3D 레이저 센서
기존의 3D 감지 기술은 수년간 많은 산업 분야에서 중요하게 사용되어 왔습니다. 그러나 일부 애플리케이션에서 사용을 제한하는 성능 문제가 있습니다. 이러한 한계는 특히 까다로운 환경에서 정확도를 저하시키는 경우가 많습니다.
주요 과제 중 하나는 장면 내 물체까지의 거리를 높은 정밀도로 측정해야 한다는 것입니다. 이를 해결하기 위해 기존 LiDAR 및 레이저 스캐닝 시스템은 특정 광 필터링 전략을 사용합니다.
예를 들어, 짧고 제어된 레이저 펄스에 의존하거나 광자를 단일 방향으로 집중시킬 수 있습니다. 이러한 방법은 방출되는 빛을 제어하고 성능의 일부 측면을 개선하는 데 도움이 됩니다.
이러한 전략이 어느 정도 효과적이지만, 단점도 있습니다. 측정 범위가 줄어들고 해상도가 낮아질 수 있습니다. 결과적으로 장거리 감지와 미세한 디테일이 모두 필요한 애플리케이션에서는 이러한 시스템의 전반적인 성능이 부족합니다.
또한 이러한 절충은 넓은 영역을 모니터링하거나 복잡한 세부 사항을 캡처하는 것과 같은 고급 작업에 적응하는 능력을 제한합니다.
이러한 복합적인 과제는 이러한 단점을 극복하고 현대 산업의 요구 사항을 충족할 수 있는 새롭고 혁신적인 솔루션의 필요성을 강조합니다.
Ommatidia의 포토닉 집적 회로 센서가 NDT 진동 측정에 혁명을 일으킵니다.
이러한 기존 시스템의 주요 단점은 광자 비효율성에 있습니다. 방출되고 수신되는 빛을 제한함으로써 3D 이미지를 구성하는 데 사용할 수 있는 광자의 수가 제한됩니다.
따라서 기존 LiDAR 센서는 장거리 감지와 고해상도 이미징을 동시에 제공하기 어려운 경우가 많습니다. 이러한 과제는 넓은 거리에서 정밀한 디테일이 필요한 작업에 있어 큰 문제입니다.
예시로는 자율 주행 차량, 위성 관측 및 고급 측정 시스템이 있습니다. 이러한 시스템은 일반적으로 레이저에 의존하지만, 설계상 광자를 낭비하여 효율성을 떨어뜨리는 경우가 많습니다.
Ommatidia LiDAR는 혁신적인 3D 라이트필드 센서로 이러한 문제를 해결합니다. 곤충의 겹눈에서 영감을 받은 이 센서는 빛에 민감한 요소들의 배열을 사용하여 장면의 여러 부분에서 반사된 빛을 포착합니다. 각 요소는 특정 섹션에서 데이터를 수집하며, 이들이 함께 상세하고 정확한 3D 이미지를 생성합니다.
이 센서의 특징은 빛 데이터를 효율적으로 처리하는 포토닉 집적 회로를 사용한다는 점입니다. 또한 이 센서는 NIR(근적외선) 레이저와 함께 작동하여 장거리에서 미세한 디테일을 감지하는 능력을 향상시킵니다. 나아가 이러한 레이저와 광학 집적 회로를 결합함으로써 시스템은 더 넓은 범위와 더 선명한 해상도를 모두 달성합니다.
이 독특한 설계는 빛이 포착되고 처리되는 방식을 변화시킵니다. 이는 기존 시스템의 한계를 극복하면서 여러 가지 분명한 이점을 제공합니다. 정확성과 신뢰성이 필요한 애플리케이션에 있어 3D 라이트필드 센서는 판도를 바꾸는 혁신적인 기술입니다.
레이저 도플러 진동 측정
소음 및 진동 테스트는 자동차, 항공우주, 제조와 같은 산업 전반에 걸쳐 중요합니다. 가속도계와 같은 기존의 접촉 기반 방법은 유용한 데이터를 제공하지만, 물체의 역학을 변경하거나 가혹한 환경에서 작동하지 않을 수 있다는 명확한 한계가 있습니다.
레이저 도플러 진동 측정(LDV)은 도플러 효과에 의존하여 표면이 얼마나 빠르게 움직이는지 측정하는 비접촉 대안을 제공합니다. 파동의 주파수가 움직임에 따라 변하는 이 효과는 엔지니어가 반사된 레이저 빔의 미세한 주파수 변화를 추적하여 진동을 분석할 수 있도록 합니다.
현대식 스캐닝 LDV는 이 원리를 확장합니다. 정밀 광학 기술과 빠른 스캐닝을 결합하여 물체에 닿지 않고도 복잡한 표면의 진동을 실시간으로 매핑할 수 있습니다. 이는 구조 건전성 모니터링, 산업 진단, 자동차 테스트와 같은 분야에서 필수적인 도구입니다.
그러나 이러한 시스템조차도 크거나 동적인 구조를 분석할 때 속도, 범위 및 해상도에 한계가 있습니다. 바로 이 지점에서 Ommatidia의 Q1 및 Q2 레이저 레이더 시스템이 중요한 진전을 이룹니다. 병렬 측정, 간섭계, FMCW(주파수 변조 연속파) 기술을 통합하여 탁월한 정확성과 처리량을 달성합니다. 여러 지점에서 동시에 밀도 높은 진동 데이터를 획득하는 능력은 엔지니어가 성능, 안전 및 내구성을 평가하는 방식을 변화시킵니다.
이러한 발전은 진동 분석을 재정의하여 더 빠르고, 더 정밀하며, 까다로운 환경에 더 잘 적응할 수 있도록 합니다. 이를 통해 Ommatidia의 Q1 및 Q2 시스템은 현대 소음 및 진동 테스트의 새로운 표준을 제시합니다.
- 광범위 연속 조명
- 고출력 조명의 안전한 사용
- 자연에서 영감: 생체 모방 아키텍처
- 적용 분야 및 이점
- FMCW 거리 측정
- 향상된 정확도 및 해상도
- 까다로운 조건에서의 우수한 성능
- FMCW와 생체 모방 디자인의 결합
넓은 영역 연속 조명
Ommatidia의 3D 라이트필드 센서는 전체 장면에 걸쳐 연속적이고 넓은 영역의 조명을 사용할 수 있는 능력으로 두각을 나타냅니다. 좁은 펄스나 집중된 빔에 의존하는 기존 시스템과 달리, 이 접근 방식은 단일 촬영으로 넓은 영역을 커버합니다.
방출되는 빛을 필터링하거나 제한할 필요가 없으므로, 이 방법은 측정에 더 많은 광자를 사용할 수 있도록 보장합니다. 결과적으로 센서는 전체 장면에 대한 상세하고 정확한 정보를 포착하여 범위와 해상도를 모두 향상시킵니다.
고출력 조명의 안전한 사용
고출력 조명은 장거리 감지 및 고해상도 3D 감지를 달성하는 데 핵심이지만, 특히 사람의 눈이나 민감한 재료에 안전 위험을 초래하는 경우가 많습니다.
그러나 Ommatidia의 3D 라이트필드 센서 아키텍처는 광학 출력을 더 넓은 각도 범위와 영역에 분산시켜 이러한 위험을 완화합니다. 이를 통해 3D 이미징에서 처음으로 고출력 조명을 안전하게 사용할 수 있게 됩니다. 이 혁신은 센서가 안전 표준을 저해하지 않으면서 훨씬 더 넓은 감지 범위와 더 선명한 이미지를 달성할 수 있도록 합니다.
자연에서 영감: 생체 모방 아키텍처
놀라운 속도와 정밀도로 볼 수 있는 곤충의 겹눈에서 영감을 얻어, Ommatidia의 기술은 이러한 자연 시스템의 다중 시야 샘플링 능력을 재현하도록 설계되었습니다. 각 개별 센서 요소는 작은 “눈” 역할을 하며, 약간 다른 각도에서 데이터를 수집합니다.
이 요소들은 함께 분석되어 완전한 3D 이미지를 생성할 수 있는 포괄적인 라이트필드를 형성합니다. 이러한 다중 샘플링 접근 방식은 공간 해상도와 깊이 인식을 크게 향상시켜, 빠르고 정확한 3D 이미징을 요구하는 애플리케이션에 이상적인 솔루션이 됩니다.
적용 분야 및 이점
3D 라이트필드 센서는 정확하고 고해상도이며 장거리 3D 이미징을 요구하는 산업에 있어 중요한 진전을 나타냅니다. 그 이점은 안전한 작동을 위해 실시간 깊이 인식이 필수적인 자율 주행 또는 로봇 공학과 같은 분야에서 특히 중요합니다.
또한 계측 및 구조 건전성 모니터링 분야에서 이 센서는 기존 레이저 스캐닝 시스템의 한계 없이 상세하고 정확한 측정을 제공하는 능력을 통해 정밀 공학 및 검사에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다.
FMCW 거리 측정
Ommatidia의 3D 라이트필드 센서 기능을 향상시키는 핵심 요소는 주파수 변조 연속파(FMCW) 거리 측정 기술을 사용한다는 점입니다. 빛 펄스의 반환 시간을 측정하여 거리를 측정하는 기존의 비행 시간(ToF) LiDAR 시스템과 달리, FMCW 기술은 정밀한 거리 측정을 달성하기 위해 다른 접근 방식을 사용합니다.
주파수가 변하는 연속적인 빛 파동을 방출한 다음 반사된 파동의 주파수 변화를 분석함으로써, FMCW 거리 측정은 단일 패스에서 정확한 거리 측정과 속도 감지를 모두 가능하게 합니다.
향상된 정확도 및 해상도
이 방법은 3D 이미징 프로세스에 여러 가지 이점을 제공합니다. 첫째, FMCW 거리 측정은 매우 높은 정확도를 제공하여 더 먼 거리에서도 정밀한 측정을 가능하게 합니다. 시스템이 지속적으로 빛 파동을 방출하고 측정하기 때문에 높은 신호 대 잡음비를 달성하여 3D 데이터의 해상도와 선명도를 향상시킵니다.
이는 Ommatidia의 센서를 위성 계측 또는 고급 구조 건전성 모니터링과 같이 상세한 매핑이 필요한 애플리케이션에서 특히 효과적으로 만듭니다.
까다로운 조건에서의 우수한 성능
FMCW 기술은 기존 LiDAR 시스템이 종종 어려움을 겪는 까다로운 환경에서도 향상된 성능을 제공합니다. 예를 들어, 강한 주변광이나 고반사 표면이 있는 장면에서 FMCW 거리 측정은 정밀도를 유지하여 간섭의 영향을 받지 않고 정확한 결과를 보장합니다.
또한 한 단계에서 거리와 속도를 모두 감지하는 능력은 자율 주행 및 신속한 환경 평가와 같이 실시간 모션 분석이 필요한 애플리케이션에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다.
FMCW와 생체 모방 디자인의 결합
FMCW 거리 측정과 생체 모방 센서 설계를 통합함으로써 Ommatidia의 3D 라이트필드 센서는 탁월한 수준의 정확도, 범위 및 신뢰성을 달성합니다. 이러한 조합은 센서가 밀도 있고 상세한 3D 이미지를 생성하는 능력을 향상시키고 위성 관측에서 고정밀 제조에 이르기까지 다양한 산업 분야로 적용 범위를 넓힙니다.
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