강좌/커뮤니티

머신 비전의 구성 요소 비전 시스템의 성공은 주요 구성 요소의 사용에 달려 있습니다. 머신 비전 시스템의 주요 구성 요소로는

조명, 렌즈, 이미지 센서, 비전 프로세싱, 통신이 있습니다. 조명은 카메라를 통해 그 기능을 분명히 나타낼 수 있도록 부각시키

면서 검사되어야 할 부분을 비춥니다.

렌즈는 이미지를 캡처하여 빛의 형태로 센서에 나타냅니다. 머신 비전 카메라의 센서는 이 빛을 디지털 이미지로 변환한 다음 분

석을 위해 프로세서로 전송합니다. 비전프로세싱은 이미지를 검토하고 필요한 정보를 추출하고, 필수 검사를 실행하여, 결정

을 내리는 알고리즘으로 구성됩니다. 마지막으로, 정보를 기록하거나 사용하는 직렬 연결을 통해 장치로 전송되는 데이터 또는

이산 I/O 신호로서 통신이 완료됩니다.

조명 모듈, 센서, 프로세서와 같은, 대부분의 머신 비전 하드웨어 구성 요소는 상업용 기성품 (COTS)으로 제공됩니다. 머신 비전

시스템은 COTS에서 조립되거 나, 단일 장치에서 모든 구성 요소를 갖춘 통합 시스템으로 구매될 수 있습니다.

머신 비전 시스템의 다양한 구성 요소

▶ 조명

조명은 성공적인 머신비전 결과를 얻기 위한 핵심 요소다. 머신비전시스템은 물체 자체를 분석하는 것이 아니라 물체에서 반사된 빛을 분석하여 이미지를 생성한다. 

조명 기법에서는 광원이 사용되며 부품과 카메라에 대해 광원을 배치한다. 특수 조명 기술은 부품을 실루엣화하여 불필요한 부분은 무효화하고 필요한 부분은 강화하며, 이를 통해 이미지를 향상할 수 있다.

역광 조명: 역광 조명은 외부 또는 에지만 측정하는 애플리케이션을 위해 물체의 윤곽을 향상한다. 역광 조명을 사용하면 형태를 감지하고 치수를 더 확실하게 측정할 수 있다.

​

축 확산 조명: 축 확산 조명은 측면에서 광학 경로로 조명을 연결한다(동축 방식). 측면에서 비추는 반투명 거울은 부품의 아래쪽을 밝혀주며 부품은 반투명 거울을 통해 빛을 카메라로 다시 반사한다. 이에 따라 빛이 균등하게 비춰지고 이미지가 균일하게 보이게 된다.

​

구조형 광: 구조형 광은 조명 패턴(평면, 격자 또는 더 복잡한 모양)을 알려진 각도로 물체 위에 투영한다. 이를 통해 대비 독립적 표면 검사, 치수 정보 획득 및 용적 계산을 수행할 수 있다.

암시야 조명: 지향성 조명은 표면 결함을 더 쉽게 드러내 주며, 암시야 및 명시야 조명을 포함한다. 일반적으로 암시야 조명은 저대비 애플리케이션에 적합하다.

암시야 조명에서는 카메라로부터 반사형 조명이 반사되고 표면 질감으로부터 산광이 산란되며 고도 변화가 카메라에 반사된다.

​

명시야 조명: 명시야 조명은 고대비 애플리케이션에 이상적이다. 그러나, 고압 나트륨 및 석영 할로겐과 같은 방향성이 강한 광원은 날카로운 그림자를 생성할 수 있으며 일반적으로 전체 시야에서 일관된 조명을 제공하지 못한다. 따라서, 반사면이나 반짝거리는 표면의 핫스폿 및 정반사는 더 넓게 확산되는 광원이 있어야 명시야에서 균일한 조명을 제공할 수 있다.

확산형 돔 조명: 확산형 돔 조명은 검사 대상 기능에 가장 균일한 빛을 제공하며 검사 대상이 아니며 시야에 혼란을 줄 수 있는 이상현상을 감출 수 있다.

스트로브 조명: 스트로브 조명은 고속 애플리케이션에서 움직이는 물체를 정지시켜 조사할 때 사용된다. 스트로브 광을 사용하면 이미지가 흐릿해지는 것을 방지할 수 있다.

​렌즈는 이미지를 포착하여 카메라의 이미지 센서에 전달한다. 렌즈는 광학 품질과 가격이 매우 다양하며 어떤 렌즈를 사용하느냐가 포착한 이미지의 품질과 해상도를 결정한다. 대부분의 비전시스템 카메라에는 두 가지 기본 패턴의 렌즈, 즉 상호교환형 렌즈와 고정형 렌즈가 있다. 

상호교환형 렌즈는 보통 C-마운트 또는 CS-마운트이다. 렌즈와 확장 렌즈를 적절히 조합하면 최상의 이미지를 획득할 수 있다. 독립형 비전시스템의 일부인 고정형 렌즈는 일반적으로 자동 초점을 사용하며, 부품에 자동으로 초점을 맞출 수 있는 액체 렌즈도 있고 기계적으로 조정되는 렌즈도 있다. 자동 초점 렌즈는 일반적으로 특정 거리에서 시야가 고정되어 있다.

​

​

출처 : COGNEX