Sissejuhatus
Laoautomaatika toetub masinatele, mis näevad. Alates autonoomsetest mobiilsetest robotitest (AMR) ja robotkätest kuni vöötkoodiskannerite ja mahumõõturiteni – kaamerad on süsteemi silmad. Õige kaameramooduli valimine mõjutab otseselt läbilaskevõimet, täpsust ja töökindlust. Käesolevas artiklis uurime peamisi lao automatiseerimisel kasutatavate kaameramoodulite tüüpe, nende põhifunktsioone ja nende valimist.
1. Vöötkoodi ja QR-koodi lugemise kaamerad
Iga ladu sõltub skaneerimisest. Traditsioonilised laserskannerid asendatakse kaamerapõhiste lugejatega, mis suudavad 1D- ja 2D-koode dekodeerida mis tahes suunast. Selle ülesande jaoks sobiv kaameramoodul vajab:
Globaalne katiket vältida liikumise hägusust, kui pakid liiguvad kiiresti.
Kõrge eraldusvõime– vähemalt 1,3 MP, sageli 5 MP väikeste koodide eemalt lugemiseks.
Kiire autofookusvõi väga suur teravussügavus objektide erineva kõrgusega toimetulemiseks.
Paljud fikseeritud vöötkoodilugejad kasutavad globaalse katikuanduriga CMOS-kaamera moodulit, näiteks Sony IMX250 või IMX265. Need andurid jäädvustavad teravat pilti isegi siis, kui konveier liigub kiirusega 2–3 meetrit sekundis.
2. AGV ja AMR navigatsioonikaamerad
Automaatsed juhitavad sõidukid (AGV) ja autonoomsed mobiilsed robotid (AMR) navigeerivad visuaalse SLAM-i (Simultaneous Localization and Mapping) abil. Navigeerimiseks mõeldud kaameramooduli andur peab tagama:
Lai vaateväli(90 kraadi kuni 160 kraadi), et näha lae funktsioone või põrandamarkereid.
Madal latentsusaeg– kriitiline takistuste tuvastamisel.
Hea jõudlus hämarasöövahetusteks või hämarate vahekäikude jaoks.
Globaalne katiket vältida liikumise hägusust, kui robot liigub.
Mipi-kaamera moodul on sisseehitatud navigatsiooniprotsessorite (nt NVIDIA Jetson, Qualcomm RB5) standardliides. MIPI CSI-2 pakub madalat latentsust ja madalat energiatarbimist, muutes selle ideaalseks akutoitel robotitele. Näiteks MIPI kaudu ühendatud 1080p globaalse katiku CMOS-kaamera moodul võib pakkuda reaalajas visuaalset läbisõidu mõõtmist.
3. Helitugevuse mõõtmed ja Cubiscan kaamerad
Ebakorrapäraste kastide mõõtmete mõõtmine on veosearvestuse ja ladustamise optimeerimise jaoks hädavajalik. Need süsteemid kasutavad sageli stereopilti või lennuaega (ToF). Kaks kõrvuti asetatud kaameramoodulit (stereopaar) arvutavad pakendi 3D-kuju. Nõuded hõlmavad järgmist:
Kõrge eraldusvõime(5 MP või rohkem) täpseks servatuvastuseks.
Globaalne katikliikumise külmutamiseks kiirel konveieril.
Tehases kalibreeritud stereopaarsügavuse täpse arvutamise tagamiseks.
Prototüüpimiseks ja väikese mahuga süsteemide jaoks saab kasutada stereokaamera mütsiga moodulkaamera vaarikast (kaks MIPI kaameramoodulit). Raspberry Pi 4 või 5 suudavad töödelda stereosügavuskaarte reaalajas.
4. Robotite valimine ja asukoht
Robotkäed peavad leidma prügikastides või konveierilindidel juhuslikud esemed. Selle rakenduse kaameramooduli anduril peab olema:
Kõrge eraldusvõimeväikeste funktsioonide tuvastamiseks (nt 5 MP kuni 12 MP).
Globaalne katiket vältida moonutusi käe liikumisel.
Kas MIPI või USB 3.0 liides, olenevalt kontrollerist.
Paljud koostöörobotid kasutavad USB 3.0 liidesega kaameramoodulit, kuna seda saab hõlpsasti ühendada tööstusliku arvutiga, kus töötab nägemistarkvara (nt OpenCV, Halcon). Sony IMX250 sensoriga CMOS-kaamera moodul (2 MP, globaalne katik) on populaarne valik vali ja aseta juhendamiseks.
5. Paki identifitseerimine ja OCR
Mõnikord peab kaamera lugema trükitud teksti – partii numbrid, aegumiskuupäevad või aadressisildid. Optiline märgituvastus (OCR) nõuab:
Kõrge eraldusvõime(2 MP kuni 5 MP) väikese teksti jaoks.
Globaalne katikvõi väga kiiresti rulluv katik.
Terav objektiivmadala moonutusega.
Sisseehitatud protsessoriga (nt Raspberry Pi või i.MX) ühendatud mipi-kaamera moodul võib käitada kergeid OCR-mudeleid. Nõudlikumate ülesannete jaoks on tavaline USB-kaamera moodul, mis edastab arvutisse Tesseracti või kohandatud süvaõppe mudelid.
6. Prototüüpimine ja arendus moodulkaameraga Raspberry
Laoautomaatikainseneride jaoks on Raspberry Pi platvorm prototüüpide loomise lemmik. Moodulkaamera vaarika (nt ametlik Raspberry Pi Camera Module 3) kasutab MIPI ühendust ja sisaldab Sony IMX708 sensorit. See suudab jäädvustada 4K-videot, kuid seda kasutatakse sagedamini eraldusvõimega 1080p. Kuigi sellel on veerev katik, piisab sellest staatiliste või aeglaselt liikuvate stseenide jaoks. Rakenduste jaoks, mis vajavad globaalset katikut, on Raspberry Pi jaoks saadaval kolmanda osapoole moodulid anduritega, nagu OV9281 või IMX296.
Moodulkaamera vaarika kasutamine avatud lähtekoodiga teegiga (nt OpenCV või libcamera) võimaldab teil oma nägemisalgoritmi kiiresti testida. Kui see on tõestatud, saate liikuda masstootmiseks mõeldud kohandatud mipi-kaamera mooduli juurde.
7. Õige liidese valimine: MIPI vs. USB
| Funktsioon | MIPI kaamera moodul | USB kaamera moodul |
|---|---|---|
| Latentsus | Väga madal (mikrosekundites) | Mõõdukas (millisekundites) |
| Energiatarve | Madal | Kõrgem |
| Kaabli pikkus | <30 cm | 3-5 meetrit |
| Integreerimise lihtsus | Nõuab draiverit ja seadmepuud | UVC plug-and-play |
| Parim jaoks | Manussüsteemid, akutoitel robotid | PC-põhised süsteemid, prototüüpimine |
Enamik tootmislao automatiseerimisseadmeid kasutab väikese võimsusega ja protsessori otseühenduse tõttu mipi kaameramoodulit. USB-kaameramoodulid on levinud arenduses ja süsteemides, millel on juba arvuti või tööstusarvuti.
8. Mida otsida laoautomaatika kaameramooduli andurilt
Katiku tüüp– Globaalne katik on iga liikuva objekti jaoks hädavajalik.
Resolutsioon– 2 MP on paljude ülesannete jaoks piisav; 5–12 MP suure detaili jaoks.
Kaadrisagedus– tüüpiline on 30 kaadrit sekundis; 60 kaadrit sekundis või rohkem kiirete konveierite jaoks.
Liides– MIPI sisseehitatud jaoks, USB arvutipõhiseks.
Objektiiv– Sageli piisab suure teravussügavusega fikseeritud fookusest; autofookus on vajalik ainult muutuva vahemaa jaoks.
Valgustus– Paljud moodulid sisaldavad pardal olevaid LED-e, kuid välisvalgustus on laokeskkondades sageli parem.
Sincere'i kaameramoodulid laoautomaatika jaoks
Firmas Sincere kavandame laoautomaatika jaoks kohandatud kaameramoodulilahendusi. Pakume:
CMOS-kaamera moodulglobaalse katikuga (Sony IMX250, IMX265, IMX296) liikumisevabaks jäädvustamiseks.
Mipi kaamera moodulpainduvate lintkaablitega ja väikese võimsusega töökorras.
Moodulkaamera vaarikasühilduvad versioonid prototüüpide loomiseks ja väikesemahuliseks juurutamiseks.
Kaamera mooduli andurkohandamine – valige eraldusvõime, objektiiv ja liides, mis sobivad täpselt teie rakendusega.
Kokkuvõte
Laoautomaatika kasutab mitut tüüpi kaameramooduleid: vöötkoodilugejaid, AGV-navigatsioonikaameraid, helitugevuse dimensiooniga stereopaare, vali-ja-koha-juhtkaameraid ja OCR-seadmeid. Ideaalsel kaameramooduli sensoril liikuvate objektide jaoks on alati globaalne katik. Liides sõltub hostist: mipi kaameramoodul sisseehitatud robotite jaoks ja USB-kaamera moodul arvutipõhiste süsteemide jaoks. Kiireks prototüüpimiseks pakub moodulkaamera vaarikas ligipääsetavat lähtepunkti. Mõistes oma automatiseerimisülesande spetsiifilisi vajadusi – kiirus, eraldusvõime, valgustus ja töötlemine – saate valida õige CMOS-kaamera mooduli ja kiirendada oma lao digitaalset ümberkujundamist.
Võtke ühendust Sincere'iga, et arutada oma kaameramooduli nõudeid laoautomaatika osas.
