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“많은 자동화된 산업 프로세스에 3D 이미징 기술은 필수다”

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제조기업 혁신을 위한 Siemens on AWS 컨퍼런스에 모십니다 (7.5)

IDS Imaging Development Systems GmbH의 Martin Hennemann 박사 인터뷰 정리

 

3D 카메라와 3D 이미지 프로세싱 기술이 발전하면서 넓은 범위의 애플리케이션까지 측정이 가능해졌다.

 

이들은 기계의 ‘눈’ 역할을 하며 물체의 위치, 크기 및 방향을 토대로 의사 결정 자동화를 가능하게 하는 3D 공간 표현을 제공한다. 많은 자동화된 산업 프로세스에 3D 이미징 기술은 필수다.

 

IDS Imaging Development Systems GmbH의 Martin Hennemann 박사는 Ensenso S 3D 카메라 시리즈의 기능, 이점, 및 주요 발전에 관해 설명하면서 3D 이미지 처리의 애플리케이션 가능성에 대해 논의했다.

 

 

Q. 3D 머신 비전은 산업 프로세스, 특히 자동화 기술에 어떤 영향을 미쳤는가?

A. 3D 이미지 프로세싱은 자동화 기술의 중심이 되었다. 로봇 공학과 결합해 컨테이너의 자동 피킹, 픽 앤 플레이스, 어셈블리 동작, 상품 또는 배송의 취급 및 저장과 같은 내부 물류 애플리케이션의 일부인 디팔레타이징에 사용되고 있다.

 

3D 이미징 기술의 주요 장점은 산업 프로세스에서 인간의 상호 작용을 더 줄일 수 있다는 것이다. 로봇은 복잡한 작업 또는 무거운 물건의 리프팅을 자동화하기 위해 산업 현장에 주로 사용되며, 3D 비전은 이를 더욱 유연하게 만든다.

 

또한 사람과 함께 일하거나 다른 방식으로 지원하도록 설계된 협동 로봇이 점점 많아지고 있다. 한 가지 주요 목표는 로봇이 환경에 적응해 지능적인 행동을 할 수 있도록 충분한 ‘시각적 감각’을 갖추는 것이다.

 

Q. Ensenso 3D 카메라는 기존 머신비전 분야에 어떤 역할과 이점을 제공하는가?

A. 3D Ensenso 카메라는 액티브 스테레오 비전 3D 카메라와 Ensenso S 시리즈로 구성됐다. Ensenso S 시리즈는 구조광 기반 3D 기술을 활용한 제품이다. 3D 카메라는 전 세계적으로 자주 사용되는 산업 어플리케이션과 연구 어플리케이션에 적용할 수 있을 정도로 유연한 제품이다.

 

Q. 새로운 Ensenso S 모델과 기능에 대해 자세히 설명한다면?

A. Ensenso S는 Ensenso 제품 라인의 최신 모델 중 하나다. 다른 제품보다 저렴한 비용으로 정밀 3D 이미징이 가능한 것이 특징이다. 저렴한 가격의 3D 카메라지만, ▲산업용 수준의 디자인과 인터페이스 옵션 ▲구조화된 빛의 변형인 레이저 패턴 삼각 측량을 활용하는 최신 3D 감지 기술 등이 탑재됐다. 예를 들어, 팔레트 위에 상자 더미가 있을 수 있는 레이저 도트 패턴이 장면에 투영될 수 있다.

 

 

Ensenso S는 해당 장면을 이미지화한다. 빛이 레이저 도트로부터 시스템으로 다시 산란되는 상자의 위치를 캡처해 레이저 도트의 위치를 기록한다. 이 정보는 Ensenso 소프트웨어를 사용해 레이저 포인트를 개별적으로 식별하는 인공 신경망을 통해 처리한다. 각 레이저 포인트에 ID를 할당하고, 삼각 측량 원리를 사용해 각 레이저 포인트에 대한 거릿값을 획득한다.

 

Ensenso S 제품은 카메라는 작지만 견고한 산업용 하우징을 갖추고 있다. 카메라 하우징은 IP65/67 사양으로 조립되므로, 열악한 환경에서도 안전하게 사용할 수 있다. 디바이스 뒷면은 데이터 전송을 위한 M12 GigE 데이터 포트와 전원, 트리거, 또는 플래시 연결을 위한 M8 포트와 같은 산업용 커넥터를 포함한다. 기능에 대한 포괄적인 선택도 제공한다.

 

 

Q. Ensenso S는 어떤 종류의 데이터를 캡처할 수 있으며, 어떻게 적절한 형식으로 처리할 수 있는가?

A. Ensenso S는 고품질의 상세한 3D 포인트 클라우드를 제공할 수 있다. 카메라의 레저 패턴 삼각 측량은 최대 85,000개의 레이저 포인트에서 작동하고, 시야각은 수평 60° x 수직 50°, 작동 거리는 500mm 내지 3,000mm다. 레이저 조명은 다양한 노출 시간을 허용하며, 움직이는 오브젝트들로 측정할 수 있다. 속도의 측면에서, 초당 20포인트 클라우드는 최대 프로젝터 전력에서 일관되게 고해상도로 달성될 수 있다.

 

카메라는 약 센티미터 단위까지 세부 사항을 식별하기 위해, 고품질의 저노이즈 데이터를 제공한다. 저비용 스테레오 카메라 및 비행시간(Time of Flight) 카메라와 같은 다양한 다른 기술과 달리 낮은 아티팩트 레벨(artifact level)을 제공한다. 유연한 프로그래밍 인터페이스를 통해 보정된 포인트 클라우드 및 포괄적인 중간 데이터는 어플리케이션 통합을 위한 처리 소프트웨어의 사용자 선호도에 따라 쉽게 사용할 수 있다.

 

Q. Ensenso S 3D 카메라의 적용 시나리오를 소개하자면?

A. Ensenso S에는 다양한 이상적인 사용 시나리오들이 있다. 물류 자동화의 예시에서, 카메라는 팔레트를 처리하고 저장소와 같은 바쁜 영역의 주변 영역과 바쁜 영역들 간의 상품 이동 트래킹 측면에서 탁월하다.

 

운송 어플리케이션과 이동 어플리케이션에 이용될 때, Ensenso S는 운송 차량들의 동선을 방해하는 오브젝트를 감지할 수 있다. 또한, 3D 카메라는 이동하는 패키지들이 있는 컨베이어 벨트 위에 배치되고, 패키지를 트래킹하고 분석하기 위한 3D 데이터를 전달할 수 있어 패키지 처리에도 특장점을 가지고 있다.

 

 

Ensenso S는 디팔레타이징 애플리케이션이나 특정 범위의 오브젝트들을 확인·식별·제어할 필요가 있는 오브젝트 인식 태스크에 로봇과 함께 사용하도록 최적화됐다. 3D 카메라는 로봇이 작물을 모니터링하고, 식물을 돌보는 등 원예 분야와 같은 새로운 어플리케이션 분야에도 도입되고 있다.

 

로봇은 인간과 협력하거나 특정 태스크들을 대신하는 자동화 보조에서도 빠르게 발전하고 있다. 주문 판매점에서 특정 식료품을 자동으로 선택해 운송하는 경우, Ensenso S는 상황들이 지능형 시스템에게 ‘이해’되는지 확인할 수 있다.

 

Q. Ensenso S 3D 카메라 시리즈와 관련해 주목할만한 주요 포인트와 기능이 있다면?

A. Ensenso S는 광범위한 잠재적 어플리케이션을 위한 정밀 3D 이미징의 시작을 보여준다. 이 소형 3D 카메라는 비용 효율적이며, 이전 사용하던 어플리케이션에 3D 비전을 통합할 수 있다. 다른 3D 기술이 달성할 수 있는 결과와 비교할 때, 레이저 삼각 측량 알고리즘은 정확한 3D 형상과 낮은 아티팩트 레벨로 포인트 클라우드를 제공한다.

 

IDS Korea



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