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[기술기고] 머신비전 장비를 구성하는 Area 카메라 선정 법

  • 등록 2021.03.22 14:17:45
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[헬로티]

 

같은 이미지센서로 제조한 카메라에서 성능 차이가 나는 이유?

 

최근 머신비전 시장은 산업용 카메라의 수요증가로 제조비용이 줄어 저렴한 가격에 좋은 성능의 제품 공급이 가능해졌다. 이러한 혁신 덕분에 시장의 주요 수요는 2M(FHD)에서 5M로 이동되고 있고, 12M(QHD)급이상 고해상도 카메라의 수요도 빠르게 증가하고 있다.

 

카메라의 해상도를 높이면 더 넓은 영역을 검사하거나 더 작은 결함을 검출할 수 있고, 둘 모두를 달성할 수도 있다. 하지만 해상도의 증가만큼 영상데이터도 증가하기 때문에 기존의 시스템으로는 이를 수용할 수 없다. 그렇기 때문에 데이터 전송을 위한 인터페이스, 데이터처리를 위한 프로세스의 성능을 높이기 위해 카메라에서 절감한 금액 이상의 비용이 필요할 수 있다. 즉, 카메라에 소요 되는 비용은 줄이면서 검사 속도와 효율을 높일 수 있는 방법이 필요한 상황이다.

 

그렇다면 어떤 카메라로 머신비전 시스템을 구성해야 하는 것일까?
현재 해상도, 속도와 감도로 대표되는 카메라의 주요 성능은 대부분 이미지센서에서 결정된다. 머신비전 시장에는 많은 산업용 카메라 제조사가 있지만, 주로 사용되는 센서는 손에 꼽을 정도로 제한적이다. 여기서 핵심부품인 이미지센서가 같다면 아무 브랜드의 카메라를 사용하여도 상관이 없지 않을까라는 의문이 들 수 있을 것이다.

 

 

 

이 차이를 쉽게 설명하기 위해 노트북 시장을 예로 들어보자. 다양한 제조사의 노트북 또한 대부분의 핵심부품이 동일하다. 하지만 성능과 가격의 차이가 있고, 소비자들은 그 차이를 쉽게 비교할 수 있다. 마찬가지로 산업용카메라도 동일한 이미지 센서로 제작해도 제조사마다 FPGA, 전원 장치 등의 주요 부품과 영상 데이터를 처리하는 ISP 설계에서 분명한 차이를 보이고, 이는 카메라 성능을 좌우한다. 하지만, 이 요소들은 카메라의 성능을 결정하는 중요한 요소임에도 카메라 사양서에 표기되지 않아 보통의 사용자들이 쉽게 비교하기 어렵고, 많은 머신비전 사용자들이 제품 선정 과정에서 이를 고려하지 않고 있는 것이 현실이다.

 

카메라 선정 시 고려해야할 사항 (1) 제조사 역량

 

앤비젼이 취급하는 Huaray 카메라의 경우에도 Gpixel, Sony등 범용적으로 쓰이고 있는 이미지 센서를 사용하여 카메라를 제작하고 있다.

 

카메라 제조사 중, Huaray에 대해 소개하자면 Huaray는 세계 최고 영상 보안 스마트 IoT 솔루션을 제공하는 Dahua에서 런칭한 산업용 카메라 브랜드이다. 2001년에 설립된 Dahua는 현재 16,000명의 직원 및 그 중 50% 이상이 R&D로 근무하고 있는 유니콘 민영 기업이다. 현재 5천만대 이상의 전례 없는 영상 보안 카메라 생산능력을 보유하고 있고, 작년에는 약 5조원 매출을 달성하였다. 참고로 보안 카메라 시장은 가혹한 사용환경을 견딜 수 있는 견고한 하드웨어, 다방면에 걸쳐 활용할 수 있는 다양한 소프트웨어 기능이 요구되고, 엄청난 수요로 가격경쟁이 치열한 시장이기도 하다. 이러한 Dahua의 규모와 역량 기반에서 출범한 Huaray는 혁신적인 가격/품질/속도(개발, 납기, 고객대응)의 가치를 내세우며 머신비전 시장에서의 점유율을 빠르게 높이고 있다. Dahua는 영상보안산업에서의 혁신적인 제조기술과 성공 경험을 자회사인 Huaray에 이식하여 견고 하드웨어와 고성능ISP, 범용적이고 사용하기 쉬운 API와 SDK를 가진 산업용카메라를 만들었다.

 

 

 

연간 2000만대 이상의 생산 능력과 공급망 관리를 기반으로 시장 기준보다 한단계 이상 높은 등급의 부품과 품질 기준(3년 워런티)을 가짐에도 불구하고, 획기적인 가격혁신을 달성했다. 또한, 200명의 엔지니어 Pool은 다양한 시장과 고객의 요구에 맞는 커스터마이징을 가능케 하고 있다.

 

카메라 선정 시 고려해야할 사항 (2) 국내 파트너 역량

 

앞서 이야기한 것처럼 산업용 카메라는 동일한 이미지 센서로 제작해도 제조사마다 카메라 설계 방식에서 성능의 차이를 만들어 내기 때문에 어떤 카메라 제조사의 제품인지 확인함과 동시에 그 제품을 수급하는 국내 파트너의 경험이 풍부한지, 제품의 품질은 어떻게 관리되는지, 기술지원 퀄리티는 어떠한지 등 국내 파트너 역량에 대해서도 확인이 필요하다.

 

앤비젼은 최대 200M 해상도에 대응되는 초고해상도 솔루션 기술과 경험을 바탕으로 동일한 센서를 사용함에도 타사 대비 좋은 감도와 표현력을 보여주는 최상의 카메라 솔루션을 제공하고자 노력하고 있다. 앤비젼의 카메라에 지원되는 기능 중 하나는 이미지센서의 감도를 픽셀단위로 보정하는 FFC(Flat Field Collection) 기능이다. 이 기능은 영상 전체 영역에서 균일한 밝기를 구현해낼 수 있다. 그리고 정밀한 렌즈 성능의 분석을 거쳐 제공되는 앤비젼만의 렌즈 솔루션은 외곽부에서 발생되는 왜곡과 해상력의 손실을 최소화한다.

 

 

 

앤비젼은 400종 이상의 카메라와 렌즈 제품을 보유하여 검사거리와 면적, 정밀도, 속도 등 다양한 검사조건과 예산조건을 모두 만족하는 솔루션을 구축하고 있다. 동일한 해상도 조건에서 최대 다섯 종류의 카메라를 비교하고, 선정할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 최적화를 위한 커스터 마이징을 제공하고 있다. 또한, 개발단계에서의 Huaray 제품 품질 검증을 강화하고, 최종적으로 출시되는 Huaray 제품 품질에 대해 국내 프로젝트 별로 지속적으로 관리하여 품질 안정성을 확보하고, 적기에 물량이 공급될 수 있도록 하고 있다.

 

현재 사용하고 있는 카메라가 만족스럽지 않거나 위 내용에 추가적으로 궁금한 부분이 있다면 언제든지 머신비전 전문가 그룹인 앤비젼에 문의해서 높은 퀄리티의 지원을 경험해 보길 바란다.

 

앤비젼



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