글로벌 셔터 카메라 (초광각)
로봇 비전 시스템에서 센서는 카메라의 핵심 부품입니다. 일반적으로 센서에는 CCD(Charge-Coupled Device)와 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 두 가지 유형이 있습니다. 속도 측면에서는 CMOS 센서가 더 우수합니다.글로벌 셔터 카메라CCD보다 최대 100배 더 빠르게 판독할 수 있습니다!
각 센서는 롤링 셔터와 글로벌 셔터라는 두 가지 변형으로 제공됩니다. 이로 인해 "비전 시스템에서 롤링 셔터와 글로벌 셔터 이미지 센서의 차이점은 무엇인가?" 또는 "로봇 비전 시스템에는 어떤 센서가 더 적합한가?"와 같은 질문이 생깁니다.
섣부른 결론을 내리기 전에 먼저 롤링 셔터 이미지 센서와 글로벌 셔터 이미지 센서의 차이점을 자세히 살펴보겠습니다.
롤링 셔터 이미지 센서와 글로벌 셔터 이미지 센서의 차이점
롤링 셔터:롤링 셔터가 있는 이미지 센서는 '판독' 파동이 센서를 통과함에 따라 어레이의 각 라인을 서로 다른 시간에 노출시킵니다.
글로벌 셔터:글로벌 셔터가 있는 이미지 센서는 노출 시작과 종료 시점이 동일하여 모든 픽셀이 노출 시간 동안 전하를 축적할 수 있도록 합니다. 노출 시간이 끝나면 축적된 전하가 동시에 판독됩니다.
로봇 비전에 가장 적합한 셔터 방식은 롤링 셔터인가, 글로벌 셔터인가?
최첨단 로봇 애플리케이션의 상당수는 작업을 수행하기 위해 비전 기술에 의존합니다. 예를 들어, 비전 기술은 다양한 물체를 집어 옮기거나, 작업장에 서로 다른 방향으로 도착하는 여러 물체를 처리하거나, 물체 간 전환 시 빠른 작업을 지원합니다.
따라서 글로벌 셔터 센서는 이미지를 한순간에 포착하기 때문에 더 우수하다는 것이 분명합니다. 롤링 셔터 방식처럼 이미지를 촬영할 때 발생하는 롤링이나 스캐닝 과정이 필요 없습니다. 결과적으로 글로벌 셔터 센서를 사용하면 촬영된 이미지에서 흐릿함, 왜곡, 공간적 왜곡이 발생할 여지가 없습니다.
또한 글로벌 셔터가 탑재된 센서는 이미지 포맷이 더 커져 회로 설계가 복잡해진다는 점도 유의해야 합니다. 따라서 카메라 전체 비용이 상승하게 됩니다. 하지만 글로벌 셔터는 더 높은 프레임 속도와 해상도 등을 제공하여 로봇의 비전 시스템을 향상시킵니다.
로봇 비전에서 글로벌 셔터 카메라에 영향을 미치는 요인
영향을 미치는 몇 가지 요인을 살펴보겠습니다.글로벌 셔터 카메라로봇 비전 시스템을 향상시키기 위해.
• 높은 프레임 속도 – 글로벌 셔터 카메라는 높은 프레임 속도로 이미지를 촬영하여 프레임 간 왜곡을 최소화하고 빠르게 움직이는 물체를 촬영할 때 모션 블러를 줄여줍니다. 또한 장면의 세부 사항을 선명하게 추출할 수 있습니다.
• 고해상도 – 글로벌 셔터 카메라는 넓은 시야각(FOV)과 작은 픽셀 크기를 제공하여 고해상도 이미지를 유지할 수 있도록 합니다.
• 효율성 향상 – 글로벌 셔터 카메라는 움직이는 피사체의 정확한 정보를 고속으로 포착합니다. 이를 통해 생산 라인의 속도를 높이고 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
• 전력 소비 감소 – 글로벌 셔터 카메라는 움직임으로 인한 이미지 왜곡 및 흐림 현상을 제거합니다. 높은 양자 효율과 뛰어난 근적외선(NIR) 감도를 제공하여 전력 소비를 줄이고 배터리 수명을 연장합니다.
글로벌 셔터 카메라의 로봇 비전 적용
카메라에 글로벌 셔터를 구현하는 데는 시간이 걸릴 수 있지만, 높은 해상도와 빠른 프레임 속도를 제공합니다. 글로벌 셔터는 동시 노출 및 '판독' 방식으로 인해 빠르게 움직이는 물체를 촬영할 때 이미지 왜곡이 발생하지 않으므로, 판독 노이즈 수준이 약간 높더라도 이미지의 정확성이나 신뢰성에 영향을 미치지 않는 용도에 적합합니다.
글로벌 셔터 센서는 높은 프레임 속도, 해상도 및 성능을 제공하여 고성능 머신 비전, 항공 촬영, 산업 자동화, 창고 로봇 등과 같은 응용 분야에 이상적입니다. 로봇 비전 분야에서 글로벌 셔터 카메라의 주요 응용 사례를 살펴보겠습니다.
• 항공 촬영 – 드론에 롤링 셔터 센서를 사용하면 이미지 왜곡이 발생합니다. 이는 이미지를 촬영하는 동안 노출 시간 중에 셔터 위치가 움직이기 때문에 발생하며, 이러한 왜곡은 이미지 정확도에 영향을 미칩니다. 반면 글로벌 셔터는 모든 픽셀이 동시에 노출을 시작하고 멈추기 때문에 이 문제를 완벽하게 해결합니다. 따라서 드론은 속도와 움직임에 제약을 덜 받으면서도 왜곡 없는 이미지를 생성할 수 있습니다.
• 고성능 머신 비전 – CMOS 글로벌 셔터 솔루션은 고성능 머신 비전 애플리케이션에 이상적입니다. 고해상도, 글로벌 셔터, 빠른 프레임 속도 등의 경쟁력 있는 장점을 제공합니다. 글로벌 셔터 카메라의 고해상도 기능 덕분에 전체 검사 영역을 확장하거나 더욱 선명한 세부 정보를 선택적으로 확인할 수 있습니다. 다른 센서와 비교했을 때, 글로벌 셔터는 검사 영역 또는 세부 정보에서 최대 12배의 이득을 제공합니다!
• 창고 로봇 – 글로벌 셔터 센서는 바코드를 정밀하게 판독할 수 있도록 지원합니다. 또한 물체 감지를 간편하고 정확하게 수행할 수 있습니다. 3D 입체 측정 기능을 통해 빠르게 움직이거나 멀리 있는 물체의 정밀한 이미지를 전력 소모를 최소화하면서 신속하게 촬영할 수 있으며, 모션 블러 현상도 발생하지 않습니다.
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게시 시간: 2022년 11월 20일
