빠르게 진화하는 3D 이미징 분야에서 대표적인 3가지 핵심 기술이 있습니다. 바로 스테레오 비전 (Stereo Vision), 구조광 (Structured Light), 그리고ToF (Time-of-Flight) 입니다. 각각의 기술은 고유한 장점과 특징을 가지고 있으며, 다양한 응용 분야에 맞춰 활용되고 있습니다. 이번 글에서는 이 세 가지 기술을 자세히 살펴보고, 실제로 NAMUGA가 해당 기술을 어떤 방식으로 제품에 통합하고 있는지도 함께 소개하겠습니다.
a. 스테레오 비전 (Stereo Vision)
작동 원리:
스테레오 비전은 두 개 이상의 카메라를 서로 다른 위치에 배치하여 동일한 장면을 촬영한 후, 두 이미지 간의 시차(disparity)를 분석해 깊이 정보를 계산합니다. 이는 인간의 양안 시야 방식과 유사합니다.
장점:
스테레오 비전은 구조가 단순하고 별도의 패턴 광이나 레이저 없이 주변 광만으로도 작동이 가능하고 햇빛 등의 외부 광 간섭에 강한 것이 특징입니다.
단점:
소형화에 취약하고 두 이미지 간의 특징을 정밀하게 매칭하는 알고리즘이 필요하기 때문에 처리 과정이 복잡합니다.
b. 구조광 (Structured Light)
작동 원리:
구조광 기술은 일정한 패턴(격자, 점 등)을 대상 물체에 투사하고, 그 패턴이 물체 표면에 따라 어떻게 변형되는지를 촬영하여 깊이 정보를 삼각측량 방식으로 계산합니다.
장점:
구조광 방식은 높은 정밀도와 해상도를 자랑합니다. 구조광은 "정확하고 빠른 측정 및 능동적인 제어"가 가능하여 산업 및 연구 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 또한 패턴을 통해 텍스처가 없는 물체의 형상도 정밀하게 재현할 수 있어 조명 조건이 일정한 환경에서 뛰어난 성능을 보입니다.
단점:
반면, 밝은 야외 환경에서는 투사된 패턴이 외부 빛에 의해 방해 받을 수 있으며, 유리나 금속처럼 반사율이 높은 표면에서는 왜곡이 발생할 수 있습니다.
c. ToF (Time-of-Flight)
작동 원리:
ToF 카메라는 적외선(IR) 신호를 발사하고, 대상 물체에 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정하여 거리 정보를 계산합니다. 이 시간 차를 바탕으로 장면의 깊이 맵(depth map)을 생성합니다.
장점:
ToF는 실시간으로 고속 3D 이미지를 생성할 수 있고, 동시에 밝기 정보(intensity data)도 함께 제공합니다. 이러한 특성 덕분에 로봇이나 산업 자동화 등 실시간 반응이 중요한 분야에 적합합니다.
단점:
구조광 방식에 비해 깊이 해상도가 다소 낮을 수 있으며, 물체 표면의 반사율이나 색상에 따라 정밀도가 영향을 받을 수 있습니다.
NAMUGA의 3D 카메라 모듈 기술 개발 현황
Intel RealSense 카메라는 대표적인 스테레오 비전 기반 3D 센싱 시스템입니다. 두 개의 적외선 카메라로부터 서로 다른 각도의 이미지를 수집하고, 이미지 간 시차를 계산하여 깊이를 측정합니다. 일부 모델에서는 적외선 도트 프로젝터(IR Dot Projector)를 추가해 텍스처가 부족한 표면에서도 성능을 향상시키며, 스테레오 비전과 구조광 방식의 장점을 혼합한 형태로 볼 수 있습니다.
NAMUGA는 이러한 3D 센싱 기술 전반에 걸쳐
폭넓은 개발 경험을 보유하고 있습니다.
Titan 시리즈는 AR/VR 글래스 및 로봇 청소기에 최적화된 ToF 카메라 모듈로, 컴팩트한 폼팩터와 정밀한 깊이 인식을 통해 공간 인식 및 제스처 인식 기능을 제공합니다. NAMUGA는 스테레오 카메라 모듈 기술을 기반으로 삼성 로봇청소기에 3D 센싱 모듈 제품을 현재 양산 공급되고 있으며, 안정적인 성능을 바탕으로 정밀 내비게이션을 지원합니다.
한편, Pinocchio 시리즈는 홈케어 로봇과 포터블 프로젝터용으로 설계되어 스마트 환경 인식과 자동화 기능을 실현하고 있습니다.
▷Titan 100 & 120 ToF 모듈
▷Pinocchio: 홈케어 로봇, 포터블 프로젝터용 ToF 모듈
한편, 단거리 ToF 카메라 외에도 NAMUGA는 ToF 기반 원리를 활용한 LiDAR 솔루션도 제공합니다.
Stella 시리즈는 자동차 및 보안 시스템에 특화된 고성능 라이다 모듈로, 실시간 3D 인식과 장애물 감지를 통해 자율주행 및 경계 감시에 적합한 솔루션을 제공합니다.
특히 Stella 시리즈는 장거리와 단거리 모두에 대응 가능한 설계로, 실내 및 실외 환경을 포함한 다양한 산업 분야에서 유연하게 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 물류 자동화, 스마트 팩토리, 산업용 로봇, 공간 모니터링 등에서도 높은 호환성과 확장성을 제공합니다.
증강현실, 로보틱스, 자율주행 등 다양한 분야에서 3D 센싱 기술의 수요는 점점 더 증가하고 있습니다. Structured Light, ToF, Stereo Vision 각 기술은 상황과 목적에 따라 특화된 성능을 제공하며, NAMUGA는 이 모든 영역에서 고객 맞춤형 솔루션을 제공합니다.
NAMUGA는 앞으로도 고성능 3D 카메라 모듈 개발을 통해 차세대 제품의 경쟁력을 높이고, 파트너사의 혁신을 실현하는 기술 기반 파트너로서의 역할을 이어갈 것입니다.