Comment choisir une caméra intégrée pour une borne libre-service
Une caméra embarquée pour une borne libre-service doit assurer une acquisition d’image fiable tout en s’intégrant dans un appareil compact et sans surveillance. Le choix de la caméra ne se résume pas à comparer la résolution et la fréquence d’images. Les équipes OEM doivent également définir la tâche d’imagerie, le champ de vision, la distance de travail, l’éclairage, le mouvement, l’interface, la plateforme de processeur et les contraintes mécaniques.
Les terminaux de paiement en libre-service, les guichets automatiques interactifs, les bornes de commande et autres systèmes libre-service peuvent utiliser des caméras pour la capture de produits, l’assistance à distance, le comptage de personnes, la surveillance des rayons ou le traitement local par vision industrielle.
Ce guide explique comment convertir ces exigences en une configuration adaptée de caméra et de traitement embarqué.
Qu’est-ce qu’une caméra intégrée pour une borne libre-service ?
Une caméra embarquée pour borne est un module caméra compact installé à l’intérieur de la borne et connecté à sa plateforme de traitement.
Contrairement à une webcam externe, elle fait partie intégrante de l’architecture complète de l’appareil. Le capteur, l’objectif, l’interface, le logiciel, le processeur et le montage doivent donc être évalués ensemble.
Les applications courantes comprennent :
| Application pour borne | Exigence principale en matière d’imagerie |
|---|---|
| Surveillance des caisses en libre-service | Large couverture de la scène et gestion des mouvements |
| Capture de produits ou de codes-barres | Mise au point rapprochée, détails et éclairage contrôlé |
| Guichet automatique interactif | Couleurs stables et diffusion fiable |
| Borne de commande | Intégration compacte et cadrage de l’utilisateur |
| Comptage des personnes | Couverture définie et traitement respectueux de la vie privée |
| Surveillance des rayons | Résolution, profondeur de champ et homogénéité de l’éclairage |
| Consigne à colis | Montage compact et performances en faible luminosité |
Comment définir les exigences relatives aux caméras pour kiosques ?
Les exigences relatives à la caméra d’un kiosque doivent être définies à partir du résultat d’imagerie attendu, avant de comparer les différents modèles de caméras.
Documentez :
- Le plus petit détail qui doit être visible
- La zone d’observation complète
- La distance de travail minimale et maximale
- Les mouvements attendus du produit ou de l’utilisateur
- Les exigences en couleur, monochrome ou NIR
- L’éclairage disponible et ambiant
- Le temps de réponse requis
- Le nombre de caméras
- Le processeur et le système d’exploitation
- La distance entre la caméra et le processeur
- L’espace d’installation disponible
- Les exigences de fonctionnement continu
Ces facteurs déterminent le capteur, la résolution, le type d’obturateur, l’objectif, l’interface et l’architecture de traitement.
Champ de vision et distance de travail
Le champ de vision dépend de la taille du capteur, de la distance focale de l’objectif et de la distance entre la caméra et le sujet.
Une caméra destinée à capturer des images de produits peut nécessiter un champ de vision étroit à courte distance. Une caméra de caisse installée en hauteur peut devoir couvrir l’ensemble du comptoir ou de la zone d’ensachage. La position de la caméra et la couverture de la scène doivent donc être définies avant de sélectionner l’objectif final.
Les objectifs grand-angle peuvent augmenter la couverture, mais risquent d’introduire une distorsion près des bords. Cela est important lorsque le logiciel s’appuie sur la position, la forme ou la taille des objets.
Planification de la résolution
La résolution doit être calculée à partir du plus petit détail pertinent dans le champ de vision.
Une méthode préliminaire utile est la suivante : Pixels horizontaux requis = largeur de la scène ÷ largeur du plus petit détail × nombre de pixels requis par détail
Le nombre de pixels requis par détail dépend de la méthode de reconnaissance et doit être confirmé par des tests. Choisir une résolution excessive peut augmenter la bande passante, l’utilisation de la mémoire, la charge de traitement et la chaleur sans améliorer l’application.
Quelles fonctionnalités de qualité d’image sont importantes pour une caméra de borne interactive ?
Les caractéristiques les plus importantes en matière de qualité d’image sont la plage dynamique, les performances en basse lumière, la mise au point, le type d’obturateur et la stabilité du traitement de l’image.
Éclairage variable et HDR
Les bornes peuvent être confrontées à des écrans lumineux, à la lumière du jour, à des boîtiers sombres, à des emballages réfléchissants et à des ombres dans une même scène.
Évaluez :
- La sensibilité du capteur
- La plage dynamique
- Le comportement de l’exposition et du gain
- Le scintillement de l’éclairage LED
- Les reflets des écrans et des vitres de protection
- La disponibilité d’un éclairage contrôlé
Lorsque le HDR est requis, vérifiez que la caméra, le capteur, le mode du capteur, le pilote et la chaîne de traitement du processeur prennent en charge la configuration prévue. Un éclairage contrôlé ou une autre position de la caméra peut fournir des résultats plus reproductibles que le HDR seul.
Mise au point fixe ou autofocus
Les optiques à mise au point fixe conviennent lorsque la distance de travail est prévisible. Elles offrent une conception compacte et mécaniquement stable.
L’autofocus peut être pertinent lorsque les utilisateurs ou les objets apparaissent à des distances sensiblement différentes. Il peut toutefois ajouter des considérations logicielles, temporelles et mécaniques. Vérifiez sa prise en charge avant de choisir une architecture autofocus.
Obturateur global ou roulant
Un capteur à obturateur roulant peut convenir aux scènes stationnaires ou aux mouvements modérés. Un capteur à obturateur global capture l’image complète à un instant donné et peut être préférable pour les mains, les produits ou les chariots se déplaçant rapidement.
La décision dépend de la vitesse du sujet, du temps d’exposition, de l’éclairage et de la précision de positionnement requise.
MIPI CSI-2 ou USB pour une caméra de borne libre-service ?
Le MIPI CSI-2 convient généralement aux conceptions embarquées étroitement intégrées, tandis que l’USB peut convenir aux bornes reposant sur un PC embarqué ou une architecture à périphériques.
| Critère de sélection | MIPI CSI-2 | USB |
|---|---|---|
| Architecture | Connexion directe au processeur embarqué | Connexion à un périphérique hôte |
| Positionnement de la caméra | La caméra et le processeur sont généralement proches l’un de l’autre | Placement plus flexible, dans les limites de l’interface |
| Conception matérielle | Intégration compacte au niveau de la carte | Nécessite une interface USB et un espace pour le connecteur |
| Logiciel | Validation de la plateforme, du BSP et du pilote | Validation du système d’exploitation hôte, du pilote et de la bande passante |
| Cas d’utilisation appropriés | Conception d’un appareil OEM intégré | Utilisation d’un PC embarqué ou d’un ordinateur compact |
Les caméras MIPI CSI-2 constituent un choix pratique lorsque la caméra est située à proximité du processeur et qu’un transfert d’image compact à faible latence est requis.
L’USB peut être plus approprié lorsque la borne utilise un ordinateur hôte et que la caméra doit fonctionner comme un périphérique standardisé.
Caméra embarquée recommandée : série 36S MIPI CSI-2
La série 36S MIPI CSI-2 est la famille de caméras embarquées recommandée par The Imaging Source pour les applications de vente au détail et bancaires.
La gamme comprend :
- Modèles à obturateur global et à obturateur roulant
- Options couleur et monochrome
- Résolutions de 0,4 MP à 19,7 MP
- Fréquences d’images de 30 FPS à 120 FPS
- Connectivité MIPI CSI-2 à 22 broches
- Prise en charge du déclenchement sur certains modèles
- Options de compatibilité pour NVIDIA® Jetson Orin™, NXP i.MX 8M Plus et Raspberry Pi 5
Les modèles diffèrent individuellement ; la sélection doit donc être fondée sur l’exigence d’imagerie.
| Exigence | Caractéristique de la caméra à évaluer |
|---|---|
| Produits en mouvement rapide | Modèle à obturateur global |
| Scène étendue avec détails fins | Résolution adaptée au champ de vision |
| Vidéo destinée aux clients | Modèle couleur et chaîne de traitement d’image stable |
| Faible charge processeur | Résolution et fréquence d’images modérées |
| Imagerie NIR | Modèle monochrome avec réponse spectrale confirmée |
| Capture déclenchée par événement | Modèle avec prise en charge confirmée du déclenchement |
Quelle plateforme de traitement un kiosque doit-il utiliser ?
La plateforme de traitement doit être adaptée au nombre de caméras, au traitement d’image requis, au système d’exploitation, au budget énergétique et à la conception thermique.
The Imaging Source propose des solutions d’intégration pour :
Comment la caméra doit-elle être intégrée mécaniquement ?
La caméra doit être montée de manière à ce que sa position, sa mise au point et son trajet optique restent stables pendant toute la durée de son fonctionnement et de sa maintenance.
Vérifiez :
- La couverture dégagée de la scène
- Les reflets de l’écran et du boîtier
- Les variations liées à la hauteur de l’utilisateur et à la position des objets
- La stabilité du montage de l’objectif et de la caméra
- La retenue des câbles
- La transmission de la fenêtre de protection
- La température interne
- L’accès pour le nettoyage et la maintenance
Les tests doivent être effectués avec le boîtier final ou un boîtier représentatif. Les caches décoratifs et les fenêtres de protection peuvent réduire la netteté, modifier les couleurs ou créer des reflets.
Comment valider la caméra d’un kiosque sans surveillance ?
Une caméra de borne libre-service doit être testée en matière de qualité d’image, de comportement au démarrage, de récupération et de fonctionnement de longue durée.
Incluez :
- des scènes claires, sombres et à contre-jour
- les distances de travail minimale et maximale
- des sujets statiques et en mouvement
- la charge maximale du processeur
- un démarrage à froid et un redémarrage logiciel
- la reconnexion de la caméra après une interruption
- des tests thermiques prolongés
- le câble et le boîtier définitifs
- le fonctionnement simultané de toutes les caméras
- les cycles de nettoyage et de maintenance
Pour les flottes de bornes déployées, envisagez la remontée d’état des caméras, la journalisation des erreurs, la réinitialisation automatisée et les diagnostics à distance.
Les applications impliquant le comptage de personnes, le suivi du regard ou l’identification doivent également traiter la minimisation des données, le traitement local, la durée de conservation, l’information des utilisateurs et les exigences applicables en matière de confidentialité.
Questions fréquemment posées
Discutez de votre projet de caméra pour borne libre-service
La sélection d’une caméra embarquée pour une borne libre-service nécessite de coordonner la tâche d’imagerie, l’optique, l’interface, le processeur, le logiciel et le boîtier.
Partagez avec The Imaging Source votre champ de vision, votre distance de travail, vos conditions d’éclairage, les mouvements, la plateforme de processeur, le nombre de caméras et vos exigences de production.