산업용 3D 머신 비전 시장; 오므론, 키엔스, 코그넥스 3파전
글로벌 3D 머신 비전 시장은 2025년까지 28억 9천만 달러로 성장할 것으로 나타났다.(출처. data bridge market research) 가장 선도적인 업체는 코그넥스(미국)와 오므론(일본), 키엔스(일본)의 3파전이다. 이들 업체가 글로벌 3D 머신 비전 시장에서 선두자리를 꿰차고 있다.
3D 머신 비전 시장은 로봇 컨트롤러가 있는 3D 비전 시스템에 대한 광범위한 수요에 기인한다. 또한 3D 비전과 그 애플리케이션에서의 자동화에 대한 수요증가도 한 몫 했다. 특히 3D 비전 로봇의 피킹 작업에서 활발한 시장 성장을 보이고 있다.
시장조사업체인 데이터 브릿지 마켓 리서치는 글로벌 3D 머신 비전 시장은 산업 및 비산업 분야로 수직적 분류가 가능하다고 평가했다. “산업용 3D 머신 비전이 2018년부터 오는 2026년까지 3D 머신 비전 시장을 지배할 것”이라고 전망했다.
비산업용 3D 머신 비전 시장도 상당히 높은 성장세를 이어갈 것이라고 밝혔다. 특히 비산업용 분야에서 자동차용 3D 머신 비전에 대한 큰 성장세가 기대된다.
글로벌 3D 머신 비전 시장은 제품을 기반으로 두 가지 주요 부문으로 분류된다. 하나는 스마트 카메라 기반 시스템이며, 다른 하나는 PC 기반 시스템이다. 2018 년 PC 기반 시스템 시장이 가장 높은 점유율로 시장을 장악하고 있는 것으로 분석됐다. 그러나 향후 영상처리 기술 및 데이터 전송 기술에 대한 기술 발전과 보급의 평준화에 따라 스마트 카메라 기반 시스템의 성장세가 높아지고 있는 중이다.
주요 3D 머신 비전 업체는 다음과 같다.
Omron
Keyence
Cognex Corporation
Teledyne Technologies
National Instruments
Texas Instruments
Basler AG
Baumer Optronic
Sick
Canon
Qualcomm
Scorpion Vision Ltd
Allied Vision Technologies
IDS Imaging Development Systems
OmniVision
DataLogic
Microscan Systems
ISRA Vision AG
FLIR Systems
Dalsa
Hermary Opto Electronics
오토메이션 기계 애플리케이션 및 산업 로봇, 그리고 협동 로봇에 대한 시장 확산도 3D 머신 비전 시장의 활성화에 큰 역할을 하고 있는 것으로 파악된다. 또한 클라우드에 기반한 딥러닝, 인공지능 기술의 머신 비전 결합에서도 큰 성과를 내면서 시장성장을 이끌고 있는 중이다.
따라서 3D 머신 비전과 로봇 애플리케이션, 인공지능 전문업체들간의 인수합병 및 기술협력이 더욱 활발하게 추진될 전망이다.
오므론, 로봇 핸드 탑재형 3D 이미지 센싱 기술 개발
이러한 가운데 일본 자동화 솔루션 전문기업 오므론(Omron)이 소형 이미지 센서로 물체의 위치·자세를 3차원으로 인식하는 3D 이미지 센싱 기술을 개발해 주목된다. 이 기술과 로봇을 결합해 작업자 수작업에 의지해 왔던 벌크 상태의 부품 조립 공정을 빠르고 정확하게 자동화하는 것이 가능해졌다.
최근 제조업의 인력 부족과 인건비 상승이 심각한 가운데 사람의 경험과 감각을 필수로 사람에 의존하고 있던 조립, 검사, 반송 공정 등의 자동화가 급선무가 되고 있다. 따라서 다양한 조립 공정에서 진행중인 벌크 상태의 부품 피킹 작업을 로봇으로 자동화하려는 노력들이 지속되고 있다. 여기에는 특히 3D 이미지 센서를 로봇에 접목하려는 경향이 강하다.
이를 해결하기 위해서는 구성하는 두 가지 기술인 3차원 형상 이미지를 생성하는 3D 측정 기술과 대상물의 위치 자세를 인식하는 3D 인식 기술을 고속화하는 것이 필요하다.
오므론은 이러한 요구에 대응하기 위해 고속·고정밀도로 물체를 3차원으로 인식할 수 있는 이미지 센서를 소형, 경량화하여 로봇 핸드 부분에 탑재할 수 있는 3D 이미지 센싱 기술을 개발했다. 머신러닝 기술을 적극 도입해 스스로 제품 형상을 파악하고 불량을 판별하는 인공지능 솔루션으로까지 발전해 가고 있는 중이다.
기존 3D 측정 기술의 위상 시프트 방식에서는 10회 이상의 영상이 필요하기 때문에 측정 시간이 걸렸지만 오므론은 독자의 패턴 조명을 이용하여 1회 촬상으로 대상 물건의 3차원 형상 이미지를 생성하는 3D 측정 기술을 개발했다. 또한 3D 인식 기술에서는 이미지 처리 분야에서 축적된 고속 2D 검색 기술을 3D로 확장하여, 대상물의 위치 자세를 빠르게 인식하는 알고리즘을 개발했다.
이러한 기술은 로봇의 피킹 작업을 방해하지 않는 약 0.5 초의 빠른 부품 인식이 가능하다. 또한 자신의 패턴 조명에 의해 카메라를 소형화 하여, 약 500 g으로 경량화 한 것으로 소형 로봇 핸드 부분에 장착 가능하다. 부품의 설치 상태에 따라 3D 이미지 센서의 관점을 이동할 수 있으며, 다양한 위치 자세의 부품에 대응하는 유연한 피킹을 제공한다.
오므론은 이 기술을 탑재한 소형 3D 이미지 센서의 상용화는 2020년중에 가능할 것으로 내다봤다.
오승모 기자 oseam@icnweb.co.kr
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