspberry Pi vai i.MX), var darbināt vieglus OCR modeļus. Sarežģītākiem uzdevumiem parasti tiek izmantots USB kameras modulis, kas straumē datorā ar Tesseract vai pielāgotiem dziļās apmācības modeļiem.
6. Prototipu veidošana un izstrāde ar moduli Camera Raspberry
Noliktavu automatizācijas inženieriem Raspberry Pi platforma ir iecienīta prototipu veidošanai. Moduļa kameras aveņu (piemēram, oficiālais Raspberry Pi Camera Module 3) tiek izmantots MIPI savienojums, un tajā ir iekļauts Sony IMX708 sensors. Tas var uzņemt 4K video, bet biežāk tiek izmantots 1080p izšķirtspējā. Lai gan tai ir ritošais aizvars, ar to pietiek statiskām vai lēnām kustīgām ainām. Lietojumprogrammām, kurām nepieciešams globāls aizvars, Raspberry Pi ir pieejami trešo pušu moduļi ar sensoriem, piemēram, OV9281 vai IMX296.
Moduļa kameras aveņu izmantošana ar atvērtā koda bibliotēku (piemēram, OpenCV vai libcamera) ļauj ātri pārbaudīt redzes algoritmu. Kad tas ir pierādīts, varat pāriet uz pielāgotu mipi kameras moduli, kas paredzēts masveida ražošanai.
7. Pareizā interfeisa izvēle: MIPI salīdzinājumā ar USB
| Funkcija | MIPI kameras modulis | USB kameras modulis |
|---|---|---|
| Latentums | Ļoti zems (mikrosekundes) | Mērens (milisekundēs) |
| Enerģijas patēriņš | Zems | Augstāks |
| Kabeļa garums | <30 cm | 3-5 metri |
| Integrācijas vieglums | Nepieciešams draiveris un ierīču koks | UVC plug-and-play |
| Vislabākais priekš | Iegultās sistēmas, ar akumulatoru darbināmi roboti | Uz personālo datoru balstītas sistēmas, prototipu izstrāde |
Lielākajā daļā ražošanas noliktavas automatizācijas iekārtu tiek izmantots mipi kameras modulis zemās jaudas un tiešā procesora savienojuma dēļ. USB kameru moduļi ir plaši izplatīti izstrādē un sistēmās, kurām jau ir dators vai rūpnieciskais dators.
8. Ko meklēt kameras moduļa sensorā noliktavas automatizācijai
Slēģu veids– Globālais aizvars ir būtisks jebkuram kustīgam objektam.
Izšķirtspēja– daudziem uzdevumiem pietiek ar 2 MP; 5–12 MP augstai detaļai.
Kadru nomaiņas ātrums– tipisks ir 30 kadri sekundē; 60 kadri/s vai vairāk ātriem konveijeriem.
Interfeiss– MIPI iegultai, USB datoram.
Objektīvs– Bieži vien pietiek ar fiksētu fokusu ar lielu lauka dziļumu; autofokuss nepieciešams tikai mainīgiem attālumiem.
Apgaismojums– Daudzos moduļos ir iebūvētas gaismas diodes, taču ārējais apgaismojums bieži ir labāks noliktavas vidē.
Sirsnīgie kameru moduļi noliktavu automatizācijai
Uzņēmumā Sincere mēs izstrādājam pielāgotus kameru moduļu risinājumus noliktavas automatizācijai. Mēs piedāvājam:
CMOS kameras modulisar globālo aizvaru (Sony IMX250, IMX265, IMX296) fotografēšanai bez kustības.
Mipi kameras modulisar elastīgiem lentes kabeļiem un mazjaudas darbību.
Moduļa kameras aveņusaderīgas versijas prototipu veidošanai un neliela apjoma izvietošanai.
Kameras moduļa sensorspielāgošana — izvēlieties izšķirtspēju, objektīvu un interfeisu, lai tie atbilstu konkrētajam lietojumam.
Kopsavilkums
Noliktavas automatizācija izmanto vairāku veidu kameru moduļus: svītrkodu lasītājus, AGV navigācijas kameras, skaļuma izmēru stereo pārus, izvēles un novietošanas vadības kameras un OCR vienības. Ideālajam kameras moduļa sensoram kustīgiem objektiem vienmēr ir globāls aizvars. Saskarne ir atkarīga no resursdatora: mipi kameras modulis iegultiem robotiem un USB kameras modulis datorsistēmām. Ātrai prototipēšanai modulis kameras aveņu nodrošina pieejamu sākumpunktu. Izprotot sava automatizācijas uzdevuma īpašās vajadzības — ātrumu, izšķirtspēju, apgaismojumu un apstrādi — varat izvēlēties pareizo CMOS kameras moduli un paātrināt savas noliktavas digitālās transformācijas.
Sazinieties ar Sincere, lai apspriestu kameras moduļa prasības noliktavas automatizācijai.
