ToF란 무엇인가요?

ToF 기술의 핵심인 카메라

ToF 카메라는 통합 광원, ToF에 최적화된 렌즈, 촬영된 이미지 데이터를 저장하는 센서, 외부 디바이스와의 통신을 위한 인터페이스로 구성됩니다. 카메라는 연속 또는 펄스 형태의 광파를 방출한 후 반사된 빛의 시간 또는 위상 변화를 측정하여 장면 내 오브젝트의 거리를 계산합니다. 이를 통해 각 픽셀이 거리 정보를 나타내는 상세한 심도 맵(Depth Map)을 생성합니다.

이 기능이 매우 중요한 이유는 심도를 판단하기 위한 복잡한 알고리즘을 거칠 필요가 없기 때문입니다. 복잡한 심도 계산 알고리즘은 스테레오 비전 시스템과 같은 기존 이미징 시스템에서 다루기 어려운 부분입니다. ToF 카메라는 컴팩트한 디자인, 사용 편의성, 우수한 정확성 및 높은 프레임 속도가 특징입니다. 이러한 특징 덕분에 ToF 카메라는 비용 효율적인 3D 이미징 솔루션으로 자주 사용됩니다. 또한 ToF 기술은 어려운 조명 조건에서도 신뢰할 수 있는 결과를 제공하여 다양한 어플리케이션에서 활용될 수 있습니다.

펄스 또는 연속 조명

사용하는 조명의 원리와 관계 없이 전체 장면을 비출 수 있는 광원을 사용하면 한 번의 촬영으로 장면 내 모든 지점의 심도를 파악할 수 있습니다. 결과물로 각 픽셀이 장면의 해당 지점까지의 거리를 나타내는 거리 맵이 생성됩니다.

ToF 기술이 적용된 3D 향후 전망

ToF 카메라를 사용할 때에는 불필요한 반사로 인한 미광, 다중 빛 반사로 인한 멀티패스(Multipath) 효과, 주변광에 의한 새츄레이션(Saturation), 다른 활성 비전 시스템의 간섭 등과 같은 요인을 고려해야 합니다. 그럼에도 불구하고 대부분의 경우에서 ToF 기술을 통합하여 얻을 수 있는 이점은 이러한 제한 사항을 능가합니다.

기술이 지속적으로 발전하고 이러한 장애 요인을 극복함에 따라, ToF 기술은 여전히 강력하고 빠르며 비용 효율적인 3D 이미징 접근 방식으로 자리 잡고 있습니다. 업계에서 ToF 카메라의 잠재력에 대한 인지도가 향상됨에 따라 ToF는 머신 비전의 기술적 토대가 되어 다양한 3D 이미징 어플리케이션의 스펙트럼을 열어줄 것입니다.

3차원 이미지를 완벽하게 캡처하는 ToF 카메라는 다양한 분야에서 필수 도구가 되어가고 있습니다. 심도 인식이 자동화 및 기계 지능의 핵심 부분이 되는 미래를 앞당기고 있습니다. 물류 간소화, 로봇 공학 지원, 환자 관리 개선, 자율 주행 차량 발전 등 ToF 기술은 3D 정보를 제공하여 머신 비전 산업을 혁신하고 있습니다.

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스테레오비전, 구조형 광, 레이저 삼각측량, ToF 등 3D 기술은 Industry 4.0의 많은 영역에 영향을 미치며 다양한 어플리케이션 분야에 이점을 제공합니다. Basler의 웹 세미나와 백서는 이러한 기술의 프로세스와 성능을 비교합니다.