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원격 영상 측정의 발전: 더 먼 곳에서 더 높은 정밀도 확보

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비디오스코프는 사용자가 접근하기 어려운 영역을 육안으로 검사할 수 있게 해주며, 일부 제품은 검사자가 발견하는 결함의 크기 또한 측정할 수 있게 해줍니다. 최근에는 기술 발전으로 멀리서 측정을 할 때에도 이러한 측정의 정밀도가 향상됩니다.

슈퍼 와이드 스테레오

스테레오 측정 기능은 사람이 깊이를 인식하는 방식과 유사합니다. 우리의 뇌는 시차(한 이미지에서 다른 이미지로의 위치 변화)를 기반으로 지속적으로 거리를 계산합니다. 아래의 이미지를 보면, 물체가 한쪽 눈에서 다른 눈으로 이동하는 것처럼 보이지만 우리의 뇌는 건물이 움직이지 않았다는 것을 알고 있습니다. 이 변화는 거리에 반비례합니다. 물체가 가까울수록 두 눈 사이의 차이는 더 극적입니다. 즉, 한 이미지에서 다른 이미지로 위치가 얼마나 많이 바뀌었는지에 따라 물체의 근접도를 직접 측정할 수 있다는 것을 의미합니다.

시차 좌측 눈(좌측) 및 시차 우측 눈(우측); 이미지는 측면 이동을 나타냅니다. 출처 : https://slideplayer.com/slide/7323922/
 

비디오스코프는 측정을 위해 동일한 기본 원리를 사용합니다. 비디오스코프는 뇌와 두 개의 눈 대신 스코프 팁에 장착된 CCD 이미징 센서, 프로세서 및 렌즈를 사용합니다. 팁 어댑터는 서로 거리가 고정된 두 개의 렌즈 시스템을 가지고 있으며, 시차는 물체의 거리를 결정하는 데 사용됩니다.

비디오스코프 팁 어댑터의 시차.
 

슈퍼 와이드 스테레오

당사의 IPLEX® NX 비디오스코프는 더 큰 피사계 심도(DOF)와 시야(FOV)를 가진 슈퍼 와이드 스테레오 측정 기능을 갖추고 있어 더 멀리서도 결함을 측정할 수 있습니다. 이전 모델의 측정 범위는 0.2인치에서 1.2인치였지만, 슈퍼 와이드 스테레오는 0.15인치에서 2.3인치까지 측정할 수 있습니다. 이러한 개선으로 이전보다 4배 더 많은 측정이 가능합니다.

더 큰 결함을 측정하는 기능은 유용하지만, 슈퍼 와이드 스테레오는 사용자에게 또 다른 중요한 이점인 속도를 제공합니다. 안정적인 측정을 위해 비디오스코프를 배치하는 데 몇 분 정도 걸릴 수 있습니다. IPLEX NX 비디오스코프는 거의 두 배의 거리에서 결함을 측정할 수 있기 때문에 검사자는 측정에 소요되는 시간을 줄일 수 있습니다.

측정 정확도 문제 극복

스테레오 측정은 사용자가 선택한 것과 대체 스테레오 이미지에서 비디오스코프가 선택한 것 이렇게 두 개의 픽셀 선택에 의존합니다. 예를 들어, 2피트의 줄을 들고 있을 때 그 길이를 1인치의 1/2에서 1/4 수준의 정확도로 추정할 수 있습니다. 만약 50피트 떨어진 곳에서 줄을 잡고 있다면, 1-2인치 정도의 길이만 추정할 수 있을 것입니다. 모든 육안 측정 시스템에는 동일한 근본적인 문제가 내재되어 있습니다.

이 내재된 거리 문제를 보정하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 첫 번째 방법은 일대일 일치를 사용하는 것입니다. 우리는 고품질의 렌즈 제조에 자부심을 가지고 있지만, 완벽한 렌즈 시스템을 만들 수는 없습니다. 모든 스테레오 팁에서 변형이 발생합니다. 그렇기 때문에 스테레오 팁을 사용하는 비디오스코프에 맞춰 보정하는 것이 중요합니다. 보정은 분산을 찾아 측정 알고리즘에 통합하여 정확도를 향상시킵니다.

두 번째 보정 방법은 스코프의 정확한 일치 지점을 선택하는 기능을 향상시키는 것입니다. 비디오스코프 기술은 이제 매우 발전하여 지점을 일치시키는 정밀도가 더 이상 픽셀 크기에 따라 제한되지 않습니다. 픽셀 크기가 너무 작아졌기에 에어리 원반이나 회절 패턴과 같은 양자 역학적 효과는 스테레오 측정 이미지에서 올바른 지점을 보고 선택할 수 있는 것과 더 관련을 지니고 있습니다. 스코프에서 픽셀이 더 작지만 이미지가 CCD에서 선명하지 않다면 관심 지점이 여러 픽셀에 걸쳐 있을 수 있습니다. 믿을 수 없을 정도로 작은 픽셀 크기 때문에, 비디오스코프의 측정 정밀도에 있어서 픽셀 수를 더이상 셀 필요가 없을 정도로 렌즈 시스템의 품질이 더욱 중요해진 시대에 살고 있습니다.

결론

슈퍼 와이드 스테레오 측정과 뛰어난 해상도를 통해 이제 비디오스코프로 더 멀리서도 보다 정확한 측정을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 검사자는 시간을 절약하고 비용을 절감할 수 있습니다.


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영업 엔지니어, 원격 육안 검사

Charles는 텍사스 주립 대학교에서 산업 공학 학사 학위를 취득했습니다. 그는 자동화 엔지니어, 의료 스캐너 현장 서비스 기술자 및 영업 엔지니어로 근무했습니다. 그는 Olympus에서 5년 이상 근무했습니다.

12월 1, 2016
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