AI 머신비전 분야의 새로운 전환점을 제시한 기업이 있다. 메가페이즈(MegaPhase)와 크로스오버텍(Crossover Tech)은 22일 열린 ‘2025 AI 머신비전 컨퍼런스’에서 FPGA(Field Programmable Gate Array) 탑재 2.5D 머신비전 솔루션을 공개하며 업계의 이목을 집중시켰다.
발표를 맡은 오인태 대표는 “2D로는 부족하지만 3D는 과한 응용 환경에서 최적의 대안이 2.5D 비전”이라며 “FPGA 병렬연산 기반의 하드웨어 컴퓨팅 이미징(HWCI) 기술을 통해 미세 결함 검출의 효율성과 경제성을 동시에 실현했다”고 말했다.
메가페이즈는 중국 상하이에 본사를 둔 글로벌 비전 하드웨어 기업으로, 전 세계 50여 개국에서 7,000건 이상 배포 실적을 보유하고 있다. 크로스오버텍은 메가페이즈의 한국 파트너로서 국내 제조 현장에 해당 기술을 공급·지원하고 있다.
FPGA 하드웨어 연산으로 구현한 ‘초정밀·저지연’ 비전
이 솔루션의 핵심은 하드웨어 병렬처리 구조를 갖춘 FPGA 기반 연산 플랫폼이다. 기존 CPU 중심의 순차 처리 구조와 달리 FPGA는 데이터를 단 한 번만 전송하는 ‘Transfer-Only-Once’ 경로를 사용해 고속 처리와 저지연 응답을 실현한다. 오 대표는 “FPGA는 임계 반응이 필요한 실시간 응용에서 특히 낮은 지연을 제공하며, 동시에 40개 이상의 이미지 채널을 병렬 출력할 수 있다”고 설명했다.
메가페이즈의 HWCI(Hardware Computational Imaging) 기술은 카메라 내부에서 조명 제어와 영상 전처리를 직접 수행한다. 별도의 PC나 조명 컨트롤러 없이 단일 카메라 장치만으로 이미지 취득과 분석이 가능해졌다. 이러한 구조는 다중 스테이션 검사를 하나의 스테이션으로 통합할 수 있게 하며, 복잡한 설치 과정을 단순화해 프로젝트 기간과 설치 공간을 동시에 줄인다. 결과적으로 더 빠르고 안정적인 생산라인 구축이 가능하다.
Photometric Stereo + Deflectometry, 2.5D 비전의 완성형
메가페이즈의 2.5D 머신비전 솔루션은 두 가지 광학 방식을 융합했다.
첫째는 거친 표면이나 확산 반사체용 Photometric Stereo(PS) 모드, 둘째는 고반사·투명 소재를 위한 Phase Measuring Deflectometry(PMD) 모드다. Photometric Stereo는 다각도에서 빛을 조사하며 음영과 반사 정보를 분석해 의사(擬似) 3D 깊이 데이터를 생성하고, Deflectometry는 반사 왜곡을 분석해 미세한 요철과 코팅 불균일을 정밀 검출한다. 이 두 방식을 하나의 모듈로 통합함으로써 표면 스크래치, 오염층, 코팅 두께 차이, 텍스처 불균일 등 μm(마이크로미터) 단위 미세 결함을 탐지할 수 있다.
특히 멀티스펙트럼 파티션 조명과 프로그래머블 스크린 조명 시스템을 조합해 소재 특성에 따라 광원을 자동 전환하며, 기존 3D 대비 30~50% 낮은 비용으로도 2D보다 정밀한 검사 성능을 제공한다.
로봇 통합형 비전, 예지보전까지 확장
메가페이즈와 크로스오버텍은 향후 로봇과 결합한 차세대 비전 시스템을 개발 중이다. 로봇 엔드이펙터에 3D 카메라를 탑재해 ‘픽 앤 인스펙트(Pick & Inspect)’ 기능을 구현하고, 검사 데이터를 공정제어장비에 실시간 피드백해 예지보전(Predictive Maintenance) 체계를 구축하는 것이 목표다.
이를 위해 ABB, KUKA 등 글로벌 로봇 브랜드와 오픈 SDK 협업을 추진 중이며, ‘검사→공정 최적화(Inspection-to-Process Optimization)’ 모델을 기반으로 한 Closed-Loop 품질제어 시스템도 개발하고 있다.
오 대표는 “머신비전은 단순 결함검출 단계를 넘어, 공정 전체를 스스로 최적화하는 지능형 품질 시스템으로 진화하고 있다”며 “FPGA와 하드웨어 AI의 결합이 그 변화의 중심이 될 것”이라고 말했다.
헬로티 김재황 기자 |
