포토메트릭 스테레오를 위한 Power²

포토메트릭 스테레오란 무엇인가요?

이 기술은 조명 방향만 다르게 하여 여러 장의 이미지를 촬영함으로써, 객체의 텍스처와 실제 표면 상태를 정밀하게 구분해내는 방식입니다. 예를 들어, 제약 패키지의 인쇄된 문자와 점자를 명확히 구분할 수 있습니다. 카메라는 고정된 상태에서 조명만 바꾸어 촬영하며, 이를 통해 표면 곡률을 정밀하게 계산할 수 있습니다. 특히 일부 미세한 결함은 곡률 이미지에서만 드러나기 때문에, 고정밀 결함 검출에 매우 효과적인 기술입니다.

결함 검출의 가장 큰 과제는 무엇인가요?

포토메트릭 스테레오 방식에서는 하나의 카메라로 서로 다른 조명 조건에서 이미지를 촬영하고, 이로부터 여러 개의 결과 이미지를 계산해야 합니다. 이 연산을 CPU에서 처리하면 시간이 많이 소요되며, 생산 라인의 빠른 사이클 타임을 맞추기 어렵습니다. 최신 CPU를 사용하더라도 고해상도 표면을 실시간으로 분석하기엔 한계가 있습니다. 따라서 더욱 빠르고 강력한 연산 능력을 갖춘 하드웨어 기반 접근이 필요합니다.

솔루션은 FPGA 기반 포토메트릭 스테레오 비전 시스템입니다

MSTVision은 자체 포토메트릭 스테레오 시스템에서 빠른 속도의 Basler ace Classic 카메라를 사용하여 이미지를 캡처합니다. 해당 카메라는 4MP 해상도에서 초당 180프레임을 제공합니다. 이 회사는 포토메트릭 스테레오 계산 전체를 Basler의 프레임 그래버 microEnable 5 marathon VCLx의 FPGA 상에서 구현합니다. 캡처된 원본 이미지는 FPGA에서 직접 처리되며, CPU에 부하를 주지 않고 프레임 그래버가 포토메트릭 스테레오 결과를 네 장의 선택 이미지로 제공합니다. Basler는 VisualApplets라는 개발 환경도 함께 제공하고 있어, 사용자가 FPGA에 맞춤형 기능을 추가할 수 있습니다. 이 과정에서 프레임 그래버는 조명 분할 제어도 이미지 캡처와 완벽히 동기화하여 수행합니다.

FPGA의 광범위한 병렬 처리 구조 덕분에, 각 프레임 그래버는 낮은 전력 소비로도 매우 높은 데이터 처리량을 실현할 수 있습니다. 지금까지는 고속 데이터 환경에서 포토메트릭 스테레오를 구현하는 것이 어려웠지만, FPGA 가속 기술 덕분에 이제 실현이 가능해졌습니다.

광도측정 스테레오 방식이 적용된 비전 시스템의 이점

• 프로덕션 환경에 적합한 높은 데이터 전송 속도의 광도측정 스테레오

• FPGA에서 직접 이미지 처리

• 추가 CPU 부하 없음

• 훨씬 더 작아진 시스템 아키텍처