머신 비전 카메라의 종류에 대해 정리합니다. 머신 비전용 카메라는 인간의 눈을 대신해서 이미지를 촬상 하여 그 정보를 처리하는 장비입니다. 카메라의 종류와 기능에 대해 정리하여 봅니다.
1. 영역 스캔 카메라(Area Scan Camera)
영역 스캔 카메라는 쉽게 말해 이미지를 2D 평면 상의 영역을 촬상하여 이미지를 얻는 장비입니다. 이 영역 스캔 카메라는 일반적으로 2D 이미지를 분석하여 이용하며 대부분의 머신 비전에 적용됩니다.
- 색상에 따른 구분
- 컬러 카메라
- 흑백 카메라
- 촬상방식에 따른 구분
- 롤링 셔터방식 : 롤링 셔터 방식은 이미지를 가 로또는 세로 방향으로 빠르게 주사하여 이미지를 얻는 방식입니다.
- 글로벌 셔터방식: 글로벌 셔터 방식은 이미지 센서에서 모든 라인을 한 번에 읽어서 전송하는 방식입니다.
- 해상도에 따른 구분
해상도는 다양하게 존재하며 해상도가 클수록 고화질의 이미지를 얻을 수 있으나 카메라 촬상에 걸리는 시간이 증가합니다.
2. 라인 스캔 카메라(Line Scan Camera)
영역 스캔 카메라의 한계는 카메라 정면의 물체를 촬상 하는 것으로 원기둥 같은 물체의 표면을 촬상 하는데 한계가 있습니다.
라인 스캔 카메라는 원기둥같은 물체의 표면을 촬상하는 경우 빛이나 형상으로 인한 왜곡 없이 깔끔하게 이미지를 얻어 낼 수 있습니다. 카메라 이미지 센서가 1렬로 늘어서 있으며 촬상을 하는경우 대부분 모터와 동기화하여 신호를 받아 원기둥과 같은 물체의 표면을 펼쳐진 것 같은 2D 이미지를 얻어 낼 수 있습니다.
라인스캔 카메라도 영역 스캔 카메라와 마찬가지로 해상도 및 다양한 방식의 제품군이 존재합니다.
3. 3D 라인 스캔 카메라(3D Line Scan Camera)
3D 라인 스캔 카메라는 3차원의 이미지를 얻어 낼 수 있습니다. 3D 라인 스캔 카메라는 일반적으로 레이저와 카메라를 활용하여 알고리즘을 적용하여 3D 이미지를 만들어 냅니다. 3D 스캔 카메라의 성능은 정밀도에 따라 좌우되며 크게 하드웨어가 촬상 가능한 FOV(field of view)와 WD(working distance)가 정해져 제품군이 존재합니다.
일반적으로 넓은 범위를 볼수록 제품의 정밀도는 떨어진다고 할 수 있습니다. 제품을 적용하기 전에 촬상 해야 하는 범위를 반드시 확인한 후 제품을 선택해야 합니다.
용도는 일반적으로 제품의 표면을 검사하여 높이를 측정하는 용도로 사용될 수 있습니다.
4. 3D 영역 스캔 카메라(3D Scan Camera)
3D 영역 스캔 카메라는 3차원의 이미지를 얻어 낼 수 있습니다. 영역 스캔 카메라는 공간상의 이미지를 한 번의 트리거로 얻을 수 있습니다. 일반적으로 로봇 픽킹이나 영역 내 제품의 위치를 탐색하여 위치정보를 얻어 작업에 활용하는 용도로 사용 가능합니다. 특히 로봇과 연동하는 시스템에 활용도가 크다고 할 수 있습니다. 3D 라인 스캔 제품과 마찬가지로 FOV와 WD가 정해져 있으며 카메라의 촬상 범위는 고정되어 있습니다. 또한 제품 스펙이 FOV 가 크고 WD가 멀어질수록 정밀도는 떨어진다고 할 수 있습니다.
5. 열화상 카메라
열화상 카메라는 일반적인 빛의 반사에 의한 카메라 센서를 사용하지 않고 열을 감지하는 카메라입니다. 열화상 카메라와 그에 맞게 설계된 소프트웨어 설루션과 함께 제공됩니다. 대표적인 카메라 메이커로 FLIR사 제품이 유명합니다.
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