물류 분야에서의 머신 비전 조명 적용

하루에 처리되는 물량이 엄청난 물류 산업의 역동적인 환경에서 효율성과 정확성은 성공의 핵심 요소입니다. 머신 비전 기술은 인간의 노동이 담당했던 영역이었던 자동화 작업을 가능하게 하면서 게임체인저로 등장했습니다. 이 기술의 핵심에는 머신 비전 조명 시스템이 자리하고 있으며, 이는 카메라가 촬영한 이미지가 정확한 분석이 가능한 충분한 품질을 갖출 수 있도록 보장하는 중요한 역할을 합니다. 본 기사에서는 다양한 물류 상황에서 머신 비전 조명이 활용되는 사례를 살펴보겠습니다.

정렬 허브에서의 바코드 및 QR 코드 읽기

바코드 및 QR 코드는 물류 공급망에서 패키지를 식별하는 주요 수단입니다. 그러나 물류 환경에서는 정확한 판독에 여러 가지 도전 과제가 존재합니다. 패키지는 반사성이 있는 플라스틱 포장재부터 거칠고 주름진 골판지까지 다양한 표면 소재를 가질 수 있습니다.

반사 표면의 경우, 편광 광원이 일반적으로 사용됩니다. 이러한 광원은 거울 반사광을 제거하고 바코드에서 산란된 빛만 카메라에 도달하도록 필터링합니다. 이로 인해 기계 시야 시스템이 바코드를 디코딩하기 쉬운 명확하고 고대비의 이미지를 제공합니다. 고속 분류 라인에서는 패키지가 빠르게 이동하므로 고주파 스트로브 라이트가 사용됩니다. 이러한 조명은 카메라 셔터와 동기화되어 깜박이며 패키지의 움직임을 마치 멈춘 것처럼 만듭니다. 이는 움직임에 의한 블러를 제거하여 패키지가 빠르게 이동하더라도 바코드나 QR 코드를 정확하게 읽을 수 있도록 보장합니다.

패키지 부피 측정

패키지의 부피를 결정하는 것은 운송 비용을 계산하고 창고 내 저장 공간을 효율적으로 활용하는 데 필수적입니다. 그러나 봉투나 가방과 같은 부드러운 표면의 패키지처럼 다양한 패키지들의 불규칙한 형태로 인해 이 작업은 매우 까다로운 과제가 될 수 있습니다.

백라이팅은 부피 측정에 널리 사용되는 기술입니다. 고강도 백라이트가 패키지 뒤쪽에 배치됩니다. 광원이 패키지를 통과할 때(패키지가 반투명이거나 부드러운 패키지와 컨베이어 벨트 사이와 같은 틈이 있는 경우) 카메라의 이미지 센서에 패키지의 뚜렷한 실루엣이 생성됩니다. 가구나 자전거와 같은 불규칙한 형태의 물품의 경우, 선 레이저와 같은 구조광 광원이 사용됩니다. 레이저가 물체 표면에 선 패턴을 투사합니다. 물체의 형태가 달라지면서 레이저 선이 왜곡됩니다. 머신 비전 시스템은 이 왜곡을 분석하여 물체의 3D 형태를 재구성하고 정확하게 부피를 계산합니다.

패키지 손상 및 이상 감지

물류 과정에서 패키지의 무결성을 보장하는 것은 매우 중요한 문제입니다. 머신 비전 조명은 골판지 상자 찢어짐, 플라스틱 봉투의 구멍 또는 액체 누출 흔과 같은 손상을 감지하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

다크필드 조명은 표면 결함을 탐지하는 데 효과적입니다. 낮은 각도의 광원이 패키지를 조명하는 데 사용됩니다. 손상되지 않은 부분의 매끄러운 표면에서는 빛이 카메라에서 멀어지도록 반사됩니다. 그러나 찢어짐 또는 구멍과 같은 결함이 있는 위치에서는 빛이 산란되어 카메라 쪽으로 돌아오면서 어두운 배경 대비 밝은 점으로 나타납니다. 액체 누출이나 손상된 라벨 잔여물과 같은 이상 현상을 탐지하기 위해서는 다중 색상 광원을 사용할 수 있습니다. 서로 다른 색상의 빛은 특정 물질의 대비를 강조할 수 있습니다. 예를 들어, 빨강 광원은 누렇게 변한 액체 누출 자국을 더 명확하게 보이게 할 수 있고, 파랑 광원은 제거된 라벨의 잔여물을 강조할 수 있습니다.

창고 내 물품 식별 및 분류

대규모 창고에서는 효율적인 보관 및 검색을 위해 물품을 신속하게 식별하고 분류하는 것이 매우 중요합니다. 머신 비전 조명은 물품의 특성을 강조하는 고대비 조명을 제공합니다.

예를 들어, 다양한 형태와 색상의 제품을 다룰 때 잘 설계된 확산 광원이 물품을 고르게 조명하여 머신 비전 시스템이 특성을 인식하기 쉽게 만들어 줍니다. 시스템은 물품의 형태, 색상, 크기 등을 분석하여 자동으로 분류하고 적절한 저장 위치로 안내할 수 있습니다. 이는 창고 처리 속도를 높일 뿐만 아니라 잘못된 배치의 위험을 줄여 줍니다.

자동 유도 차량(AGV) 안내

자동 유도 차량(Automated Guided Vehicles, AGVs)은 현대 물류 시설에서 점점 더 흔히 사용되고 있습니다. 머신 비전 조명은 AGV가 창고 환경 내를 주행할 수 있도록 도와줄 수 있습니다.

밝은 색상의 마커나 차선을 명확하게 제공함으로써 AGV의 머신 비전 시스템이 자신의 위치와 방향을 정확하게 인식할 수 있습니다. 예를 들어, AGV가 따라야 할 경로를 표시하기 위해 바닥을 따라 밝고 균일하게 간격이 조정된 일련의 조명을 설치할 수 있습니다. 적절한 조명 조건의 도움을 받은 AGV의 카메라는 이러한 마커를 쉽게 식별하고 이에 따라 경로를 조정함으로써 창고 내부에서의 움직임이 부드럽고 정확하도록 보장합니다.

결론

머신 비전 조명은 보다 정확하고 효율적이며 자동화된 운영을 가능하게 함으로써 물류 산업에 혁신을 일으켰습니다. 바코드 판독을 기반으로 한 패키지의 최초 분류부터 패키지 상태의 세심한 모니터링 및 창고 내 AGV의 원활한 운용에 이르기까지 그 적용 범위는 매우 광범위합니다. 물류 산업이 빠른 배송 시간과 높은 서비스 품질에 대한 수요가 증가함에 따라 지속적으로 성장 및 발전함에 따라 머신 비전 조명의 역할은 더욱 중요해질 것입니다. 향후 개발 동향으로는 환경 조건 및 물체의 특성 변화에 실시간으로 적응할 수 있는 보다 지능적인 조명 시스템이 포함되어 물류 분야에서 머신 비전의 기능을 한층 더 향상시킬 것으로 기대됩니다.