[적용사례] 도로 포장 상태 점검 | 비맥스테크놀로지
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Overview
도로 포장 상태 점검 차량에는 병렬 구조광(PSL)을 활용하는 Photoneo의 3D MotionCam-3D Color M이 장착되어 있습니다. PSL은 높은 공간 및 시간 해상도로 동적인 장면을 캡처하기 위해 설계된 첨단 3D 이미징 기술입니다. 여러 패턴을 순차적으로 투사하고 깊이를 재구성하기 위해 여러 프레임이 필요한 기존의 구조광 시스템과 달리, PSL은 단 한 번의 노출로 필요한 모든 깊이 정보를 캡처하는 혁신적인 센서 및 프로젝션 시스템을 채택하고 있습니다.
이 시스템의 특수 설계된 센서 아키텍처는 픽셀 단위 변조 또는 다중 채널 필터링을 활용하여 이 패턴을 병렬로 디코딩하고, 전체 시야에 걸쳐 공간 위상 정보를 동시에 추출합니다.
이 기술은 순차적인 프레임 획득의 필요성을 없애 움직임을 효과적으로 "정지"시켜 모션 블러나 시간적 왜곡 없이 빠르게 움직이는 물체나 급변하는 환경을 정확하게 3D로 재구성할 수 있게 합니다. 그 결과, 특정 순간의 장면 기하학적 무결성을 보존하는 고해상도 심도 맵을 단일 샷으로 얻을 수 있습니다.
이러한 특성은 일반 주행 속도로 이동하면서 도로 포장 상태를 스캔하고 기록해야 하는 도로 점검 차량에 매우 적합합니다.
MotionCam-3D와 PSL 기술은 특정 순간의 이미지를 정확히 캡처하고 정지시켜 고해상도 3D 재구성을 수행하는 데 매우 적합하지만, 이를 차량에 적용하기 위해서는 데이터를 처리할 컴퓨터가 필수적이며, 이동 중인 차량 환경에서 이를 운용하는 것은 여러 가지 도전 과제를 동반합니다.
컴퓨터는 지속적인 충격과 진동에 노출되며, 차량이 열악한 도로 상황을 만날 경우 그 영향은 더욱 심각해집니다. 장기적으로는 부품과 커넥터가 헐거워져 고장 지점이 발생할 수 있습니다. 또한 차량에 탑재된 컴퓨터는 차량으로부터 전원을 공급받아야 하는데, 이는 시동을 걸거나 끌 때 전압 변동의 영향을 받기 쉽습니다.
시스템은 카메라와 다양한 센서를 연결할 수 있는 인터페이스를 제공해야 하며, 동시에 실시간 데이터 업로드를 위한 무선 통신 기능도 필요합니다.
마지막으로, MotionCam-3D에서 발생하는 대량의 데이터 스트림을 처리할 수 있는 충분한 연산 성능이 요구됩니다. 이는 데이터 저장 후 후처리를 수행하거나, Photoneo 3D Meshing 또는 3D Instant Meshing과 같은 라이브러리를 활용하여 개별 스캔 데이터를 실시간으로 결합하는 작업까지 포함됩니다.
Solution
현재 Zebra Technologies의 자회사인 Photoneo는 도로 검사용 MotionCam Color M에 Neousys의 Nuvo 시리즈 컴퓨터를 도입하기로 결정했습니다. Neousys의 Nuvo 시리즈 시스템은 E-MARK 인증, EN 50155(EN 50121) 규격 준수, 또는 특허받은 충격 흡수 브래킷을 장착하여 최대 3Grms의 충격 및 진동을 견딜 수 있도록 MIL-STD-810G 규격을 충족합니다.
-40°C에서 70°C에 이르는 극한 온도에서 작동 가능한 이 시스템은 최대 24코어/24스레드의 Intel® Core™ 프로세서와 내장 AI 추론 기능 NPU로 구동되며, 더욱 강력한 처리 성능을 위해 NVIDIA® 전용 그래픽 카드를 설치할 수도 있습니다. 풍부한 연결성을 제공하는 이 시스템은 PoE+ 포트를 통해 카메라를 단일 케이블로 연결하여 데이터 전송과 전원 공급을 동시에 수행할 수 있으며, 최대 20Gbps 대역폭의 USB 3.2, 센서 및 액추에이터 연결을 위한 COM 및 디지털 입력/출력 포트, 그리고 SocketCAN을 통해 기존 CAN 버스를 넘어 차량 내 애플리케이션 간 네트워크와 같은 유연한 통신을 제공합니다.
확장성 측면에서 Nuvo 시리즈 시스템은 5G/4G 또는 WiFi6/5 무선 통신 모듈용 SIM 슬롯이 있는 mini-PCIe 소켓을 제공합니다. 두 개의 모듈을 설치하면 중앙 제어실 통신 또는 차량 대 사물(V2X) 애플리케이션 등 현장에서의 이중화 목적으로 함께 작동할 수 있습니다.
또한 Nuvo 시스템은 Neousys의 특허 기술인 SuperCAP 전원 백업 모듈과 함께 사용할 수 있으며, 이를 통해 시스템 보호 및 데이터 손실 방지가 가능합니다. SuperCAP 모듈은 컴퓨터의 전력 소비를 실시간으로 모니터링하며, 전원 이상이 감지되면 즉시 백업 전력을 공급하고 안전한 종료 시점을 제어하여, 갑작스러운 전원 차단으로 인한 하드웨어 손상이나 데이터 손실을 방지합니다.
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