머신 비전 시스템에 적합한 하드웨어 선택
대부분의 비전 시스템는 유사한 하드웨어 컬렉션이 포함되어 있지만 각 구성 부품 대해 특정 선택이 가능하며 모두 원활하게 작동해야 합니다.
모든 머신 비전 시스템의 정확한 구성은 작업 요구 사항에 따라 결정됩니다. 이 애플리케이션을 시작하면 공급업체와 협력하여 필요한 정밀 설정을 결정할 수 있습니다.
모노 센서 vs. 컬러 센서
머신 비전 이미지 센서는 단색이므로 각 픽셀은 픽셀에 들어오는 빛이 어떤 색상인지를 감지하는 것이 아닌 빛의 강도만 감지합니다. 빨간색, 녹색 및 파란색 필터를 사용하여 컬러 이미지를 캡처할 수 있지만 대부분의 산업 응용 분야에서는 단색 이미지가 더 효과적인 선택입니다. 컬러 필터는 빛의 강도를 감소시키므로 특정 작업에 컬러가 절대적으로 필요한 경우에만 사용됩니다.
이미지 센서
모든 비전 시스템의 중심에 있는 이미지 센서는 빛 에너지를 소프트웨어로 분석할 수 있는 전기 신호로 변환합니다.
이미지 센서는 빛을 전기 신호로 변환하는 픽셀이라고 하는 수백만 개의 광검출기로 구성된 반도체 칩입니다. 사용되는 두 가지 주요 기술은 전하결합소자(CCD) 또는 상보성 금속 산화막 반도체 센서(CMOS)입니다. CMOS 기술은 비용 절감과 처리 속도 향상으로 더욱 새롭고 시장 점유율이 높아지고 있지만, CCD 센서는 여전히 매우 높은 품질의 이미지가 필요한 적용 분야에 사용되고 있습니다.
롤링 셔터 vs. 글로벌 셔터
머신 비전 카메라는 전자 셔터를 사용하여 픽셀이 빛에 노출되는 방식을 결정합니다. 구형 기계식 카메라에서와 같이 “셔터”라는 단어를 사용했음에도 불구하고, 이 셔터는 센서가 센서에 들어오는 빛을 처리하는 방법의 일부이며, 별개의 것이 아닙니다.
롤링 셔터 이미지 센서는 픽셀 라인을 순차적으로 노출시킵니다. 이러한 종류의 센서는 비용이 저렴하지만, 촬영 중인 대상이 빠르게 움직이면 이미지가 왜곡될 수 있습니다.
글로벌 셔터 이미지 센서는 모든 픽셀을 한 번에 노출시킬 수 있습니다. 제조하기가 더 복잡할 수 있지만 가격이 낮아졌으므로 산업 응용 분야에 널리 사용됩니다.
추가 센서 기능
센서는 크기, 해상도, 픽셀 크기, 프레임 속도, 감도 및 동적 범위를 포함한 다양한 특성으로 광범위하게 존재합니다. 각 선택은 비용뿐만 아니라 다른 특성에도 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 센서는 사람의 눈보다 스펙트럼 범위가 넓고 적외선(IR)으로 들어오는 빛을 감지할 수 있으며, 이는 일부 산업 응용 분야에 유용합니다.
“어떤 센서를 사용해야 하나요?”라는 질문에 정해진 한 가지 답변은 없습니다 높은 프레임 속도가 필수적일 수 있는 빠르게 움직이는 조립 라인의 경우이든, 해상도와 동적 범위가 더 중요할 수 있는 복잡한 제품에서 작은 세부 사항을 감지하는 것이든, 센서는 구체적인 목적에 따라 선택해야 합니다.
머신 비전 렌즈
렌즈는 빛을 수집하여 이미지 센서에 초점을 맞춥니다. 렌즈는 센서와 잘 맞춰져 있으므로 센서의 픽셀 크기 이상의 해상도로 감광 영역을 완전히 비춥니다.
관찰 중인 물체가 바뀌거나 카메라가 움직이는 경우 수동 렌즈의 초점을 다시 맞춰야 합니다.
그러나 이를 자주 수행하거나 조정해야 하는 카메라 수가 많은 경우 시간이 많이 걸릴 수 있습니다. 이러한 상황에서는 자동 초점 렌즈가 최적입니다.
자동 초점 렌즈는 필요에 따라 초점을 자동으로 조정하여 자주 변경해야 하는 경우 시간을 절약합니다.
리퀴드 렌즈는 자동 초점 렌즈의 특수한 하위 집합으로, 즉석에서 형태를 조정하여 선명한 초점을 유지합니다. 또한, 유사한 사양의 기계식 자동 초점 렌즈보다 더 작고 충격과 진동에 더 강합니다.
커버
하우징 또는 인클로저라고도 하는 카메라 커버는 산업용 환경에서 작동 시 발생하는 먼지, 오일, 물, 식품 입자, 충격 및 기타 위험으로부터 고가의 머신 비전 카메라를 보호합니다.
또한, 커버는 열을 발산하고 케이블 연결을 보호하며 변조를 방지할 수 있습니다.
커버는 카메라를 얼마나 잘 보호하는지에 따라 평가되며 IP67은 산업 환경에서 방진 카메라의 일반적인 등급입니다. 또한, IP67 등급은 인클로저가 방수가 되어 작동 영역을 안전하게 세척할 수 있다는 것을 의미합니다.
추가 비전 시스템 하드웨어 요구 사항
처리 유형을 선택하는 또 다른 요소는 필수 하드웨어입니다. 필요한 병렬 처리의 양 때문에 딥러닝은 일반적으로 GPU라고 하는 정교한 병렬 프로세서를 실행해야 합니다. Edge Learning은 프로세싱이 적게 필요하고 규칙 기반 알고리즘은 프로세싱이 가장 적게 필요합니다.
일부 산업용 카메라에는 온보드 또는 임베디드 프로세싱 기능이 있습니다. 이러한 카메라들은 일반적으로 규칙 기반 및 Edge Learning 프로세싱을 완전히 단독으로 수행할 수 있습니다. 딥러닝에는 별도의 PC에 위치한 보다 강력한 프로세서가 필요할 수 있습니다.