Pour comprendre son environnement, identifier les objets, détecter les obstacles et maintenir une navigation stable, un robot AGV s'appuie sur une entrée visuelle fiable. Pour ces utilisations, le module de caméra USB d'un robot AGV offre une interface d'imagerie utile entre l'ordinateur embarqué du robot et l'environnement environnant. La sélection du meilleur module de caméra ne se limite pas à choisir la résolution maximale. Ensemble, les facteurs suivants doivent être pris en compte : taille du capteur, champ de vision de l'objectif, qualité de l'image, fréquence d'images, performances en faible luminosité-, interface USB, espace d'installation et besoins en traitement d'image.
Un module de caméra 2MP peut déjà fournir suffisamment de détails d'image de 1920 x 1080 pour la détection d'objets et la navigation dans de nombreuses applications AGV intérieures et robots mobiles. Un module de caméra à plus haute résolution-ou une solution d'obturation globale spécialisée pourrait être plus adaptée lorsque le robot doit reconnaître des cibles plus petites, lire des étiquettes, examiner des marchandises ou prendre en charge des algorithmes de vision d'IA.
Pourquoi les robots AGV ont besoin d'un module de caméra dédié
Les AGV fonctionnent différemment des caméras industrielles fixes. Une caméra fixe a normalement une position, une distance et des conditions d'éclairage prévisibles. Une caméra AGV se déplace en continu dans les entrepôts, les usines, les hôpitaux ou les zones logistiques. La caméra doit donc maintenir une qualité d'image utilisable pendant que la scène, la distance, l'éclairage et l'angle de vue changent.
En fonction de l'architecture du robot, la caméra peut prendre en charge plusieurs fonctions, notamment la détection d'obstacles, la navigation visuelle, la reconnaissance de QR et de codes-barres, l'identification des palettes, l'assistance à l'amarrage, la surveillance du chemin, la reconnaissance d'objets et l'analyse de scène basée sur l'IA-.
La caméra n'est qu'une partie du système. Sa sortie doit correspondre à la capacité de traitement du contrôleur AGV. Une caméra à très haute résolution n'est pas automatiquement meilleure si le processeur intégré ne peut pas traiter les données d'image supplémentaires assez rapidement.
Exigences clés de la caméra pour AGV Vision
1. Résolution et clarté de l'image
La résolution doit être sélectionnée en fonction de la tâche visuelle plutôt que simplement des spécifications marketing. UNModule caméra 2MPfournit une sortie 1920 × 1080 et constitue souvent un point de départ pratique pour la navigation AGV, la reconnaissance d'obstacles et la surveillance générale de la scène.
Par exemple, si la caméra est montée près du sol et observe principalement de gros obstacles, une solution 2MP peut suffire. Si la même caméra doit reconnaître de petites étiquettes ou lire des codes-barres à une plus grande distance, la résolution de l'objectif et du capteur devient plus importante.
La clarté de l'image dépend également de l'objectif, de la taille des pixels du capteur, du contrôle de l'exposition, de l'éclairage, du format de compression et de l'algorithme de traitement de l'image-. Par conséquent, la résolution doit toujours être évaluée en même temps que la distance cible et le champ de vision réels.
2. Objectif et champ de vision
La sélection de l'objectif est l'une des décisions les plus importantes dans un système de caméra AGV. Un objectif grand-angle peut couvrir une plus grande zone devant le robot, ce qui est utile pour la détection d'obstacles et la navigation. Cependant, une distorsion grand angle- excessive peut donner l'impression que les objets proches du bord de l'image sont déformés.
Pour les applications nécessitant une reconnaissance précise des objets, un objectif à faible distorsion-peut être un meilleur choix. Si l'AGV doit surveiller différentes distances ou identifier des cibles à une distance de travail relativement longue, un champ de vision plus étroit peut également être préférable.
En pratique, l'objectif doit être sélectionné en fonction de la hauteur de montage, de l'angle de la caméra, de la distance de détection minimale, de la distance de détection maximale et de la zone de couverture requise.
3. Fréquence d'images et mouvement
Les AGV sont des plates-formes mobiles, les performances de mouvement sont donc importantes. Une caméra à 30 ips convient à de nombreuses applications standard de navigation et de surveillance. Si le robot se déplace plus rapidement ou si la caméra est utilisée pour un suivi visuel-en temps réel, une fréquence d'images plus élevée peut réduire la perte d'informations liée au mouvement-.
Pour les scènes-en mouvement rapide, le type de capteur doit également être pris en compte. Une caméra à obturateur global peut réduire la distorsion de mouvement par rapport à un capteur à obturateur roulant classique, ce qui la rend utile pour la vision industrielle-à grande vitesse, le suivi d'objets et les applications robotiques.
4. Faibles-performances d'éclairage et WDR
L’éclairage des entrepôts et des usines est rarement uniforme. Un AGV peut se déplacer d’une zone de production lumineuse vers une allée plus sombre ou traverser des zones avec un fort contre-jour.
Un module de caméra doté d'une bonne sensibilité-à la lumière faible peut conserver des informations d'image plus utiles lorsque l'éclairage diminue. WDR peut également être utile lorsque la même image contient à la fois des zones claires et sombres.
Pour les AGV fonctionnant la nuit ou dans des zones mal éclairées, un module de caméra compatible IR-peut être envisagé. La longueur d'onde IR exacte, la configuration de coupure IR-et la disposition d'éclairage doivent être évaluées ensemble plutôt que de traiter la vision nocturne comme une spécification de caméra-uniquement.
Réflexion sur la sélection des caméras AGV : commencez par la tâche
Un moyen pratique de sélectionner un module de caméra AGV consiste à travailler à rebours de la tâche de vision.
Étape 1 : Définir ce que la caméra doit voir
Identifiez d'abord la cible : obstacles, étagères, palettes, marquages au sol, codes QR, codes-barres, personnes, colis ou stations d'accueil. La cible détermine les détails de l'image requis.
Étape 2 : Définir la distance de travail
Mesurez les distances typiques et extrêmes entre la caméra et la cible. Une caméra utilisée pour la détection d'obstacles à courte portée-peut nécessiter un objectif différent de celui utilisé pour lire les étiquettes d'entrepôt à plusieurs mètres.
Étape 3 : Sélectionnez la résolution et le capteur
Choisissez le capteur après avoir défini la tâche visuelle. Pour la navigation AGV générale, unModule caméra 2MP 1080Ppeut fournir un équilibre raisonnable entre la clarté de l’image, la charge de traitement, la bande passante et le coût. Des capteurs à-résolution plus élevée doivent être envisagés lorsque l'application nécessite plus de détails d'image.
Étape 4 : faire correspondre l'interface au contrôleur
L'interface de la caméra doit correspondre à la plate-forme informatique embarquée de l'AGV. USB UVC est pratique pour les systèmes prenant déjà en charge les caméras USB et peut simplifier l'intégration car la caméra peut fonctionner sans pilote propriétaire dans de nombreux environnements.
Pour les plates-formes embarquées avec connectivité directe MIPI CSI-2, un module de caméra MIPI peut constituer un meilleur choix matériel. La décision doit donc être prise en collaboration avec l’architecture du contrôleur plutôt qu’indépendamment.
Étape 5 : Vérifier l'intégration mécanique
L'espace est souvent limité à l'intérieur d'un châssis AGV. Les dimensions du PCB, la hauteur de la lentille, la position du connecteur, la direction du câble, les trous de montage et l'axe optique affectent tous l'installation finale.
C’est là qu’un module caméra personnalisé peut s’avérer plus pratique qu’une webcam standard. Le capteur, l'objectif, le câble, le connecteur, la forme du PCB et la structure de montage peuvent être pris en compte lors de la phase de conception.
Choisir un module de caméra 2MP pour les robots AGV
Un module de caméra 2MP est une option utile lorsque l'AGV a besoin d'une imagerie Full HD sans imposer de demandes excessives de traitement et de bande passante à l'ordinateur intégré. Par exemple, celui de TUXIModule de caméra GC2093 2MPprend en charge une résolution de 1 920 × 1 080 à 30 ips et offre plusieurs options d'objectif, ce qui le rend adaptable à différentes distances d'imagerie et exigences en matière de champ de vision--.
Pour les applications où la capture de mouvement est plus importante, leGamme de modules de caméra 2MPfournit plusieurs options de capteur et de configuration qui peuvent être évaluées en fonction de la plate-forme de traitement de l'AGV et des exigences d'imagerie.
La sélection finale doit encore être vérifiée avec des échantillons réels. Dans une application AGV, le même capteur peut produire des résultats sensiblement différents après avoir modifié l'objectif, l'angle de la caméra, les paramètres d'exposition, l'éclairage et les paramètres de traitement de l'image.
Interface USB et intégration du système embarqué
L'USB est intéressant pour le développement d'AGV car il réduit le travail d'intégration matérielle requis entre la caméra et l'ordinateur embarqué. Une caméra compatible UVC-peut généralement être reconnue par les systèmes d'exploitation et les plates-formes intégrées prenant en charge les périphériques vidéo USB standard.
La conception réelle du système doit encore prendre en compte la bande passante USB, la longueur du câble, la fiabilité des connecteurs, la consommation électrique, les interférences électromagnétiques et le nombre de caméras connectées au contrôleur.
Pour un système AGV à double-caméra, par exemple, une caméra peut être tournée vers l'avant pour la navigation tandis qu'une autre surveille la zone arrière ou latérale. Dans ce cas, la plate-forme de traitement a besoin de suffisamment de bande passante USB et de capacité de calcul pour gérer des flux vidéo simultanés.
Applications courantes des caméras AGV
Un module caméra USB peut être intégré dans différentes fonctions AGV et robots mobiles :
- Détection d'obstacles et navigation visuelle
- Reconnaissance de code QR et de code-barres
- Identification des palettes et des colis
- Amarrage et alignement des stations
- Marquage au sol et reconnaissance de chemin
- Aide à l'inventaire en entrepôt
- Détection d'objets basée sur l'IA-
- Surveillance de la sécurité autour des robots mobiles
Ce qu'il faut confirmer avant de commander un module de caméra AGV
Avant de demander des échantillons ou de commencer la personnalisation, il est utile de préparer une brève spécification technique couvrant les points suivants :
- Résolution et fréquence d'images requises
- Distance de détection de la cible
- FOV horizontal et vertical requis
- Éclairage et conditions de-faible luminosité
- Exigence d'interface USB ou MIPI
- Espace d'installation disponible
- Longueur du câble et type de connecteur
- Température de fonctionnement
- Exigences relatives à l'algorithme d'IA et au processeur intégré
- Prototype attendu et quantité de production
Modules de caméra USB personnalisés pour AGV Vision
Au lieu d'être un simple achat de produit, la sélection d'une caméra pour les projets AGV est généralement une décision au niveau du système-. Les exigences relatives au capteur, à l'objectif, à l'interface, à la structure mécanique, à l'éclairage et au traitement de l'image doivent coopérer.
Avec la prise en charge de la modification des capteurs, des objectifs, de la forme des PCB, des connecteurs et des câbles, TUXI propose des solutions de modules de caméra USB pour la vision embarquée, la robotique, les équipements industriels et d'autres applications. La bonne configuration de caméra peut être déterminée avant les tests du prototype si vous disposez déjà du contrôleur AGV, de la distance cible, de l'espace de montage et du champ de vision nécessaire.
Pour un projet de caméra AGV, la première étape la plus utile consiste à ne pas choisir le capteur-de résolution la plus élevée. Il s’agit de définir exactement ce que le robot a besoin de voir.
