Введение
Автоматизация склада опирается на машины, которые могут видеть. От автономных мобильных роботов (AMR) и роботизированных манипуляторов до сканеров штрих-кодов и средств измерения объемов — камеры являются глазами системы. Выбор правильного модуля камеры напрямую влияет на производительность, точность и надежность. В этой статье мы рассмотрим основные типы модулей камер, используемых в автоматизации склада, их ключевые особенности и способы их выбора.
1. Камеры для считывания штрих-кодов и QR-кодов
Каждый склад зависит от сканирования. Традиционные лазерные сканеры заменяются считывателями на базе камеры, которые могут декодировать 1D- и 2D-коды из любой ориентации. Подходящий модуль камеры для этой задачи требует:
Глобальный затворчтобы избежать размытия изображения при быстром перемещении посылок.
Высокое разрешение— минимум 1,3 МП, чаще 5 МП для чтения мелких кодов на расстоянии.
Быстрый автофокусили очень большую глубину резкости для обработки объектов различной высоты.
Многие стационарные считыватели штрих-кодов используют модуль камеры CMOS с датчиком глобального затвора, например Sony IMX250 или IMX265. Эти датчики фиксируют четкое изображение, даже когда конвейер движется со скоростью 2–3 метра в секунду.
2. Навигационные камеры AGV и AMR.
Автоматизированные управляемые транспортные средства (AGV) и автономные мобильные роботы (AMR) перемещаются с использованием визуального SLAM (одновременная локализация и картографирование). Датчик модуля камеры навигации должен обеспечивать:
Широкое поле зрения(от 90 до 160 градусов), чтобы увидеть особенности потолка или маркеры пола.
Низкая задержка– критично для обнаружения препятствий.
Хорошая производительность при слабом освещениидля ночных смен или темных проходов.
Глобальный затворчтобы избежать размытия изображения при движении робота.
Модуль камеры mipi — это стандартный интерфейс для встроенных навигационных процессоров (например, NVIDIA Jetson, Qualcomm RB5). MIPI CSI‑2 обеспечивает низкую задержку и низкое энергопотребление, что делает его идеальным для роботов с батарейным питанием. Например, модуль CMOS-камеры с глобальным затвором 1080p, подключенный через MIPI, может обеспечивать визуальную одометрию в реальном времени.
3. Измерение объема и камеры Cubiscan
Измерение размеров коробок нестандартной формы имеет важное значение для выставления счетов за перевозку и оптимизации хранения. Эти системы часто используют стереозрение или времяпролетное зрение (ToF). Два модуля камеры, расположенные рядом (стереопара), рассчитывают трехмерную форму упаковки. Требования включают в себя:
Высокое разрешение(5 МП или более) для точного обнаружения краев.
Глобальный затворзаморозить движение на быстром конвейере.
Стереопара с заводской калибровкойдля обеспечения точного расчета глубины.
Для прототипирования и малообъемных систем можно использовать модуль камеры малина со шляпкой стереокамеры (два модуля камеры MIPI). Raspberry Pi 4 или 5 может обрабатывать карты глубины стерео в реальном времени.
4. Роботизированное управление выбором и размещением
Роботизированным манипуляторам необходимо находить случайные предметы в контейнерах или на конвейерных лентах. Датчик модуля камеры для этого применения должен иметь:
Высокое разрешениедля идентификации мелких деталей (например, от 5 до 12 МП).
Глобальный затворчтобы избежать искажений при движении руки.
Интерфейс MIPI или USB 3.0., в зависимости от контроллера.
Многие коллаборативные роботы используют модуль камеры с интерфейсом USB 3.0, поскольку его можно легко подключить к промышленному ПК, на котором установлено программное обеспечение машинного зрения (например, OpenCV, Halcon). Модуль камеры CMOS с матрицей Sony IMX250 (2 МП, глобальный затвор) — популярный выбор для управления процессом захвата и размещения.
5. Идентификация пакета и распознавание текста
Иногда камере приходится читать печатный текст — номера партий, даты истечения срока годности или адресные этикетки. Оптическое распознавание символов (OCR) требует:
Высокое разрешение(от 2 до 5 МП) для мелкого текста.
Глобальный затворили очень быстрые рольставни.
Резкий объективс низкими искажениями.
Модуль камеры mipi, подключенный к встроенному процессору (например, Raspberry Pi или i.MX), может запускать облегченные модели оптического распознавания символов. Для более требовательных задач обычно используется модуль USB-камеры, осуществляющий потоковую передачу на ПК с помощью Tesseract или пользовательских моделей глубокого обучения.
6. Прототипирование и разработка с помощью модуля Camera Raspberry
Для инженеров по автоматизации складов платформа Raspberry Pi является излюбленным местом для прототипирования. Модуль камеры Raspberry (например, официальный модуль камеры Raspberry Pi 3) использует соединение MIPI и включает в себя датчик Sony IMX708. Он может захватывать видео 4K, но чаще используется с разрешением 1080p. Хотя у него есть рольставень, его достаточно для съемки статичных или медленно движущихся сцен. Для приложений, которым требуется глобальный затвор, для Raspberry Pi доступны сторонние модули с датчиками, такие как OV9281 или IMX296.
Использование модуля камеры Raspberry с библиотекой с открытым исходным кодом (например, OpenCV или libcamera) позволяет быстро протестировать алгоритм вашего машинного зрения. После проверки вы можете перейти к индивидуальному модулю камеры Mipi, предназначенному для массового производства.
7. Выбор правильного интерфейса: MIPI против USB
| Особенность | Модуль камеры MIPI | USB-модуль камеры |
|---|---|---|
| Задержка | Очень низкий (микросекунды) | Умеренный (миллисекунды) |
| Потребляемая мощность | Низкий | Выше |
| Длина кабеля | <30 cm | 3‑5 метров |
| Простота интеграции | Требуется драйвер и дерево устройств. | UVC Plug-and-Play |
| Лучшее для | Встраиваемые системы, роботы с батарейным питанием | Системы на базе ПК, прототипирование |
В большинстве оборудования для автоматизации производственных складов используется модуль камеры mipi из-за низкого энергопотребления и прямого подключения к процессору. Модули USB-камеры часто встречаются в разработке и для систем, в которых уже есть ПК или промышленный компьютер.
8. На что обратить внимание при выборе датчика модуля камеры для автоматизации склада
Тип затвора– Глобальный затвор необходим для любого движущегося объекта.
Разрешение— 2 МП достаточно для многих задач; 5‑12 МП для высокой детализации.
Частота кадров– Обычно 30 кадров в секунду; 60 кадров в секунду или выше для быстрых конвейеров.
Интерфейс– MIPI для встроенных устройств, USB для ПК.
Объектив– Часто бывает достаточно фиксированного фокуса с большой глубиной резкости; автофокус нужен только на переменных расстояниях.
Освещение– Многие модули оснащены встроенными светодиодами, но внешнее освещение часто лучше подходит для складских помещений.
Модули камер искрения для автоматизации склада
В компании Sure мы разрабатываем индивидуальные решения в виде модулей камер для автоматизации складов. Мы предлагаем:
Модуль камеры CMOSс глобальным затвором (Sony IMX250, IMX265, IMX296) для съемки без движения.
Модуль камеры Мипис гибкими ленточными кабелями и низким энергопотреблением.
Модуль камеры малиновыйсовместимые версии для прототипирования и мелкосерийного развертывания.
Датчик модуля камерыиндивидуальная настройка — выберите разрешение, объектив и интерфейс, соответствующие вашему конкретному приложению.
Краткое содержание
В автоматизации склада используются несколько типов камерных модулей: считыватели штрих-кодов, навигационные камеры AGV, стереопары для измерения объемов, камеры управления перекладкой и устройства оптического распознавания символов. Идеальный датчик модуля камеры для движущихся объектов всегда имеет глобальный затвор. Интерфейс зависит от хоста: модуль камеры mipi для встроенных роботов и модуль камеры USB для систем на базе ПК. Для быстрого прототипирования модуль камеры Raspberry обеспечивает доступную отправную точку. Понимая конкретные потребности вашей задачи автоматизации (скорость, разрешение, освещение и обработка), вы можете выбрать правильный модуль камеры CMOS и ускорить цифровую трансформацию вашего склада.
Свяжитесь с искренним, чтобы обсудить требования к вашему модулю камеры для автоматизации склада.
