헬로티 김진희 기자 |

 

 

3D 이미징 제품의 발전은 최종 사용자가 이 기술을 생산, 품질 관리 및 계측과 같은 머신비전 애플리케이션에 더 쉽게 통합할 수 있도록 하여 이를 산업 자동화의 주류 기술로 더욱 굳건히 하고 있다.

 

매트록스 이미징(Matrox Imaging)은 Matrox AltiZ 듀얼 카메라, 단일 레이저 3D 프로파일 센서를 출시하면서 3D 하드웨어 분야에 진출했다. 검사 작업을 대상으로 하는 이 센서는 매트록스 이미징 또는 타사 머신비전 소프트웨어와 함께 작동한다.

 

이 제품은 적색(660nm) 또는 청색(405)nm 레이저를 사용하며 GigE Vision 인터페이스에 구축된다. 센서 내부에서 실행되는 독점 알고리즘은 두 개의 통합 이미지 센서에서 픽셀 데이터를 결합하거나 선택하여 얻은 다양한 유형의 3D 데이터(개별 프로필, 깊이 맵 또는 포인트 클라우드)를 자동으로 생성하며, 일정한 수평 해상도를 위해 자동으로 샘플링된다. Matrox AltiZ는 IP67 등급, M12 커넥터, GenICam 확장 및 PoE(Power over Ethernet)를 제공한다.

 

매트록스 이미징 관계자는 “매트록스 이미징은 3D 센서 영역에 진입하기로 선택한 이유는 고객들이 이 기능을 원했고 많은 주요 고객이 단일 공급업체의 소프트웨어와 하드웨어를 포함하는 종단 간 솔루션을 선호했기 때문”이라며 “Matrox AltiZ를 통해 듀얼 카메라, 단일 레이저 설계를 제공한다”고 강조했다.

 

 

지비드(Zivid)는 구조광을 사용하여 2.3MPixel 해상도, 3D 프레임당 13회 노출, 최소 획득 시간 60ms로 이미지를 생성하는 Zivid Two color 3D 카메라를 출시하면서 기술을 발전시켰다. 이 카메라는 300~1500mm의 유연한 작동 거리, 700mm에서 60µm 해상도, 754 x 449 x 700mm 시야, 169 x 56 x 122mm 설치 공간, 880g 무게 및 10GigE 인터페이스가 특징이다.

 

지비드에 따르면, 열 및 기계적 안정성 향상 및 부동 보정으로 치수 진도 오류가 0.2% 미만이며 특허받은 3D HDR 이미징 및 인공물 감소 기술을 통해 카메라는 반사 및 흡수 제품과 매우 작은 부품을 캡처할 수 있다. 또한 카메라의 기본 색상을 통해 색상이 지정된 SKU와 유사한 모양의 SKU를 구분할 수 있다. Zivid Two 카메라는 물류 및 제조를 대상으로 하며 빈 피킹 및 머신 텐딩과 같은 애플리케이션에서 팔에 장착된 로봇 배치를 지원한다.

 

지비드 관계자는 “Zivid Two는 픽 앤 플레이스 로봇 공학에 사용되는 오늘날 대부분의 비전 시스템에서 발견되는 주요 제약사항을 해결한다”며 “해상도, 인공물, 진도 오류와 같은 한계는 부품과 물체의 최적 감지, 선택 및 배치를 제한한다. 새로운 Zivid 3D 카메라는 딥러닝, AI 및 물체 감지 알고리즘이 더 많은 물체를 인식하고, 더 잘 파악하며, 부품을 더 안정적으로 배치할 수 있도록 한다”고 말했다.

 

그는 “Zivid Two 3D 카메라를 사용하여 시야, 캡처 속도 및 고품질 포인트 클라우드 출력을 혁신적인 폼 팩터로 통합했다”라고 덧붙였다.

 

 

IDS Imaging Development Systems는 새로운 모델인 Ensenso N40/45 3D 카메라를 출시했다. 더 가벼운 디자인을 제공하는 플라스틱 복합 재료로 만들어진 새로운 카메라는 예를 들어 IP65/67 보호 하우징과 대상 로봇 팔 또는 협동 로봇 배치를 특징으로 한다. 각 카메라에는 2개의 1280 x 1024 흑백 글로벌 셔터 CMOS 이미지 센서, 트리거 및 플래시용 나사식 GPIO 커넥터, PoE(Power over Ethernet)가 있다.

 

또한 이 카메라는 더 높은 광 출력과 최적화된 열 관리를 가능하게 하는 개선된 적외선 프로젝터를 제공하여 더 나은 데이터 품질과 증가된 클럭 속도를 제공한다. 프로젝터는 가시 범위(465nm)의 청색 조명 또는 적외선 조명(850nm)과 함께 선택적으로 사용할 수 있다.

 

회사는 또한 Ensenso N 3D 스테레오 비전 카메라의 기존 모델에 대한 개선 사항을 발표했다. 850nm 적외선 프로젝션이 있는 모델은 더 높은 데이터 품질 또는 주변 조명에 대한 견고성과 함께 노출 시간을 최대 35% 단축하는 더 높은 광 출력을 가진 새로운 LED를 특징으로 한다.

 

또한 새로운 열 설계는 모든 N30 및 N35 Rev. 2 모델에서 프로젝터 LED 듀티 사이클 제한을 최대 10%까지 개선하여 이미지 캡처를 가속화하고 클럭 속도를 높인다. 회사에 따르면, 이러한 업데이트는 기존 시스템에서 카메라를 교체할 때 카메라 매개변수를 조정해야 할 수 있다. 청색 조명(465nm)도 2021년 1월 Rev. 2의 일부로 제공되었다.

 

IDS Imaging Development Systems의 관계자는 “우선 새로운 Ensenso 카메라는 매우 가벼워 로봇 애플리케이션에 적합하다”며 “IP65/67 인증을 받은 카메라는 견고하고 스테레오 비전 기술을 기반으로 1.3MPixel로 채워진 고품질 포인트 클라우드를 제공한다. 이 카메라는 신속하고 정확한 3D 볼륨 적용 범위가 필요한 생산 및 물류 자동화(예: 물체 분류 및 치수 측정, 로봇 피킹, 포장 및 팔레타이징)의 3D 비전 애플리케이션을 위한 비용 효율적인 솔루션이다”라고 말했다.

 

 

LMI Technologies는 Gocator 3D 프로파일 센서 라인에 새로운 블루 레이저 모델을 도입함으로써 특히 전기자동차(EV) 배터리 검사, 철도 검사, 중소형 전자 및 자동차 부품 및 일반 공장 자동화 등의 응용 분야에서 반짝이는 기계 금속 표면의 3D 스캐닝을 목표로 삼고 있다.

 

모든 Gocator 2430/40/50 Blue Laser 모델에는 2MPixel 카메라, 내장형 듀얼 코어 프로세서 및 320~5000Hz 범위의 검사 속도를 허용하는 최적화된 광학 장치가 있다. 2430 및 2440 모델은 1500개의 데이터 포인트/프로파일을 제공하는 반면 2450 모델은 측정 범위가 각각 80, 210 및 550mm인 애플리케이션 요구 사항에 따라 1800개의 데이터 포인트를 제공한다.

 

모든 Gocator 3D 센서와 마찬가지로 2400 Blue Laser 모델은 IP67 등급 산업용 하우징, 웹 기반 사용자 설정, 내장 3D 시각화, 드래그 앤 드롭 측정 도구 및 다양한 통신 프로토콜 옵션을 특징으로 한다.

 

LMI Technologies 관계자는 “이 세 가지 새로운 라인 프로파일러는 2400 시리즈에 고감도 블루 레이저 스캐닝을 추가한다. 속도, 고해상도 데이터 및 넓은 시야의 균형을 제공하는 고객은 가능한 가장 비용 효율적인 센서 설정으로 광택 표면의 정밀 3D 스캐닝 및 검사를 달성할 수 있다”고 말했다.

 

 

텔레다인 이미징(Teledyne Imaging)은 또한 전자, 반도체, 자동차 및 공장 자동화 시장 부문에서 검사, 감지, 식별 및 안내를 위한 인라인 높이 측정을 목표로 하는 Z-Trak2 시리즈를 통해 차세대 3D 제품을 출시했다.

 

S-2K 및 V-2K 시리즈는 각각 45,000개 프로필/초 및 10,000개 프로필/초의 스캔 속도를 제공한다. 모든 Z-Trak2 모델은 프로파일당 2,000포인트, 공장 교정, IP67 인클로저, 청색 또는 적목 방지 레이저를 제공한다. 또한 두 모델 모두 1, 2.5 또는 5GigE 인터페이스를 제공한다. 내장된 반사 보상 알고리즘, 다중 센서 동기화, 하이 다이내믹 레인지 이미징도 주요 특징이다.

 

텔레다인 이미징 관계자는 “Z-Trak3D 프로파일 센서는 고정밀 실시간 측정, 초당 45K 스캔 도달 범위를 제공하는 5GigE 인터페이스, 내장 단일 스캔 HDR 및 가장 안정적인 3D 산업용 비전 솔루션을 제공한다”라고 말했다.

 

 

ToF(Time of Flight) 영역에서 루시드 비전 랩스(LUCID Vision Labs)는 Helios2 3D ToF 카메라를 선보였다. 이 카메라는 원래 Helios에 비해 2.5배 더 많은 광 투과율과 50% 이상 더 나은 3D 정밀도를 제공한다. Helios2는 0.3MPixel Sony IMX556PLR 이면조사형 ToF CMOS 이미지 센서를 특징으로 하며 4개의 850nm 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL)를 사용하여 최대 8.3m 작동 거리에서 30fps에서 640 x 480 깊이 해상도를 제공한다.

 

루시드 비전 랩스에 따르면, GigE Vision 3D 카메라는 카메라 내 처리 기능을 제공하여 범위, 강도, 신뢰도 데이터 및 필터링 옵션을 제공하며 이 모든 것이 값비싼 호스트 시스템의 필요성을 줄여준다.

 

추가 기능에는 6가지 작동 거리 모드, 최대 100m 케이블 길이용 산업용 M12 커넥터, 1미터 미만의 정밀도(1미터에서 측정 시<1mm), IP67 보호, 산업용 EMC 내성, 주변광 필터, 다중 카메라 지원 및 컬러 카메라의 RGB 데이터를 결합하는 기능이 포함된다.

 

루시드 비전 랩스의 관계자는 “3D 검사, 자동화된 자재 처리 및 로봇 공학과 같은 응용 분야에서 1세대 Helios ToF 카메라를 광범위하게 채택한 덕분에 Time of Flight의 성능을 더욱 개선할 수 있었다”며 “새로운 Helios2 ToF 카메라는 이제 훨씬 더 나은 3D 깊이 데이터 정밀도와 정확도, 렌즈 보호 기능이 있는 견고한 IP67 등급 인클로저, 매우 경쟁력 있는 가격대를 제공한다”라고 말했다.

 

 

물류를 목표로 하는 코그넥스(Cognex)는 생산 라인 속도로 이동하는 서로 다른 분류기에서 물체의 유무를 식별하는 동작 가능 스마트 카메라인 3D-A1000 품목 감지 시스템을 출시했다.

 

코그넥스에 따르면, 이 시스템은 단일 이미지로 움직임을 정지시키고 인코더나 현장 보정없이 3D 및 2D 정보를 수집하는 Symbolic Light라는 특허 기술을 사용한다. 공장에서 보정된 카메라는 획득 및 온보드 처리를 포함하여 3Hz의 속도에 도달하고 코그넥스 소프트웨어 비전 도구, GigE 인터페이스, IP65 보호를 제공하며 15분 이내에 설치 및 프로그래밍할 수 있다.

 

코그넥스 관계자는 “정확한 3D 및 2D 이미지, 코그넥스의 고급 비전 도구 및 UX 디자인을 결합하여 일반적으로 전문가가 수정해야 하는 기술을 도입하여 비전을 처음 접하는 사람들이 15분 이내에 설정할 수 있는 시스템으로 패키징했다”며 “결과적으로 확장이 용이하고 위생 문제가 성능을 저하시키고 유지 관리 문제를 야기하는 것과 같은 일반적인 산업 문제에 대해 보다 강력한 결과를 제공하는 시스템이 탄생했다”라고 말했다.

 

 

인텔(Intel) RealSense depth 카메라 제품군에 새로 도입된 D455 스테레오 기반 카메라는 더 긴 범위와 향상된 정밀도를 제공하여 이전 모델의 두 배 범위를 달성한다. D455는 옴니비전 테크놀로지스(OmniVision Technologies)의 1280x800 OV9782 컬러 글로벌 셔터 CMOS 이미지 센서, 최대 1280x720 깊이 해상도, 깊이 및 90fps의 RGB 프레임 속도, USB를 갖추고 있다. 3.1 연결 및 권장 범위는 0.4~6m다.

 

또한 카메라에는 Bosch BMI055 관성 측정 장치가 있다. Intel RealSense 비전 ASIC으로 구동되는 이 카메라는 4m에서 2% 미만의 Z 오류를 달성한다. 인텔의 최신 카메라는 로봇 및 드론의 충돌 회피 및 물체 감지를 비롯한 실내 및 실외 애플리케이션을 대상으로 한다.

 

인텔 RealSense Group 관계자는 “Intel RealSense 제품군은 이제 개발자에게 더 많은 선택권을 제공한다. D455는 스테레오 카메라 라인의 기능을 확장하여 더 넓은 범위의 사용 사례를 통해 더 넓은 범위의 애플리케이션을 처리하고 사용자가 자신의 요구 사항을 가장 잘 충족하는 솔루션을 설계할 수 있도록 한다”라고 말했다.

 

 

3D 라인 스캔 공간에서 크로마센스(Chromasens)는 최근 5.6μm 픽셀 크기의 15K RGB CMOS 이미지 센서 3개를 기반으로 하는 3DPIXA 듀얼 10μm 카메라를 출시했다. Camera Link, 스테레오 라인 스캔 카메라는 3D 데이터와 컬러 이미지를 동시에 제공하고 10µm/픽셀 광학 해상도, 150mm 시야, 18.4kHz의 라인 주파수를 제공하며 회사의 Corona II LED 라인스캔 조명과 함께 사용하도록 설계되었다.

 

크로마센스 관계자는 “현재 소형 3D 분야에서 우리에게 가장 인기있는 것은 Dual 15k 3DPIXA를 사용하는 커넥터 핀, BGA 및 소비자 전자 제품 하우징 검사와 같은 전자 제품”이라며 “빅 3D에서 크로마센스는 최대 4.4m FOV를 제공하는 3DPIXA 200µm Dual HR(7k) 및 특수 OEM 카메라를 사용하여 지구과학 및 재활용 애플리케이션을 보고 있다”고 말했다.

 

 

사케이드 비전(Saccade Vision)은 인라인 계측 및 검사 애플리케이션을 위한 새로운 3D 시스템을 제공한다. Saccade-MD 다방향 3D 스캐닝 카메라의 고유한 기술과 구현은 완전히 프로그래밍 가능한 구조 조명을 사용하므로 부품/카메라가 이미지 캡처를 위해 움직일 필요가 없다.

 

사케이드 비전에 따르면, 프로그래밍 가능한 라이트 라인은 이미지의 특정 영역을 대상으로 하고 다양한 방향으로 스캔하여 포인트 클라우드 정밀도를 극대화할 수 있다.

 

또한 카메라는 로컬로 최적화된 스캔을 실행하여 관심있는 개별 기능을 대상으로 하여 이미지의 특정 영역에서 해상도를 크게 높인다. 이는 결과적으로 모션 및 전체 이미지 획득이 필요한 기술에 비해 향상된 정확도와 측정 속도를 제공한다. 회사에 따르면, 로컬 스캔 최적화 및 전체 애플리케이션 구성은 설정 시간을 줄이고 사용 편의성을 높이도록 설계된 소프트웨어를 사용하여 수행된다.

 

 

오므론 오토메이션 아메리카(Omron Automation Americas)는 FH-3D 비전 시스템을 출시했다. 기존 FH5050 비전 시스템, 새로운 FH-MDA 3D 카메라 및 새로운 3D 애플리케이션 소프트웨어가 결합된 이 시스템은 3D 빈 피킹 애플리케이션을 대상으로 한다. GigE 3D 카메라는 500mm 작동 거리 측정 센터, 400x300x200mm 측정 범위(X, Y, Z), 0.2mm Z 방향 반복성 및 0.5초 감지 시간을 제공한다.

 

이 시스템은 회사의 AOS(Active One Shot) 기술을 사용한다. 이 기술은 여러 조명 패턴이 물체에 투영되고 단일 샷으로 대상 물체의 3D 이미지를 캡처한다. 또한 오므론은 3D 인식 기술을 위한 고속 물체 위치 및 방향 인식 알고리즘을 개발했다.