소개
창고 자동화는 볼 수 있는 기계에 의존합니다. 자율 이동 로봇(AMR)과 로봇 팔부터 바코드 스캐너와 체적 치수 측정기에 이르기까지 카메라는 시스템의 눈입니다. 올바른 카메라 모듈을 선택하면 처리량, 정확성 및 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 기사에서는 창고 자동화에 사용되는 주요 카메라 모듈 유형과 주요 기능 및 선택 방법을 살펴봅니다.
1. 바코드 및 QR 코드 판독 카메라
모든 창고는 스캐닝에 의존합니다. 기존 레이저 스캐너는 모든 방향에서 1D 및 2D 코드를 디코딩할 수 있는 카메라 기반 리더기로 대체되고 있습니다. 이 작업에 적합한 카메라 모듈에는 다음이 필요합니다.
글로벌 셔터소포가 빠르게 이동할 때 모션 블러를 방지합니다.
고해상도– 최소 1.3 MP, 멀리서 작은 코드를 읽는 경우 5 MP 이상인 경우가 많습니다.
빠른 자동 초점또는 다양한 물체 높이를 처리하기 위한 매우 큰 피사계 심도.
많은 고정 바코드 리더기는 Sony IMX250 또는 IMX265와 같은 글로벌 셔터 센서가 있는 CMOS 카메라 모듈을 사용합니다. 이 센서는 컨베이어가 초당 2-3미터의 속도로 움직이는 경우에도 선명한 이미지를 포착합니다.
2. AGV 및 AMR 내비게이션 카메라
AGV(자동 가이드 차량) 및 AMR(자율 이동 로봇)은 시각적 SLAM(동시 위치 파악 및 매핑)을 사용하여 탐색합니다. 내비게이션용 카메라 모듈 센서는 다음을 제공해야 합니다.
넓은 시야(90도 ~ 160도) 천장 특징이나 바닥 마커를 볼 수 있습니다.
낮은 대기 시간– 장애물 감지에 중요합니다.
우수한 저조도 성능야간 근무 또는 어두운 통로용.
글로벌 셔터로봇이 움직일 때 모션 블러를 방지합니다.
mipi 카메라 모듈은 내장형 내비게이션 프로세서(예: NVIDIA Jetson, Qualcomm RB5)의 표준 인터페이스입니다. MIPI CSI‑2는 낮은 대기 시간과 낮은 전력 소비를 제공하므로 배터리 구동 로봇에 이상적입니다. 예를 들어 MIPI를 통해 연결된 1080p 글로벌 셔터 CMOS 카메라 모듈은 실시간 시각적 주행 거리 측정을 제공할 수 있습니다.
3. 체적 치수 측정 및 Cubiscan 카메라
불규칙한 상자의 크기를 측정하는 것은 화물 청구 및 보관 최적화에 필수적입니다. 이러한 시스템은 스테레오 비전이나 ToF(Time-of-Flight)를 사용하는 경우가 많습니다. 나란히 배치된 두 개의 카메라 모듈(스테레오 쌍)은 패키지의 3D 모양을 계산합니다. 요구사항은 다음과 같습니다.
고해상도(5 MP 이상) 정확한 가장자리 감지를 위한 것입니다.
글로벌 셔터빠른 컨베이어에서 동작을 정지합니다.
공장에서 보정된 스테레오 쌍정확한 깊이 계산을 보장합니다.
프로토타입 제작 및 저용량 시스템의 경우 스테레오 카메라 모자가 있는 모듈 카메라 라즈베리(MIPI 카메라 모듈 2개)를 사용할 수 있습니다. Raspberry Pi 4 또는 5는 실시간으로 스테레오 깊이 맵을 처리할 수 있습니다.
4. 로봇식 선택 및 배치 안내
로봇 팔은 쓰레기통이나 컨베이어 벨트에 있는 임의의 품목을 찾아야 합니다. 이 애플리케이션을 위한 카메라 모듈 센서는 다음을 갖추고 있어야 합니다.
고해상도작은 특징(예: 5MP ~ 12MP)을 식별합니다.
글로벌 셔터팔이 움직일 때 왜곡을 방지하기 위해.
MIPI 또는 USB 3.0 인터페이스, 컨트롤러에 따라 다릅니다.
많은 협업 로봇은 비전 소프트웨어(예: OpenCV, Halcon)를 실행하는 산업용 PC에 쉽게 연결할 수 있기 때문에 USB 3.0 인터페이스가 있는 카메라 모듈을 사용합니다. Sony IMX250 센서(2MP, 글로벌 셔터)가 탑재된 CMOS 카메라 모듈은 픽 앤 플레이스 안내에 널리 사용됩니다.
5. 패키지 식별 및 OCR
때로는 카메라가 인쇄된 텍스트(배치 번호, 만료 날짜 또는 주소 라벨)를 읽어야 하는 경우도 있습니다. 광학 문자 인식(OCR)에는 다음이 필요합니다.
고해상도(2 MP ~ 5 MP) 작은 텍스트의 경우.
글로벌 셔터또는 매우 빠른 롤링 셔터.
샤프 렌즈왜곡이 적습니다.
임베디드 프로세서(예: Raspberry Pi 또는 i.MX)에 연결된 mipi 카메라 모듈은 경량 OCR 모델을 실행할 수 있습니다. 보다 까다로운 작업의 경우 Tesseract 또는 맞춤형 딥 러닝 모델을 사용하여 PC로 스트리밍하는 USB 카메라 모듈이 일반적입니다.
6. 모듈 카메라 Raspberry를 이용한 프로토타이핑 및 개발
창고 자동화 엔지니어에게 Raspberry Pi 플랫폼은 프로토타입 제작에 가장 선호되는 플랫폼입니다. 모듈 카메라 라즈베리(예: 공식 Raspberry Pi 카메라 모듈 3)는 MIPI 연결을 사용하고 Sony IMX708 센서를 포함합니다. 4K 비디오를 캡처할 수 있지만 1080p에서 더 일반적으로 사용됩니다. 롤링 셔터가 있지만 정지 장면이나 느리게 움직이는 장면에는 충분합니다. 글로벌 셔터가 필요한 애플리케이션의 경우 OV9281 또는 IMX296과 같은 센서가 포함된 타사 모듈을 Raspberry Pi에 사용할 수 있습니다.
오픈 소스 라이브러리(예: OpenCV 또는 libcamera)와 함께 모듈 카메라 라즈베리를 사용하면 비전 알고리즘을 빠르게 테스트할 수 있습니다. 검증된 후에는 대량 생산용으로 설계된 맞춤형 mipi 카메라 모듈로 전환할 수 있습니다.
7. 올바른 인터페이스 선택: MIPI 대 USB
| 특징 | MIPI 카메라 모듈 | USB 카메라 모듈 |
|---|---|---|
| 숨어 있음 | 매우 낮음(마이크로초) | 보통(밀리초) |
| 소비전력 | 낮은 | 더 높은 |
| 케이블 길이 | <30 cm | 3~5미터 |
| 통합 용이성 | 드라이버 및 장치 트리가 필요합니다. | UVC 플러그 앤 플레이 |
| 다음에 가장 적합 | 임베디드 시스템, 배터리 구동 로봇 | PC 기반 시스템, 프로토타이핑 |
대부분의 생산 창고 자동화 장비는 저전력 및 직접 프로세서 연결로 인해 mipi 카메라 모듈을 사용합니다. USB 카메라 모듈은 개발 과정에서 일반적이며 이미 PC나 산업용 컴퓨터가 있는 시스템에 사용됩니다.
8. 창고 자동화를 위한 카메라 모듈 센서에서 찾아야 할 사항
셔터 유형– 움직이는 물체에는 글로벌 셔터가 필수적입니다.
해결– 많은 작업에는 2MP면 충분합니다. 높은 디테일을 위한 5~12 MP.
프레임 속도– 30fps가 일반적입니다. 빠른 컨베이어의 경우 60fps 이상.
인터페이스– 임베디드용 MIPI, PC 기반용 USB.
렌즈– 피사계 심도가 깊은 고정 초점이면 충분할 때가 많습니다. 자동 초점은 가변 거리에만 필요합니다.
조명– 많은 모듈에 온보드 LED가 포함되어 있지만 창고 환경에는 외부 조명이 더 나은 경우가 많습니다.
Sincere의 창고 자동화용 카메라 모듈
Sincere에서는 창고 자동화를 위한 맞춤형 카메라 모듈 솔루션을 설계합니다. 우리는 다음을 제공합니다:
CMOS 카메라 모듈모션 없는 캡처를 위한 글로벌 셔터(Sony IMX250, IMX265, IMX296) 포함.
미피 카메라 모듈유연한 리본 케이블과 저전력 작동이 가능합니다.
모듈 카메라 라즈베리프로토타입 제작 및 소량 배포를 위한 호환 버전.
카메라 모듈 센서사용자 정의 - 정확한 용도에 맞게 해상도, 렌즈, 인터페이스를 선택하세요.
요약
창고 자동화에서는 바코드 판독기, AGV 내비게이션 카메라, 볼륨 치수 측정 스테레오 쌍, 선택 및 배치 안내 카메라, OCR 장치 등 여러 유형의 카메라 모듈을 사용합니다. 움직이는 물체에 이상적인 카메라 모듈 센서에는 항상 글로벌 셔터가 있습니다. 인터페이스는 호스트(임베디드 로봇용 mipi 카메라 모듈 및 PC 기반 시스템용 USB 카메라 모듈)에 따라 다릅니다. 신속한 프로토타이핑을 위해 모듈 카메라 라즈베리는 접근 가능한 시작점을 제공합니다. 속도, 해상도, 조명, 처리 등 자동화 작업의 특정 요구 사항을 이해함으로써 올바른 CMOS 카메라 모듈을 선택하고 창고 디지털 혁신을 가속화할 수 있습니다.
창고 자동화를 위한 카메라 모듈 요구 사항을 논의하려면 Sincere에 문의하세요.
