Come scegliere una telecamera embedded per un chiosco self-service
Una telecamera embedded per un chiosco self-service deve garantire un’acquisizione affidabile delle immagini, adattandosi al contempo all’interno di un dispositivo compatto e non presidiato. La scelta della telecamera giusta richiede più di un semplice confronto tra risoluzione e frequenza dei fotogrammi. I team OEM devono inoltre definire l’attività di acquisizione, il campo visivo, la distanza di lavoro, l’illuminazione, il movimento, l’interfaccia, la piattaforma del processore e i vincoli meccanici.
I terminali per il self-checkout, gli sportelli automatici interattivi, i chioschi per le ordinazioni e altri sistemi self-service possono utilizzare telecamere per l’acquisizione dei prodotti, l’assistenza da remoto, il conteggio delle persone, il monitoraggio degli scaffali o l’elaborazione locale tramite visione artificiale.
Questa guida spiega come tradurre questi requisiti in una configurazione adatta di telecamera ed elaborazione embedded.
Che cos'è una telecamera integrata per un chiosco self-service?
Una fotocamera per chioschi integrata è un modulo telecamera compatto installato all’interno del chiosco e collegato alla relativa piattaforma di elaborazione.
A differenza di una webcam esterna, fa parte dell’architettura completa del dispositivo. È quindi necessario valutare insieme sensore, obiettivo, interfaccia, software, processore e sistema di montaggio.
Le applicazioni tipiche includono:
| Applicazione per chioschi | Requisito principale di acquisizione delle immagini |
|---|---|
| Monitoraggio delle casse self-checkout | Ampia copertura della scena e gestione del movimento |
| Acquisizione di prodotti o codici a barre | Messa a fuoco ravvicinata, dettaglio e illuminazione controllata |
| Sportello automatico interattivo | Colori stabili e streaming affidabile |
| Chiosco per gli ordini | Integrazione compatta e inquadratura dell’utente |
| Conteggio delle persone | Copertura definita ed elaborazione attenta alla privacy |
| Monitoraggio degli scaffali | Risoluzione, profondità di campo e uniformità dell’illuminazione |
| Armadio per pacchi | Montaggio compatto e prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione |
Come definire i requisiti delle telecamere per chioschi?
I requisiti della telecamera per chioschi devono essere definiti in base al risultato dell’acquisizione delle immagini, prima di confrontare i singoli modelli di telecamera.
Documentare:
- Il dettaglio più piccolo che deve essere visibile
- L’intera area di osservazione
- La distanza di lavoro minima e massima
- Il movimento previsto del prodotto o dell’utente
- I requisiti per immagini a colori, monocromatiche o NIR
- L’illuminazione disponibile e ambientale
- Il tempo di risposta richiesto
- Il numero di telecamere
- Il processore e il sistema operativo
- La distanza tra telecamera e processore
- Lo spazio disponibile per l’installazione
- I requisiti per il funzionamento continuo
Questi fattori determinano il sensore, la risoluzione, il tipo di otturatore, l’obiettivo, l’interfaccia e l’architettura di elaborazione.
Campo visivo e distanza di lavoro
Il campo visivo dipende dalle dimensioni del sensore, dalla lunghezza focale dell’obiettivo e dalla distanza tra la telecamera e il soggetto.
Una telecamera per l’acquisizione di immagini di prodotti può richiedere un campo visivo ristretto a distanza ravvicinata. Una telecamera per il checkout installata sopra l’area di lavoro può invece dover coprire completamente il banco o l’area di imbustamento. La posizione della telecamera e la copertura della scena devono quindi essere stabilite prima di selezionare l’obiettivo definitivo.
Gli obiettivi grandangolari possono aumentare la copertura, ma potrebbero introdurre distorsioni vicino ai bordi. Questo è importante quando il software si basa sulla posizione, sulla forma o sulle dimensioni dell’oggetto.
Pianificazione della risoluzione
La risoluzione deve essere calcolata in base al dettaglio rilevante più piccolo all’interno del campo visivo.
Un metodo preliminare utile è: Pixel orizzontali richiesti = larghezza della scena ÷ larghezza del dettaglio più piccolo × pixel richiesti per dettaglio
Il numero di pixel richiesti per dettaglio dipende dal metodo di riconoscimento e deve essere confermato attraverso test. Selezionare una risoluzione eccessiva può aumentare la larghezza di banda, l’utilizzo della memoria, il carico di elaborazione e il calore senza migliorare l’applicazione.
Quali caratteristiche della qualità dell’immagine sono importanti in una telecamera per chioschi?
Le caratteristiche più importanti della qualità dell’immagine sono la gamma dinamica, le prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione, la messa a fuoco, il tipo di otturatore e l’elaborazione stabile delle immagini.
Illuminazione variabile e HDR
I chioschi possono presentare nella stessa scena display luminosi, luce diurna, vani scuri, confezioni riflettenti e ombre.
Valutare:
- Sensibilità del sensore
- Gamma dinamica
- Comportamento dell’esposizione e del guadagno
- Sfarfallio delle luci LED
- Riflessi provenienti dagli schermi e dalle finestre protettive
- Disponibilità di un’illuminazione controllata
Quando è necessario l’HDR, verificare che la fotocamera, il sensore, il driver e la pipeline del processore supportino la configurazione prevista. Un’illuminazione controllata o una posizione diversa della fotocamera possono offrire risultati più ripetibili rispetto al solo HDR.
Messa a fuoco fissa o automatica
Le ottiche a fuoco fisso sono adatte quando la distanza di lavoro è prevedibile. Offrono un design compatto e meccanicamente stabile.
La messa a fuoco automatica può essere utile quando gli utenti o gli oggetti si trovano a distanze sostanzialmente diverse. Tuttavia, può introdurre ulteriori considerazioni software, temporali e meccaniche. Verificare il supporto prima di scegliere un’architettura con messa a fuoco automatica.
Otturatore globale o rolling shutter
Un sensore con rolling shutter può essere adatto a scene statiche o a movimenti moderati. Un sensore con global shutter acquisisce l’intero fotogramma nello stesso istante e può essere preferibile per mani, prodotti o carrelli in rapido movimento.
La scelta dipende dalla velocità del soggetto, dal tempo di esposizione, dall’illuminazione e dalla precisione di posizionamento richiesta.
MIPI CSI-2 o USB per la fotocamera di un chiosco self-service?
MIPI CSI-2 è generalmente indicato per progetti embedded strettamente integrati, mentre l'USB può essere adatto ai chioschi basati su un PC embedded o su un'architettura con periferiche.
| Fattore di scelta | MIPI CSI-2 | USB |
|---|---|---|
| Architettura | Connessione diretta al processore embedded | Connessione alla periferica host |
| Posizionamento della telecamera | La telecamera e il processore sono solitamente vicini | Posizionamento più flessibile, entro i limiti dell'interfaccia |
| Progettazione hardware | Integrazione compatta a livello di scheda | Richiede un'interfaccia USB e spazio per il connettore |
| Software | Validazione della piattaforma, del BSP e dei driver | Validazione del sistema operativo host, dei driver e della larghezza di banda |
| Quando è adatto | Realizzazione di un dispositivo OEM integrato | Utilizzo di un PC embedded o di un computer box |
Le telecamere MIPI CSI-2 sono una scelta pratica quando la telecamera si trova vicino al processore e sono necessarie immagini compatte e a bassa latenza.
L'USB può essere più appropriato quando il chiosco utilizza un computer host e la telecamera deve funzionare come periferica standardizzata.
Telecamera embedded consigliata: serie 36S MIPI CSI-2
La serie 36S MIPI CSI-2 è la famiglia di telecamere embedded consigliata da The Imaging Source per applicazioni nel commercio al dettaglio e nel settore bancario.
La gamma include:
- Modelli con otturatore globale e rolling shutter
- Opzioni a colori e monocromatiche
- Risoluzioni da 0,4 MP a 19,7 MP
- Frequenze dei fotogrammi da 30 FPS a 120 FPS
- Connettività MIPI CSI-2 a 22 pin
- Supporto al trigger su modelli selezionati
- Opzioni di compatibilità per NVIDIA® Jetson Orin™, NXP i.MX 8M Plus e Raspberry Pi 5
I singoli modelli differiscono, quindi la scelta dovrebbe basarsi sul requisito di imaging.
| Requisito | Caratteristica della telecamera da valutare |
|---|---|
| Prodotti in rapido movimento | Modello con otturatore globale |
| Scena ampia con dettagli fini | Risoluzione adeguata al campo visivo |
| Video rivolto ai clienti | Modello a colori e pipeline di immagini stabile |
| Basso carico del processore | Risoluzione e frequenza dei fotogrammi moderate |
| Imaging NIR | Modello monocromatico con risposta spettrale confermata |
| Acquisizione basata su eventi | Modello con supporto al trigger confermato |
Quale piattaforma di elaborazione dovrebbe usare un chiosco?
La piattaforma di elaborazione deve essere compatibile con il numero di telecamere, l'elaborazione delle immagini richiesta, il sistema operativo, il budget energetico e la progettazione termica.
The Imaging Source offre opzioni di integrazione per:
Come deve essere integrata meccanicamente la fotocamera?
La telecamera deve essere montata in modo che la sua posizione, la messa a fuoco e il percorso ottico rimangano stabili durante il funzionamento e la manutenzione.
Verificare:
- Copertura della scena senza ostacoli
- Riflessi del display e dell’involucro
- Variazioni dell’altezza dell’utente e della posizione degli oggetti
- Stabilità del montaggio dell’obiettivo e della telecamera
- Fissaggio antitrazione dei cavi
- Trasmissione della finestra protettiva
- Temperatura interna
- Accessibilità per la pulizia e la manutenzione
I test devono essere eseguiti utilizzando l’involucro definitivo o uno rappresentativo. Le coperture decorative e le finestre protettive possono ridurre la nitidezza, alterare i colori o creare riflessi.
Come si deve convalidare la telecamera di un chiosco non presidiato?
Una telecamera per chioschi non presidiati deve essere testata per verificare la qualità dell’immagine, il comportamento all’avvio, il ripristino e il funzionamento a lungo termine.
Includere:
- Scene luminose, scure e in controluce
- Distanze operative minima e massima
- Soggetti statici e in movimento
- Carico massimo del processore
- Avvio a freddo e riavvio del software
- Riconnessione della telecamera dopo un’interruzione
- Test termici prolungati
- Cavo e involucro definitivi
- Funzionamento simultaneo di tutte le telecamere
- Cicli di pulizia e manutenzione
Per le flotte di chioschi installate, valutare la registrazione dello stato delle telecamere, la registrazione degli errori, la reinizializzazione automatica e la diagnostica da remoto.
Le applicazioni che prevedono il conteggio delle persone, il tracciamento degli occhi o l’identificazione devono inoltre considerare la minimizzazione dei dati, l’elaborazione locale, i periodi di conservazione, l’informativa agli utenti e i requisiti applicabili in materia di privacy.
Domande frequenti
Discuti il tuo progetto di telecamera per chioschi self-service
La scelta di una telecamera embedded per un chiosco self-service richiede il coordinamento tra attività di imaging, ottica, interfaccia, processore, software e involucro.
Condividi con The Imaging Source il tuo campo visivo, la distanza di lavoro, l’illuminazione, il movimento, la piattaforma del processore, il numero di telecamere e i requisiti di produzione.