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비전 솔루션은 제조업, 품질 관리, 자동화 등 다양한 산업 분야에서 시스템의 정확성과 효율성을 크게 향상시키는데 중요한 역할을 합니다. 산업의 환경 및 목적을 충족시키는 비전 시스템이 제대로 작동하려면 각 구성 요소 간의 데이터 전송이 매우 중요합니다. 고속으로 이미지를 취득하고 분석하기 위해서는, 카메라로 촬영한 이미지 데이터가 프레임그래버로 빠르고 정확하게 전달되어야 합니다. 이러한 과정에서 인터페이스(Interface)는 데이터를 안정적으로 전송되도록 하며, 최적으로 구성된 시스템의 높은 속도와 정확성을 유지할 수 있게 해주는 핵심 역할을 합니다. 머신비전에서 주로 사용되는 인터페이스로는 USB3 Vision, GigE Vision, Camera Link, CoaXPress등이 있습니다. 이번 포스팅에서는 인터페이스의 기본적인 개념부터 시작하여 각 인터페이스의 역할과 종류, 그리고 그 중요성에 대해 알아보도록 하겠습니다. 인터페이스의 역할 인터페이스는 카메라와 프레임그래버 사이에서 안정적이고 빠르게 데이터를 전송하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 데이터 전송 속도, 대역폭, 전송 거리, 안정성 등 각 프로젝트의 요구 사항에 따라 적절한 인터페이스를 선정하는 것이 중요합니다. 카메라 / 인터페이스 / 프레임그래버의 관계 위의 그림과 같이 프레임그래버, 인터페이스, 그리고 카메라는 머신비전 시스템에서 상호 연관되어 작동합니다. 카메라는 이미지를 캡처하여 아날로그 또는 디지털 신호를 생성하고, 프레임그래버는 이를 디지털 이미지로 변환해 컴퓨터로 전송합니다. 인터페이스는 이 데이터 전송 경로를 제공하며, 속도와 신뢰성을 보장해 시스템의 성능과 효율성을 극대화합니다. 인터페이스의 특징 인터페이스의 종류 머신비전에서 사용되는 주요 인터페이스로는 USB3 Vision, GigE Vision, Camera Link, CoaXPress 등이 있으며, 각각의 특징, 대역폭, 속도 차이 등을 살펴보겠습니다. *인터페이스 별 속도 및 케이블 길이 변화 그래프 USB3 Vision : USB 3.0을 기반으로 한 인터페이스 USB3 Vision 인터페이스는 USB 3.0을 기반으로 하며, 설치가 간편하고 비용이 저렴하며, 일반적으로 3M~5M의 케이블 길이를 지원합니다. 대역폭은 최대 5 Gbps이며, 실제 데이터 전송 속도는 약 400 MB/s 입니다. 또한 다양한 USB 장치와의 호환성 덕분에 시스템 통합이 용이하고, 고속 데이터 전송을 지원하는 데 적합합니다. GigE Vision : 기가비트 이더넷을 기반으로 한 인터페이스 GigE Vision 인터페이스는 데이터 전송 속도와 거리 측면에서 매우 유리하며, 고해상도 이미지를 안정적으로 전송할 수 있습니다. 최대 100미터 거리까지 데이터를 전송할 수 있으며, 중간에 스위치나 리피터를 사용하면 더 긴 거리로 확장할 수 있습니다. 가격이 저렴하고 시스템 구성은 표준 네트워크 장비를 통해 유연하게 할 수 있어, 여러 대의 카메라를 쉽게 연결해 다중 카메라 시스템을 구축할 수 있습니다. 검사 환경과 요구 사항에 맞춰 GigE, 5GigE, 10GigE 중 적절한 버전을 선택하는 것이 중요합니다. Camera Link(CL) : 고속 디지털 비디오 전송을 위한 산업 표준 인터페이스 Camera Link는 고속 병렬 데이터 전송을 위한 표준 인터페이스로, 매우 높은 대역폭과 긴 전송 거리를 지원합니다. Camera Link 인터페이스는 약 5M의 케이블 길이를 권장하며, 최대 약 10M까지 연장이 가능합니다. 1개의 보드에 최대 2개의 케이블을 사용하여 데이터를 전송할 수 있습니다. 대역폭은 기본모드(Base Configuration)에서 최대 2.04 Gbps, 전체모드(Full Configuration에서 최대 6.8 Gbps입니다. 전체 모드일 경우 보통 두개의 병렬 케이블을 사용합니다. Camera Link는 최대 85MHz의 시리얼 클럭 주파수를 제공하므로 높은 대역폭에서의 고속 촬영에 적합합니다. * Base Configuration은 Camera Link의 기본 설정으로, 최대 2.04 Gbps의 대역폭을 지원하며, 표준 해상도와 프레임 속도의 데이터 전송에 적합 * Full Configuration은 Camera Link의 고속 설정으로, 최대 6.8 Gbps의 대역폭을 지원하며, 고해상도와 빠른 프레임 속도의 데이터 전송에 적합 *시리얼 클럭 주파수 : 데이터 전송 속도를 제어하는 신호의 반복 속도로, 주파수가 높을수록 데이터 전송 속도가 빨라짐. CoaXPress(CXP) : 동축 케이블을 사용한 고속 데이터 전송 인터페이스 ? CoaXPress는 동축 케이블을 사용하여 초고속 데이터 전송을 지원하는 인터페이스로, 높은 전송 속도와 긴 전송 거리를 제공합니다. 또한 1개의 보드에 최대 8개의 CXP 케이블을 연결할 수 있어 고속 이미지 처리와 같은 어플리케이션에 특히 유리하며 최신 기술을 반영하여 설계된 만큼 우수한 성능을 보입니다. CoaXPress는 하나의 케이블에 데이터 전송, 카메라 제어, 전원 공급, 트리거링(동작 시작 신호) 등 4가지 기능을 수행하기 때문에 유연성이 뛰어납니다. 1. CoaXPress(CXP) 케이블 * 종류 * CoaXPress (CXP) 인터페이스는 DIN, Micro BNC, BNC 세 가지 주요 커넥터 타입을 사용하여 데이터 전송을 최적화합니다. 각 케이블 타입은 다양한 전송 요구와 시스템 설계에 맞춰 선택되며, 다음과 같은 특징이 있습니다. *Resource : 코비스테크놀로지 * 길이 * 규격별 CoaXPress (CXP) 인터페이스의 케이블 길이는 전송 속도에 따라 달라집니다. 기본적으로 CXP는 최대 130미터까지 케이블 길이를 지원하지만, 전송 속도가 증가할수록 케이블 길이는 줄어듭니다. 이는 높은 속도에서 신호 감쇠와 노이즈의 영향을 줄이기 위함입니다. 따라서, 전송 속도가 높을수록 케이블 길이를 짧게 유지해야 신호 품질을 보장할 수 있습니다. CoaXPress는 케이블 표준에 따라 대역폭과 사용 가능한 길이가 달라집니다. *케이블 길이가 길어질수록 노이즈가 증가할 수 있음 * 표준 * CoaXPress (CXP) 표준은 CXP 1.0과 CXP 2.0 규격의 두 가지 주요 버전이 있습니다. * CoaXPress(CXP)와 Camera Link(CL)의 차이 * CoaXPress(CXP)는 높은 데이터 전송 속도와 대역폭을 지원하며, 장거리 데이터 전송이 가능합니다. 1개의 보드에 최대 8개의 CXP 케이블을 연결할 수 있어 고속 이미지 처리와 같은 어플리케이션에 주로 적용됩니다. Camera Link는 신뢰성 높은 인터페이스로 사용되어 왔습니다. 안정적인 성능을 제공하며, 1개의 보드에 최대 2개의 케이블을 사용하여 데이터를 전송할 수 있습니다. 또한 다양한 카메라와의 호환성이 높은 것이 특징입니다. 각각의 검사 환경과 플리케이션 목적에 따라 적합한 인터페이스를 선택하여 시스템 성능과 효율성을 최적화하는 것이 좋습니다. *CXP와 Camera Link 구성의 예* 다양한 산업의 환경 및 검사 조건에 따라 적절한 인터페이스를 선택하면 데이터 전송 속도와 시스템의 유연성을 최적화하여, 최상의 성능을 발휘할 수 있습니다. 인터페이스 선정에 전문가의 도움이 필요하시다면, 언제든 화인스텍을 찾아주세요!
2024.09.03line scan application 라인스캔 머신비전 기술은 대형, 고해상도, 고속 이미지 캡처가 필요한 결함 없는 이미지를 검사하는 데 적합한 머신비전 기술입니다. 예를 들어 종이, 섬유, 금속, 유리 테이프 등과 같이 대형 웹(web) 이미지 검사를 위해서는 라인스캔 카메라 기술이 사용되어야 합니다. 라인스캔 기술은 일련으로 연속된 이미지 데이터를 취득하기 때문에 데이터 양이 방대합니다. 또한 고속으로 이동하는 물체의 이동 속도와 카메라의 이미지 캡처 속도를 동기화시켜 정확한 이미지를 확보해야 합니다. 이러한 이유로 고속으로 이미지를 취득하고 취득한 데이터를 처리하여 PC로 전송하는 기술이 필요합니다. 즉, 고속으로 이미지를 전송하는 인터페이스와 고속으로 데이터 처리하는 프레임그래버 조합은 라인스캔 비전 검사에서 있어 대량의 이미지 데이터를 효율적으로 처리하는 핵심 요소입니다. 이를 통해 이미지 처리의 가장 중요한 데이터 흐름을 유지하여 머신비전 시스템의 성능과 효율성을 높입니다. 이러한 면에서 Euresys Coaxlink Quad CXP-12 DF 프레임 그래버는 해상도, 프레임 속도 및 대역폭 측면에서 기존의 한계를 뛰어넘는 성능을 제공합니다. web"*: 종이, 섬유, 금속, 플라스틱, 유리 등과 같은 재료가 롤 형태로 연속적으로 움직이는 것을 의미합니다. 1 Euresys Coaxlink Quad CXP-12 DF Euresys의 Coaxlink Quad CXP-12 DF 프레임 그래버는 CoaXPress 2.0 표준의 CXP-12 모드를 활용하여 기존 CoaXPress 1.0 규격의 CXP-6보다 두 배 빠른 12.5 Gbps의 확장된 대역폭을 제공합니다. 이미지 데이터를 전송하는 인터페이스 종류와 대역폭 또한 최신 PCI Express 버스*(통신시스템)의 기능과 결합하여 초당 수 기가바이트의 이미지 데이터를 PC 메모리로 전송할 수 있습니다. CoaXpress*는 대량의 데이터를 고속으로 전송하는 인터페이스. 프레임 그래버: 카메라로부터 받은 영상 신호를 디지털 데이터로 변환시켜 주는 영상 캡처 장치. CXP-12: CXP는 CoaXpress의 약자로 12는 데이터 전송 속도, 즉 12기가 바이트를 뜻함. PCI 버스(Peripheral Component Interconnect Bus)는 컴퓨터 메인보드에 주변 장치를 장착하는 데 쓰이는 컴퓨터 버스의 일종. 컴퓨터 버스: 컴퓨터 안의 여러 장치 사이를 연결해 데이터와 주소, 제어 신호 등 정보를 전송하는 통로(통신 시스템). 데이터 흐름(Data flow): 시스템 내에서 데이터가 이동하고 처리되는 방식과 경로를 의미. 데이터가 생성되거나 수집된 이후, 저장되고 처리되며 최종적으로 호스트 pc에 전송되는 과정. Coaxlink Quad CXP-12 DF 주요 사양 CoaXPress CXP-12 연결 4개 및 데이터 전달 출력 4개: 카메라 대역폭 5,000 MB/s PCIe 3.0(Gen 3) x8 버스: 버스 대역폭 6,700 MB/s 다기능 디지털 I/O 라인 10개 폭넓은 카메라 제어 기능 Memento 이벤트 로그 툴 디지털 I/O 라인: input, output 데이터 입출력을 의미. PCIe 3.0 (Gen 3): PCIe의 세 번째 세대, 3.0 버전, 8 레인을 가진 PCIe 슬롯을 의미. 각 레인은 데이터 전송 경로를 의미하며, 8 레인 슬롯은 동시에 8개의 데이터 경로를 통해 정보를 전송할 수 있음. Memento 이벤트 로그 툴: 시스템 운영 중 발생한 오류 등을 기록한 이벤트 로그를 관리하는 도구. 이를 통해 문제를 진단하고 해결하는 데 도움이 된다. 비전 검사에서 사용되는 라인스캔 카메라는 고해상도 및 고속으로 일련의 이미지를 캡처하기 때문에 이미지 데이터 양이 큽니다. 그러므로 일부 산업의 비전 검사에서 여러 코어 CPU를 사용하더라도 처리해야 할 데이터가 너무 많아 1대의 PC로는 충분한 성능을 제공하기 어려운 경우가 있습니다. 이미지 데이터 처리 속도가 부족하면 이미지 분석, 객체 인식, 데이터 해석에 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 작업의 효율성을 높이기 위해 여러 대의 PC에 작업을 분산시켜 데이터 처리와 전송 속도를 확장해야 합니다. 2 데이터 전달 기능(Data Forwarding)이 있는 4개 채널 Coaxlink Quad CXP-12 DF 프레임 그래버 Coaxlink Quad CXP-12 DF는 DF(Data Forwarding) 기능을 지원합니다. 이 기능은 여러 대의 PC에 분배하여 이미지 처리 작업 부화를 방지합니다. Coaxlink Quad CXP-12 DF는 고속 카메라로 수집한 이미지 데이터를 CoaXPress 인터페이스를 통해 수신받고 동일한 데이터를 PCI Express 버스를 통해 호스트 PC로 전송합니다. 동시에 같은 데이터를 출력포트로 다른 장치(PC)나 시스템에 전달합니다. PCI 버스(Peripheral Component Interconnect Bus)는 컴퓨터 메인보드에 주변 장치를 장착하는 데 쓰이는 컴퓨터 버스의 일종 이러한 방식으로 하나의 카메라를 여러 PC 장치와 연결하는 데이지 체인*방식으로 연결할 수 있습니다. 즉, 하나의 카메라에 최대 10대의 컴퓨터에 연결하여카메라에서 수집된 데이터를 모든 PC에서 동시에 수신하여 처리합니다. 데이지 체인(Daisy Chain): 데이지 체인(daisy chain)이란 연속적으로 연결된 하드웨어 장치들의 구성을 지칭. 게다가 마스터 Coaxlink Quad CXP-12 DF 보드는 CoaXPress 비트스트림*에서 각 서브 보드의 동기화, 데이터 수집, 처리, 전송을 조정합니다. 마스터 CoaXlink 보드는 모든 장치 간의 회선까지 완벽하게 동기화하여 수집한 데이터가 정확하게 일치하도록 합니다. 이를 통해, 트리거(데이터 전송) 신호를 조정합니다. 비트스트림: 데이터 통신 회로들을 통해서 연속적으로 전송이 되는 일련의 비트열로 데이터들을 하는 스트림의 단위 Coaxlink Quad CXP-12 DF 보드는 데이터 포워딩 기능 덕분에 각 PC에 하나의 Coaxlink 보드만 필요하며 다중화 부속품을 필요하지 않습니다. 또한 PC를 서로 가깝게 배치하거나 최대 40m까지 거리를 둘 수 있습니다. 즉, 추가 부속품 비용이 발생하지 않으며, 40m 거리까지 유연하게 PC와 장비를 설치할 수 있으므로 시스템 비용을 줄일 수 있습니다. 3 Coaxlink Quad CXP-12 DF 프레임 그래버 산업 어플리케이션 Coaxlink Quad CXP-12 DF 보드는 주로 한 줄씩 이미지를 촬영하는 Line scan 카메라 어플리케이션(포장지, 인쇄, 금속 스트립)에 사용됩니다. 예를 들어 Line scan 카메라에서 매우 큰 이미지를 촬상해야 할 경우 매우 큰 이미지를 여러 부분으로 나누어 검사하는 것이 효과적입니다. 즉, Coaxlink Quad CXP-12 DF 보드를 사용하여 데이터를 여러 PC에서 동시에 처리할 수 있습니다. 이 방법은 택타임(Tack Time)도 줄이고 PC의 부하율도 줄입니다. 택타임(Tack Time): 요구하는 생산 목표를 달성하기 위해 제품 하나를 생산하는데 필요한 시간 Euresys Coaxlink Quad CXP-12 DF 어플리케이션 Euresys의 Coaxlink Quad CXP-12 DF는 검사 속도를 높이고 생산성을 향상합니다. Euresys 프레임그래버에 대해 더 궁금하시다면 화인스텍으로 문의 주세요!
2024.08.23안녕하세요, 화인스텍입니다. 오늘은 머신비전의 기본 구성 요소에 대해 알아보려 합니다. 머신비전은 현대 산업에서 필수적인 기술로 자리 잡고 있으며, 다양한 응용 분야에서 품질 관리, 자동화 및 검사 작업을 더욱 효율적으로 수행할 수 있도록 도와주고 있는데요. 게다가 인공지능과 딥러닝 기술의 발전으로 더욱 정교하고 정확한 이미지 분석이 가능해져 다양한 산업 분야에서 머신비전의 응용이 확대되고 있습니다. 즉, 지속적인 기술 혁신과 자동화 수요 증가로 인해 머신비전의 영향력이 점점 높아져 가고 있습니다. 이번 포스팅을 통해 머신비전 시스템이 어떻게 구성되어 있는지, 그리고 각각 어떤 역할과 중요성을 갖고 있는지에 대해 자세히 설명드리겠습니다. 함께 머신비전의 세계로 들어가 보시죠! 머신비전 시스템은 여러 가지 중요한 구성 요소들로 이루어져 있습니다. 각 요소들은 시스템이 원활하고 정확하게 작동하도록 하는 데 필수적인 역할을 합니다. "카메라" 머신비전 카메라는 이미지 캡처를 통해 시스템이 물체를 인식하고 분석할 수 있게 하는 장치로서 머신비전 시스템에서 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 머신비전 카메라는 이미지 프로세싱 소프트웨어와 결합하여 자동화된 검사, 로봇 가이드, 물류 처리 등을 가능하게 함으로써 전체 시스템의 효율성을 극대화합니다. 카메라의 역할 및 중요성 비전 카메라의 종류로는 에어리어 스캔 카메라, 라인 스캔 카메라, 3D 카메라, 스마트 카메라, 멀티스펙트럼 카메라 등이 있습니다. 에어리어 스캔 카메라(Area Scan Camera) : 단일 프레임에서 이미지를 캡처하는데 사용되는 카메라? 라인 스캔카메라 (Line Scan Camera) : 한줄의 라인을 스캔하여 연속적으로 이미지를 구성하는 카메라 3D 카메라 (3D Camera) : X, Y 및 Z 평면에서 검사를 수행하고 공간에서 물체의 위치와 방향 계산을 할 수 있는 카메라 스마트 카메라 (Smart Camera) : 이미지 캡처와 처리를 카메라 자체에서 수행하는 독립적인 시스템을 갖춘 카메라 멀티스펙트럼 카메라 (Multispectral Camera) : 여러 파장의 스펙트럼 이미지를 동시에 캡처하여 물체의 다양한 특성을 분석할 수 있는 카메라 머신비전에서의 카메라는 산업 자동화와 품질 관리에 필수적인 장비입니다. 다양한 종류의 머신비전 카메라는 각각의 특성과 용도에 맞춰 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 특히, 특정 응용 분야의 요구에 적합한 카메라를 선택하면 작업라인에서의 효율성과 정확성을 크게 향상시킬 수 있습니다. "렌즈" 이미지를 획득하고 피사체를 정확하게 포착하는 데 필수적인 역할을 하는 장치로서 렌즈의 선택과 최적화는 이미지의 해상도와 선명도를 향상시켜 시스템의 성능과 분석 정확도를 극대화합니다. 렌즈의 역할 및 중요성 렌즈의 종류로는 CCTV 렌즈, 텔레센트릭 렌즈, 매크로 렌즈, 가변 초점 렌즈, 라인스캔 렌즈, 줌 렌즈 등이 있으며, 각각의 용도와 목적에 맞게 선택됩니다. CCTV 렌즈 (CCTV Lens) : 조리개의 조절과 배율 변경이 가능하며, DOF(Depth of field)가 무한 광학계인 것이 특징인 렌즈 텔레센트릭 렌즈 (Telecentric lens) : 입사광이 렌즈의 광축에 평행한 렌즈로 이미지의 원근감을 최소화 하며 WD*가 고정인 렌즈 매크로 렌즈(Macro Lens) : CCTV 대비 왜곡을 최소화하고 가까운 거리에서만 초점을 맞추도록 설계된 렌즈 가변 초점 렌즈 (Vari-Focal) : 초점거리를 연속적으로 변화시킬 수 있는 렌즈 WD*: Working distance로 렌즈 앞단에서 물체까지의 거리 선명한 해상도의 이미지는 이미지 분석 검사의 정확도를 보장하며, 시스템의 효율성과 유연성을 증가시킵니다. 적절한 렌즈 선택은 이미지 검사 처리 속도를 높여 생산성을 향상시키고, 추가적인 처리와 보정을 줄여 비용 절감에 기여합니다. 이는 머신비전 시스템의 전반적인 성능과 신뢰성을 크게 향상시킵니다. "조명" 머신비전 시스템에서 조명은 선명한 이미지를 취득하는 데 있어 중요한 핵심 요소입니다. 조명을 통해 머신비전 시스템을 더욱 정확하게 분석하는 데 도움을 주며, 고품질의 고대비 이미지는 결함 검출, 측정, 인식 등의 작업에서 높은 신뢰성을 보장합니다 조명의 역할 및 중요성 조명의 종류로는 링 조명, 바 조명, 돔 조명, 백 라이트 등이 있으며, LED, 형광등, 할로겐 등 다양한 조명 기술이 사용됩니다. 또한, 조명의 방향과 색상, 강도도 머신비전 조명 설치에 있어 중요한 요소로 작용합니다. 링 조명 (Ling Light) : 카메라 주변에 원형으로 배치되어, 객체에 균일한 조명을 제공 바 조명 (Bar Light) : 긴 막대 형태로, 균일한 조명을 제공, 표면 결함 검사나 치수 측정과 같은 애플리케이션에 적합 돔 조명 (Dome Light) : 빛을 난반사시켜 그림자가 제거된 부드러운 이미지를 얻을 수 있습니다. 조명 반사율이 심한 대상물체에도 적합함 백 라이트 (Backlight) : 객체 뒤에서 조명을 제공하여, 객체의 윤곽을 뚜렷하게 만듦. 객체의 형태나 외곽선을 정확하게 분석하는 데 필수적 이미지의 품질이 향상되고, 분석의 정확도가 높이기 위해서는 다양한 환경과 조건에 맞는 적절한 조명을 선택해야 합니다. 최적화된 조명은 일관된 검사 결과와 비용 절감에 기여합니다. "프레임그래버" 프레임그래버는 "프레임(Frame)을 잡는다(Grab)"라는 뜻으로 이미지를 획득하기 위해 만들어진 장치로서 핵심 구성요소입니다. 주로 이미지 캡처, 전처리, 변환 등을 수행하여 소프트웨어가 더 효율적으로 작업할 수 있도록 도와줍니다. 프레임그래버(FrameGrabber)의 역할 및 중요성 프레임그래버(FrameGrabber)의 구조 프레임그래버는 제조, 의료, 자동차, 로봇, 보안 등 다양한 산업 분야에서 컴퓨터 비전 및 이미지 처리 응용에 활용됩니다. 또한 머신비전 시스템에서 데이터의 신속하고 정확한 전송, 고품질 영상 유지, 다양한 카메라 인터페이스 지원, 실시간 처리 등 여러 핵심 기능을 수행하여 시스템의 성능과 효율성을 극대화하는데 중요한 역할을 합니다. "소프트웨어" 소프트웨어는 프레임그래버가 처리한 데이터를 분석하고, 결과를 도출하여 시스템의 전체 성능을 제어하는 핵심 요소입니다. 이미지 분석 알고리즘을 적용하여 결함 검출, 객체 인식, 패턴 매칭 등을 수행합니다. 소프트웨어의 역할 및 중요성 소프트웨어의 종류로는 전용 소프트웨어 패키지, 프로그래밍 라이브러리, 딥러닝 프레임워크, 클라우드 기반 솔루션 등이 있으며, 유연한 커스터마이징과 확장성을 제공하여 다양한 응용 분야에 적합하게 맞출 수 있습니다. 전용 소프트웨어 패키지 : 특정 목적을 위해 설계된 소프트웨어 솔루션으로 이미지 분석, 물체 인식 등에 사용? 프로그래밍 라이브러리 : 이미지 처리 및 컴퓨터 비전 작업에 필요한 프로그램 개발에 필요한 기능을 미리 구현해 놓은 코드 기반의 라이브러리? 딥러닝 프레임워크 : 인공지능과 머신러닝을 활용한 이미지 분석을 비롯해 다양한 응용 분야를 지원하는 소프트웨어 툴 클라우드 기반 솔루션 : 클라우드 인프라를 이용해 이미지 처리 및 분석을 포함한 다양한 서비스와 기능을 제공하는 솔루션 또한, 자동화된 분석과 결정을 통해 인력 비용을 줄이고 운영 비용을 절감하는 데 기여합니다. 이처럼 머신비전 소프트웨어는 정확한 이미지 분석과 실시간 처리로 시스템의 신뢰성과 효율성을 높입니다. "인터페이스" 인터페이스는 머신비전 시스템에서 각 구성 요소 간의 데이터 전송 및 제어를 담당하는 중요한 부분입니다. 이는 카메라, 프레임그래버, 소프트웨어, 그리고 외부 장치 간의 원활한 상호작용을 가능하게 하며, 시스템이 효율적으로 작동하도록 돕습니다. 인터페이스의 역할 및 중요성 인터페이스의 종류로는 USB, Camera Link, CoaXPress, GigE 인터페이스 등이 있으며, 각각의 특성과 용도에 따라 선택됩니다. USB : 컴퓨터에 기본으로 탑재되어 있는 인터페이스 Camera Link : 주로 고성능을 요구하는 산업용 카메라에 사용되는 고성능 인터페이스 CoaXPress : 고사양, 고해상도의 산업용 카메라에서 대용량 이미지 전송을 지원하는 고속 인터페이스 GigE 인터페이스 : Gigabit Ethernet 인터넷 프로토콜을 기반으로 하며, 고속 카메라 인터페이스용으로 표준 Cat-5 및 Cat-6 케이블을 사용 인터페이스는 머신비전 시스템에서 데이터 전송, 장치 간 통신, 시스템 통합을 담당하며, 실시간 데이터 처리와 신뢰성 향상, 유연성 및 확장성 제공, 비용 효율성 등에서 중요한 역할을 합니다. 이렇게 머신비전 시스템은 카메라, 렌즈, 조명, 프레임그래버, 소프트웨어, 인터페이스 등으로 구성되어 있습니다. 각 요소는 시스템의 성능과 정확도에 중요한 역할을 하며, 최적의 조합과 설정이 성공적인 머신비전 구현을 위해 필수적입니다. 위와 같은 구성 요소들은 이미지 품질 향상, 정확한 분석, 시스템 효율성 증대, 유연성 및 적응성 향상, 비용 절감 등의 이유로 매우 중요합니다. 다음 게시글도 머신비전 시스템에 대한 유익한정보를 가지고 오겠습니다 :) 머신비전 솔루션에 대해 더 궁금한 점이 있다면, 화인스텍을 방문해 주시기 바랍니다.
2024.07.191. Euresys의 어플리케이션 머신비전 솔루션 적용 사례 소개 식품 산업에 있어서 품종과 곡물 검사는 식품 안전성을 보장 및 품질 향상과 생산성 향상에 있어 중요한 역할을 합니다. 농산물 검사는 비전(시각적 정보 처리) 업계에서 특별한 어려움을 겪는 과제입니다. 천연 제품은 본질적으로 표준화되어 있지 않으며, 그 형태, 색상, 숙성도, 수분 등이 제품마다 서로 다르기 때문입니다. 이렇게 표준화하기 어려운 농산물을 비전 시스템을 통해 성공적으로 검사 및 분류를 진행하기 위해 머신 비전 업계는 오래전 부터 여러가지 시도를 통해 식품 생산 업계의 생산성 향상에 기여하고 있습니다. 특히 프레임그래버는 빠르게 이동하는 곡물을 카메라로 이미지를 취득하고, 그 데이터를 PC로 안정적이고 빠르게 전송하는 기능을 제공하기 때문에 상황에 맞는 적절한 사양의 프레임 그래버를 선정해야 하는 머신비전 시스템 중 하나입니다. 특히 고속을 지원하는 프레임그래버를 사용함으로써, 제조업체들은 농산물의 품질을 신속하게 분류하고, 이를 통해 생산 과정에서의 오류를 줄이며, 전반적인 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 이번 포스팅에서는 커피, 과일 열매, 견과류 등의 식품 색상 분류기를 전문적으로 생산하는 장비업체가 유레시스 프레임그래버를 장비에 적용하여 성공적으로 커피 열매 분류기를 개발한 사례를 소개해 드리겠습니다. 사례를 설명드리기 전에 프레임그래버에 대한 특징을 먼저 이해해 보겠습니다. 2. 프레임그래버란? 프레임그래버는 “프레임을(Frame)을 잡는다(Grab)”라는 뜻으로 이미지를 획득하기 위해 만들어진 장치입니다. 프레임그래버(Frame Grabber)는 디지털 이미지 처리 및 컴퓨터 비전 시스템에서 사용되는 장치로, 아날로그 또는 디지털카메라로부터 받은 비디오 신호를 컴퓨터가 이해할 수 있는 디지털 형식으로 변환하는 역할을 합니다. 이 장치는 이미지 캡처, 저장 및 처리를 가능케 하여 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 프레임그래버 구조와 역할 프레임그래버의 주요 역할과 특징은 다음과 같습니다: 1. 이미지 캡처 2. 디지털화 3. 저장 및 전송 4. 실시간 이미지 처리 프레임그래버는 아날로그 또는 디지털카메라로부터 입력된 비디오 신호를 디지털 이미지로 캡처합니다. 이는 정지된 이미지 또는 연속적인비디오 흐름일 수 있습니다. 프레임그래버는 아날로그 신호를 디지털 형식으로 변환하여 컴퓨터에서 처리할 수 있도록 합니다. 디지털화된 이미지는 컴퓨터 메모리에 저장됩니다. 디지털 이미지를 저장하거나 다른 시스템으로 전송하는 데 사용됩니다. 이를 통해 이미지 데이터를 장치 간에 공유하거나 나중에 분석 및 처리를 위해 저장할 수 있습니다. 프레임그래버는 이미지를 실시간으로 처리하는 데 사용될 수 있습니다. 이는 실시간 비전 시스템에서 물체 감지, 추적, 측정 등의 작업을 수행하는 데 적용될 수 있습니다. 프레임그래버는 제조, 의료, 자동차, 로봇, 보안 등 다양한 산업 분야에서 컴퓨터 비전 및 이미지 처리 응용에 활용합니다. 또한 프레임그래버는 인터페이스와 깊은 연관성을 가지고 있습니다. 인터페이스란 두 시스템, 장치 또는 프로그램 간에 상호 작용하거나 정보를 교환할 수 있도록 만든 경계 또는 연결점을 의미합니다. 인터페이스는 USB, Camera Link, Coaxpress, GigE 등 데이터 전송량과 케이블 길이에 따라 다양한 구성으로 나눠집니다. Camera Link 인터페이스는 고속 디지털카메라와 컴퓨터 또는 다른 이미지 처리 장치 간에 높은 대역폭의 데이터를 전송하기 위한 표준화된 디지털 인터페이스입니다. 높은 대역폭을 제공하여 이미지를 빠르게 전송하고, 데이터의 안정성을 보장합니다. 이번 챕터에서 솔루션으로 적용된 Camera Link 인터페이스는 고속 디지털 비디오 전송을 위한 표준 인터페이스로 주로 사용됩니다. 프레임그래버와 인터페이스 3. Euresys의 프레임 그래버를 통한 커피 열매의 고속 분류 | Euresys 프레임그래버 솔루션 과정 Xeltron 사의 건식 제품 분류기는 높은 정확도로 품질 기준이 까다로운 고객에게 높은 평가를 받아왔지만, 시간 당 처리량이 충분하지 않고 고객의 요구 사항을 충족시키기에는 무리가 있다는 문제에 직면하고 있었습니다. 식품 산업의 농산물 검사에서 농산물을 더 효율성 있게 분류하기 위해서는 빠르게 움직이는 농산물을 스캔할 수 있는 고해상도 카메라와, 고해상도 컬러 이미지를 빠르게 전달할 수 있는 인터페이스, 마지막으로 고속으로 실시간 이미지 처리할 수 있는 프레임그래이버의 역할이 중요하게 작용합니다. 이 회사는 더 많은 처리량과 효율성을 달성하기 위해 Euresys의 Grablink Duo 보드를 선택했습니다. 이 보드를 통해 커피 열매가 이동하는 통로의 양쪽에 설치된 두 대의 라인스캔 카메라가 콩이 일렬로 연속적으로 나아가는 방향에서 캡처한 이미지를 신속하게 전송하여, 곡물 분류 작업을 빠르고 정확하게 수행할 수 있었습니다. 유레시스 Grablink Duo는 하나의 전체 구성 또는 두 개의 기본 구성 Camera Link 카메라를 지원하며, 두 개의 Camera Link 포트를 내장하고 있습니다. 뿐만 아니라, PCIe Gen 2 x 4 버스를 통해 이 회사가 독자적으로 개발한 중앙 처리 장치를 활용하여 뛰어난 이미지 데이터 처리 성능을 제공하며, 높은 이미지 데이터 처리량을 확보했습니다. "최적화된 머신비전 시스템 설정 덕분에 이 회사는 해당 분류기의 성능을 시간당 4미터톤, 최대 16톤의 처리량에서 95~98%의 커피 열매 분류 정확도를 달성했습니다." 이 회사가 Euresys의 프레임그래버를 활용하여 불량 베리나 콩 및 이물질을 흐름에서 제거하는 모습을 아래서 확인할 수 있습니다. ACEPTADO - 통과 / RECHAZO- 미통과 | Euresys Grablink Duo 주요 기능과 사양 Euresys의 Grablink Duo 프레임그래버의 성능과 사양에 대해 살펴보겠습니다. Grablink Duo - Euresys Grablink Duo 프레임그래버의 주요 사양 - Euresys Grablink Duo의 주요 사양 | 두 개의 독립적인 Camera Link Base 구성 카메라 또는 한 개의 Camera Link Base, Medium, Full, 72비트 또는 80비트 카메라 · 현재 시판되는 수백 가지 Camera Link 카메라와 호환 · PoCL*, Power over Camera Link 지원 · ECCO*: Camera Link 케이블 길이 연장 · PCIe Gen 2 x4 버스* · 다기능 디지털 IO(Input/Output) 라인 20개 · eGrabber 드라이버 및 Memento 이벤트 로깅 도구와 호환 * ECCO: Camera Link 케이블 길이를 연장하는 데 사용되는 장비로, Camera Link 표준에서 사용되는 디지털 영상 인터페이스의 신호를 증폭하고 전송 거리를 연장하는 역할 * PoCL: 이는 카메라와 카메라를 제어하기 위한 인터페이스인 Camera Link 케이블을 통해 전원을 제공하는 기술 *PCIe Gen 2 x 4 버스는 컴퓨터와 이미지 취득 보드 간의 데이터 통신을 담당하는 인터페이스입니다. 여기서 "Gen 2"는 PCI Express의 두 번째 세대를 나타내며, "x 4"는 4개의 데이터 전송 레인을 의미합니다. * Memento 이벤트 로그 툴: Euresys에서 제공하는 소프트웨어로 사용자 애플리케이션과 관련된 사건(순간,활동)들을 기록하는 이벤트(사건) 기록 도구 - Euresys Grablink Duo 기술 특징 - 1. Grablink Duo는 두 개의 Camera Link 포트를 탑재한 이미지 취득 보드 Grablink Duo는 두 개의 Camera Link 포트를 탑재한 이미지 취득 보드입니다. 이 두 포트는 각각 한 개에서 두 개까지의 기본 구성 Camera Link 카메라를 지원합니다. 즉, 한 장치에서 하나에서 두개의 Camera Link 카메라를 사용하는 경우를 의미합니다. 두 대의 카메라를 사용하면 이미지를 취득하고 처리하는 것에 여러 가지 장점을 줍니다. 두 대의 카메라가 서로 다른 영역을 촬영하므로, 전체적으로 더 넓은 영역의 이미지를 취득할 수 있습니다. 또한 각 카메라가 독립적으로 작동하므로, 각 카메라가 고해상도 이미지를 촬영할하여 두 이미지를 합치면 전체적으로 고해상도의 이미지를 얻을 수 있습니다. 마지막으로 두 대의 카메라를 사용하면 두 시각에서의 관찰이 가능하기 때문에 이는 3D 이미지 생성 또는 물체의 위치 및 궤적 분석과 같은 응용에서 중요할 수 있습니다. 2. eGrabber 드라이버 및 Memento 이벤트 로깅 도구와 호환 eGrabber (좌)Driver (우)Memento eGrabber는 이미지 취득 소프트웨어로 eGrabber Driver와 eGrabber Memento는 eGrabber 소프트웨어의 라이브러리입니다. eGrabber Memento가 사용자의 애플리케이션 적용에 대한 사건들을 기록하는 도구라면 eGrabber Driver는 eGrabber 드라이버는 Coaxlink 및 Grablink Duo 프레임그래버에서 이미지 취득하기 위해 사용하기 쉬운 프로그래밍 인터페이스를 제공하는 클래스 라이브러리입니다. 이 기능을 통해 사용자들은 Coaxlink 및 Grablink Duo 프레임그래버에서 이미지를 보다 효과적으로 취득하고, eGrabber 드라이버를 활용하여 간편한 프로그래밍 인터페이스를 통해 손쉽게 이미지 처리 애플리케이션을 개발합니다. Grablink Duo 프레임그래버는 이 회사가 마주한 조건, 즉 콩이 일렬로 연속적으로 나아가는 방향에 양쪽에 라인 스캔 카메라를 두 개 설치하여 이미지를 더 빠르게 획득하고 처리하여 높은 정확도를 달성하는 데 적합한 솔루션이었습니다. 4. Conclusion | Collaboration key to success 회사 관계자는 Euresys의 프레임그래버를 도입하여 개발한 모델을 통해 대량 구매자의 품질 및 비용 요구 사항을 충족하고, 이를 통해 고객이 수확량을 극대화하는 데 기여할 수 있게 되었습니다. 그들은 Euresys의 프레임그래버를 도입한 뿐만 아니라 제품의 설치, 설정, 문제 해결 등에 대한 기술적인 도움을 포함하여 제품을 도입하고 사용하는 과정에서 Euresys로부터 제공되는 기술적인 지원 및 도움에 대해 만족하고 있다고 전했습니다. " 고객의 요구 사항을 충족하기 위한 프로젝트 성공의 키는 긴밀한 협업입니다. " Mordor Intelligence의 앞으로의 보고서에 따르면, 커피 시장은 2028년에 예상치로 158.89억 달러에 도달할 것으로 전망되며, 예상 연평균 성장률(CAGR)은 4.72%로 나타납니다. 이러한 성장은 주로 인증된 커피 제품에 대한 수요 증가에 기인하며, 주요 플레이어들인 유명한 커피 브랜드, 제조업체, 유통업체 등에 의해 주도될 것으로 예상됩니다. 이러한 변화 과정에서 Euresys의 제품을 선택한 이 회사의 더 빠르고 더 정확한 제품 분류기 개발은 더 많은 파트너와 연결할 수 있는 기회를 제공할 것입니다. 마찬가지로 Euresys의 Grablink 프레임그래버 역시 빠른 디지털카메라를 통해 안정적이고 신뢰할 수 있는 이미지를 포착하는 신뢰도 높은 산업용 솔루션으로 다양한 산업에서 협력의 손을 제공할 것입니다. Grablink 프레임그래버 적용가능한 어플리케이션 Grablink 프레임그래버 적용가능한 어플리케이션 1. 전자제품 제조 산업용 머신비전 AOI(자동 광학 검사) 기계, 3D SPI(솔더 페이스트 검사) 기계, 3D 리드/볼 검사/ 플랫 패널 디스플레이 검사 / 태양 전지 검사용 2. 일반 제조 산업용 머신비전 유리 검사 및 직물 검사용 라인 스캔 이미지 캡처 3. 인쇄 산업용 머신비전 패키지 또는 레이블 인쇄 성장하는 산업에서 시장을 주도하기 위한 핵심 전략 중 하나는 지속적인 혁신을 제시하는 것입니다. 목표 달성을 위한 다양한 방법 중 협력의 파트너십을 찾는 것은 특히 중요한 전략입니다. 화인스텍은 제조업체 및 다양한 산업에서 파트너로서 적용 가능한 솔루션을 언제든지 제공할 준비가 되어있습니다. Euresys의 Grablink 프레임그래버에 대한 자세한 사양은 화인스텍 홈페이지를 통해서 확인 바랍니다. 출처: Seleccionadora Para Café Cereza/Uva en Costa Rica
2024.01.15머신비전 시스템은 2차전지, 디스플레이, 반도체, 스마트팩토리 등 수많은 어플리케이션에 사용 되어지고 있습니다. 머신비전 시스템에서 가장 중요한 부품인 카메라는 빠른 속도로 발전하고 있으며 고객 여러분의 어플리케이션에 적합한 카메라, 렌즈, 프레임그래버, 조명 등의 사양을 선정 하는 것은 굉장히 중요합니다. 화인스텍에서 진행하는 세번째 웨비나는 “머신비전 프레임그래버의 현재 그리고 미래”란 주제로 현재 많이 사용되고 있는 프레임그래버의 종류 및 프레임그래버의 전망에 대한 내용으로 구성하였습니다. 프레임그래버는 CameraLink 및 CoaXPress 인터페이스인 카메라를 사용하기 위해선 필수적으로 채용해야 되는 머신비전 부품 중 하나입니다. 지난 6월 화인스텍이 진행했던 “어플리케이션에 적합한 머신 비전 카메라 선정 방법”과 9월에 진행했던 “머신비전 렌즈 기초 설명 및 어플리케이션 별 선정 방법”에 이어 진행되는 웨비나로서 함께 들으시면 더욱 좋습니다. 어플리케이션에 적합한 머신비전 카메라 선정 방법 링크 : 주식회사 화인스텍 (fainstec.com) 머신비전 렌즈 기초 설명 및 어플리케이션 별 선정 방법 링크 : 주식회사 화인스텍 (fainstec.com)
2023.12.06코엑스프레스 인터페이스 제대로 사용하는 방법 머신비전 카메라 CoaXPress 인터페이스란? 이 표준은 2008년 11월 처음 선보였으며, 2009년 초에 6개 회사인 Adimec, Eqcology, Active Silicon, AVAL DATA, NED 및 Components Express로 구성된 산업 기업의 표준 협회가 구성되었습니다. 2009년 이 협회는 비전 상을 수상하면서 JIIA에서 CoaXPress를 공식 표준으로 채택하였고, 2010년 12월에 첫 버전 1.0이 출시되었습니다. CoaXPress 표준 1.0, 1.1의 경우 6.25Gbit/s (CXP-6)를 지원하며, 2019년 출시한 CoaXPRess 표준 2.0에서는 12.5Gbit/s(CXP-12)를 지원합니다. CoaXPress 인터페이스는 머신 비전, 의료 이미징, 생명 과학, 방송, 국방, 스포츠 등과 같은 전문, 산업용 이미징 어플리케이션에서 고속 이미징을 위한 인터페이스 표준으로 자리 잡았습니다. 2021년 1월 CoaxPress 2.1이 JIIA에 표준으로 지정되었으며, 몇 가지 기능이 개선되었습니다. CoaXPress 인터페이스의 장점? CoaXPress 4개의 케이블에 CXP-12를 연결할 경우 최대 전송속도는 50Gbps 또는 5GByte/s 이기 때문에 12메가 10bit 이미지를 기준으로 300fps으로 전송받을 수 있으며, 8bit 16K 라인스캔 센서는 30KHz/s의 속도로 전송받을 수 있습니다. CXP 버전에 따른 최대 데이터 전송량(1lane 기준) 기존에 많이 사용 중인 Camera Link, USB 인터페이스의 케이블 길이에 대한 아쉬움을 덜어낼 수 있습니다. 데이터 전송 속도에 따른 케이블 사용 길이 CoaXPress를 사용해 고해상도 이미지를 분산처리하는 방법 CoaXPress 인터페이스의 가장 큰 장점인 고해상도 이미지를 빠르게 전송할 수 있다는 것입니다. 하지만 PC 1대에서 50메가 이상의 고해상도 이미지를 빠르게 처리하기 어렵습니다. 원활히 검사하기 위해서는 여러 대의 PC가 필요한데 그 문제를 해결하기 위해 Data Forwarding 기술이 등장했습니다. 카메라 Data Forwarding 방법 (예시 : Euresys Coaxlink G3 DF) Euresys의 Coaxlink Quad G3 DF Frame Grabber를 사용할 경우 고해상도 이미지를 순식간에 여러 PC로 전송할 수 있기 때문에 PC마다 각각 다른 검사를 실행해 PC의 부하를 줄여 빠른 검사가 가능하게 됩니다. CoaXPress 단일 케이블로 할 수 있는 4가지 기능 CoaXPress 인터페이스는 많이 알려진 동축 케이블 입니다. 한 가닥의 동축케이블은 아래 4가지 기능을 동시에 할 수 있습니다. 이미지 데이터 수신 카메라 컨트롤 전원 소프트웨어 트리거 CoaXPress 인터페이스의 장점 CoaXPress 인터페이스 커넥터의 종류 CoaXPress 인터페이스의 대표적이 커넥터는 3가지 입니다. BNC Micro BNC DIN 1.0/2.3 CXP-6 버전까지는 DIN 1.0/2.3 커넥터가 많이 사용되었으나, 내부 구조상 접촉 불량 사례가 많아지면서 전송량이 높은 CXP-12 버전부터는 Micro-BNC 커넥터를 사용하게 되었습니다. CoaXPress 인터페이스 커넥터의 종류 CoaXPress를 더 안전하고 더 빠르게 사용하는 방법은 광통신 SFP+ CoaXPress는 구리선으로 데이터를 전송합니다. 물리적으로 케이블 길이의 한계와 데이터 송신의 한계가 분명 존재합니다. 이 한계를 극복하기 위해 CoaXPress 인터페이스에 광 통신 케이블을 접목한 SFP+ 인터페이스가 새롭게 출시되었습니다. 프로토콜은 CoaXPress를 기본으로 사용하기 때문에 전송 방식만 광 통신으로 변경된 인터페이스 입니다. SFP+는 광 통신 케이블의 장점은 아래와 같습니다. CoaXPress SFP+ 인터페이스의 장점과 단점 장점 케이블의 길이는 40Km로 매우 깁니다. 광 섬유 1개당 최대 25Gbs의 대역폭을 가집니다. 전기 노이즈의 영향을 받지 않습니다. 구리선보다 가볍기 때문에 항공기와 같이 무게가 중요한 어플리케이션에 유리합니다. 단점 빛으로 전기를 보낼 수 없기 때문에 카메라 전원은 별도로 지원해야 합니다. CoaXPress 인터페이스 광케이블(SFP+)의 장점 머신비전 카메라 인터페이스의 발전 머신비전 카메라 인터페이스의 선택은 장비를 구성함에 있어서 매우 중요합니다. 머신비전 장비는 더 높은 검사 정도와 더 빠른 검사를 하기 위해 진화합니다. 그렇기 때문에 이미지 센서 또한 더 높은 해상도와 더 빠른 속도로 발전해 왔으며, 넓은 대역폭의 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 새로운 인터페이스를 머신비전 시스템에 도입하게 되었습니다. 인터페이스 별 비교 그래프
2022.07.19머신비전 카메라 Camera Link 인터페이스 제대로 알아보기 머신비전 카메라 Camera Link 인터페이스란? Camera Link는 카메라, 케이블 및 프레임그래버를 포함해 과학 및 산업용 비디오 제품을 표준화 하기위해 설계되었으며, 글로벌 표준은 AIA(Automated Imaging Association)에서 유지 관리 합니다. Camera Link Interface Standard(1.0)은 2000년 10월에 발표되었으며, 1.1은 2004년, 1.2는 2007년에 채택하였고, Mini라고 불리는 SDR과 파워를 함께 공급하는 POCL이출시되었습니다. 2012년 2.0으로 업되이트 되며, 이전 버전과 정식 규격으로 통합 되었습니다. 현재 사용하는 버전은 2.1 버전 입니다. Camera Link는 확장성에 따라, Base, Medium, Full, Full Deca로 나눠져 있습니다. (출처 : https://www.automate.org/a3-content/vision-standards-camera-link) Camera Link 인터페이스의 장점? Camera Link 인터페이스의 장점은 높은 대역폭입니다. 하나의 케이블로 255MB/s의 높은 대역폭을 내며, 두개의 케이블로는 최대 850MB/s의 대역폭을 보장합니다. Camera Link 케이블의 종류 Camera Link 케이블은 크게 두가지가 있습니다. Camera Link Standard 라고 부르는 MDR 커넥터와 Camera Link Mini 라고 부르는 SDR 커넥터가 있습니다. 과거 Standard가 Cameralink 인터페이스의 표준이였으나, 센서의 크기와 카메라 크기가 작아짐에 따라 Camera Link Mini Cable이 개발되었고, 지금은 MDR보다 SDR이 더 많은 비중을 차지하고 있습니다. Camera Link 케이블로 카메라 전원을 공급받는 POCL도 일반 Camera Link 커넥터와 동일한 커넥터를 사용합니다. Camera Link 인터페이스의 케이블을 길고 안정적으로 사용하는 방법 Camera Link Cable의 권장 길이는 Base 기준 7m, Full 기준 5m 이지만, 실제 장비의 컨디션이 좋은 경우 10m 까지 사용하는 경우도 있습니다. 하지만 장비의 안정적인 운용을 컨디션에 의존할 수 없습니다. 하드웨어 구성품 중 Camera Link 리피터를 이용하면 카메라 기준 길이의 최대 2배까지 사용 가능하기 때문에 10m 이상의 길이를 사용할 때는 권장하고 있습니다. Cameralink Cable 길이 연장하는 방법 - 리피터 Camera Link 리피터를 사용하지 않고 쉽게 케이블 길이를 늘릴 수 있는 방법은 Euresys사의 Grablink Series를 사용하는 것입니다. Grablink Series에는 Ecco, Ecco+ 기능이 내장되어 있어 Grablink Base와 Grablink Full의 경우 케이블 길이를 늘리거나 같은 길이에서 전송속도를 최대 30%까지 높여 사용할 수 있으며, Grablink Full XR의 경우 최대 2배까지 사용할 수 있습니다. Cameralink Cable 길이 연장하는 방법 - Euresys Grablink Series의 ECCO/ECCO+ 기능 한 대의 카메라 이미지를 두 대의 PC에서 받는 방법 고해상도 이미지를 분석하는 경우 PC 한 대에서 처리하기 어려운 경우가 있습니다. 이러한 경우, 한 카메라에서 여러 이미지를 취득 후 PC 마다 다른 검사를 시행할 수 있습니다. 스플리터를 사용하게 되면 Master PC는 카메라 제어를 담당하고, Master PC / Slave PC 모두 이미지 취득이 가능하여, 고해상도 이미지를 효율적으로 처리할 수 있습니다. 스플리터를 이용한 이미지를 취득하는 방법 예시 머신비전 카메라 인터페이스의 발전 머신비전 카메라 인터페이스의 선택은 장비를 구성함에 있어서 매우 중요합니다. 머신비전 장비는 더 높은 검사 정도와 더 빠른 검사를 하기 위해 진화합니다. 그렇기 때문에 이미지 센서 또한 더 높은 해상도와 더 빠른 속도로 발전해 왔으며, 넓은 대역폭의 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 새로운 인터페이스를 머신비전 시스템에 도입하게 되었습니다. 인터페이스 별 비교 그래프
2022.07.19머신비전 카메라 GigE 인터페이스 제대로 알아보기 머신비전 카메라 GigE 인터페이스에 대하여 머신비전 카메라 GigE 인터페이스의 역사 GigE Vision은 고성능 산업용 카메라를 위해 2006 년에 도입된 인터페이스 표준입니다. 이더넷 네트워크를 통해 고속 비디오 및 관련 제어 데이터를 전송하기 위한 프레임 워크를 제공합니다. GigE Vision은 AIA(Automated Imaging Association)에 의해 제정되었습니다. 이 표준을 따르면 GigE Vision을 준수하는 카메라와 S/W라면 제조사 상관없이 서로 데이터를 주고받을 수 있습니다. GigE 인터페이스의 장점? GigE Vision 인터페이스의 장점 중 손꼽을 수 있는 것은 단연 확장성입니다. 대형 장비에 여러대의 카메라 링크 카메라를 설치한다고 가정한다면, 일반적으로 PC, Frame Grabber, 케이블, 케이블 리피터, 전원 등 다양한 구성품이 필요합니다. 만일 전원까지 공급하는 POE GigE Vision 인터페이스를 사용한다면, 이더넷 케이블로 데이터와 전원을 모두 공급하기 때문에 머신비전 구성품을 단순화 할 수 있습니다. 또한 네트워크 허브를 이용해 모든 카메라 펌웨어 업데이트를 한 PC에서 진행할 수 있으며, 공간별로 PC 1대씩 구성해 카메라 그룹을 만들 수 있습니다. 최대 100m 까지 사용 가능한 GigE 케이블 덕분에 영상 노이즈에 영향을 줄 수 있는 서보 모터와 같은 장치로부터 멀리 떨어져 설치 가능하여 최적의 환경을 만들 수 있습니다. GigE 케이블의 종류 GigE 케이블은 흔히 이더넷 케이블과 동일한 커넥터 규격으로 RJ45를 사용하거나 방수 방진 애플리케이션에 사용하는 카메라는 8-Pin M12 Socket을 사용하기도 합니다. 다 똑같이 생긴 GigE 케이블도 여러가지 버전(CAT.3 ~ CAT.8)이 있으며, 단위는 카테고리로 부릅니다. 머신비전에서 사용 가능한 버전은 CAT5e부터 CAT.7입니다. 아래 표에는 카테고리별 전송 사양에 대한 설명입니다. UTP 케이블 비교 CAT.5 CAT.5e CAT.6 CAT.6A CAT.7 전송속도 100Mbps 1Gbps 1Gbps 10Gbps 10Gbps 주파수 100MHz 100MHz 250MHz 500MHz 600MHz 규격 100BASE-TX 1000BASE-T 1000BASE-TX 10GBASE 10GBASE GigE 케이블의 내부 구조 GigE 인터페이스의 랜 케이블은 겉에서 보기에는 비슷하게 생겼지만 내부 구조가 다릅니다. 카테고리별 전송량에 따라 차폐 방식, 차폐 구조에 차이가 있습니다. GigE Vision은 1Gbps를 지원하는 CAT.5e 이상 규격의 케이블을 사용해야 합니다. GigE Vision 신뢰할 수 있는 이유 GigE Vision 애플리케이션에서 빠른 전송속도가 중요하기 때문에 GigE Vision은 UDP 프로토콜을 사용해 패킷을 전송합니다. 일반적으로 TCP가 패킷 전달 안정성이 높지만 이것을 보완하기 위해 GigE Vision 표준은 UDP패킷에 헤더를 추가하는데 헤더에는 이미지 번호, 패킷 번호, 타임스탬프 정보를 갖고 있습니다. 이 헤더 정보를 보고 데이터의 순서를 재정렬 하며, 누락된 패킷이 도착할 때까지 기다리는 시간 설정을 하여 안정성을 높일 수 있습니다. GigE Vision의 패킷 전송방식 GigE Vision 기본 설정에서 점보 프레임을 최대치로 올리는 이유 위 과정에서 필요한 오버헤드 정보는 패킷 단위로 생성됩니다. 패킷이 세분화될수록 헤더가 차지하는 공간이 많아지기 때문에 데이터 전송에 영향을 받습니다. GigE 카메라의 프레임 레이트가 떨어진다면 확인해야 하는 3가지 필수 설정이 있습니다. 아래 짧은 동영상 가이드를 보고 네트워크 카드의 설정을 마무리하면, GigE Vision 카메라의 데이터 전송 안정성이 향상됩니다. GigE Vision 점보패킷을 최대로 올리는 이유 GigE Vision 네트워크 카드 필수 설정 3가지 머신비전 카메라 인터페이스의 발전 머신비전 카메라 인터페이스의 선택은 장비를 구성함에 있어서 매우 중요합니다. 머신비전 장비는 더 높은 검사 정도와 더 빠른 검사를 하기 위해 진화합니다. 그렇기 때문에 이미지 센서 또한 더 높은 해상도와 더 빠른 속도로 발전해 왔으며, 넓은 대역폭의 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 새로운 인터페이스를 머신비전 시스템에 도입하게 되었습니다. 인터페이스 별 비교 그래프 아래 머신비전 인터페이스 비교표를 참고하면 수치를 통해 비교할 수 있습니다. 인터페이스 규격 대역폭 케이블 길이 전원공급 보드 CoaxPress CXP-3 / 1-lane 기준 3.125 Gbit/s (325MB/s)* 100m 가능 (POCXP) 필요 CXP-6 / 1-lane 기준 6.25 Gbit/s (625 MB/s)* 75m 가능 (POCXP) CXP-12 / 1-lane 기준 12.5 Gbit/s (1,250 MB/s)* 30m 가능 (POCXP) Camera Link Base 2.04 Gbit/s (255 MB/s) 7m 가능 (POCL) Midium 4.08 Gbit/s (510 MB/s) 5m 가능 (POCL) Full 5.44 Gbit/s (680 MB/s) 5m 가능 (POCL) Full Deca 6.8 Gbit/s (850 MB/s) 5m 가능 (POCL) USB USB 2.0 480Mbit/s (60MB/s) 5m 가능 USB 3.2 Gen1 5 Gbit/s (625MB/s) 5m 가능 USB 3.2 Gen2 10 Gbit/s (1,250MB/s) 5m 가능 GigE GigE 1 Gbit/s (125MB/s) 100m 가능 (POE) 5 GigE 5 Gbit/s (625MB/s) 100m 가능 (POE) 10 GigE 10 Gbit/s (1,250MB/s) 37m 미지원 머신비전 전문가 화인스텍과 상담하세요. 애플리케이션 요구사항에 맞춰 완벽한 솔루션을 찾아드립니다.
2022.07.19머신비전 USB 인터페이스 머신비전 카메라 인터페이스의 종류 머신비전 카메라 인터페이스의 발전 머신비전 카메라 인터페이스의 선택은 장비를 구성함에 있어서 매우 중요합니다. 머신비전 장비는 더 높은 검사정도와 더 빠른 검사를 하기 위해 진화합니다. 그렇기 때문에 이미지 센서 또한 더 높은 해상도와 더 빠른 속도로 발전해 왔으며, 넓은 대역폭의 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 새로운 인터페이스를 머신비전 시스템에 도입하게 되었습니다. 인터페이스 별 비교 그래프 아래 머신비전 인터페이스 비교표를 참고하면 수치를 통해 비교할 수 있습니다. 인터페이스 규격 대역폭 케이블 길이 전원공급 보드 CoaxPress CXP-3 / 1-lane 기준 3.125 Gbit/s (325MB/s)* 100m 가능 (POCXP) 필요 CXP-6 / 1-lane 기준 6.25 Gbit/s (625 MB/s)* 75m 가능 (POCXP) CXP-12 / 1-lane 기준 12.5 Gbit/s (1,250 MB/s)* 30m 가능 (POCXP) Camera Link Base 2.04 Gbit/s (255 MB/s) 7m 가능 (POCL) Midium 4.08 Gbit/s (510 MB/s) 5m 가능 (POCL) Full 5.44 Gbit/s (680 MB/s) 5m 가능 (POCL) Full Deca 6.8 Gbit/s (850 MB/s) 5m 가능 (POCL) USB USB 2.0 480Mbit/s (60MB/s) 5m 가능 USB 3.2 Gen1 5 Gbit/s (625MB/s) 5m 가능 USB 3.2 Gen2 10 Gbit/s (1,250MB/s) 5m 가능 GigE GigE 1 Gbit/s (125MB/s) 100m 가능 (POE) 5 GigE 5 Gbit/s (625MB/s) 100m 가능 (POE) 10 GigE 10 Gbit/s (1,250MB/s) 37m 미지원 머신비전 카메라 인터페이스의 종류 머신비전 카메라 인터페이스는 아날로그부터 광 케이블 까지 다양합니다. 검사할 때 필요한 카메라 해상도, 검사 속도에 따라 인터페이스를 정해야 합니다. 위 그래프에서 보는 것과 같이 데이터량이 많이 필요한 경우에는 10GigE, CoaXPress, USB 3.2 Gen2가 유리합니다. 현재까지 머신비전 시장에서 많이 쓰인 인터페이스는 CameraLink 이지만, 의료장비와 같이 소형일 경우에는 가격 대비 성능이 높은 USB 인터페이스를 추천합니다. 케이블 길이의 장점과 구성품의 가격, 편의성을 생각하신다면 GigE 인터페이스를 선택 하는 것이 좋습니다. USB 인터페이스 사용하기 쉬운 머신비전 인터페이스라면 단연 USB 인터페이스 일 것입니다. Plug and Play 인터페이스는 1996년부터 사용되었고 지금까지 상당히 개선되었습니다. USB3Vision의 진화는 Gigabit 속도를 달성하기 위해 발전해 왔으며, USB3 버전도 USB3.0, USB3.1 Gen 1, USB 3.1 Gen2로 여러번 변경되었습니다. USB2.0의 전송대역폭 480Mbps는 USB 3.1 Gen2 에서는 10Gbps까지 향상되었습니다. 화인스텍의 파트너사 SENTECH, FLIR, JAI에서도 25메가 이하 USB 카메라의 라인업은 탄탄하게 구성되어 있습니다. USB3 표준인 USB3 Type-B와 USB3 Micro-B는 최대 10미터 길이의 케이블로 사용할 수 있지만 머신비전 업계에서는 5미터 이상 사용은 보증하지 않습니다. 케이블을 5미터보다 길게 사용하려면, 리피터 또는 광컨버터를 사용해야 합니다 USB 인터페이스의 장점으로는 카메라의 전원을 데이터 케이블로 공급 받는 것과 여러가지 전자제품의 표준 인터페이스이기 때문에 멀티 USB 허브와 케이블 등 주변 구성품을 쉽게 구입할 수 있고, 다른 인터페이스 대비 가격이 저렴합니다. USB 버전별 속도 차이 USB3버전 명칭의 변경 USB3.0 버전의 명칭은 재정의 되었습니다. 2021. 02. 10 기준으로 정의된 명칭이며, 이전 USB3.0, USB3.1 Gen1은 USB 3.2 Gen1으로 USB3.1, USB3.1 Gen2는 USB 3.2 Gen2로 통합 되었습니다. 아래 화인스텍에서 취급하는 여러제품을 확인해 보세요. 머신비전 USB 인터페이스 제품 안내 제조사 종류 시리즈 JAI Area Scan Camera GOX USB Series SENTECH Area Scan Camera Sentech USB Camera FLIR Area Scan Camera Fire Fly S Series 동일기연 Barcode Reader DP, SR Series IOI USB Card / HUB USB PCIe 머신비전 전문가 화인스텍과 상담하세요. 애플리케이션 요구사항에 맞춰 완벽한 솔루션을 찾아드립니다.
2022.07.19GIGE Camera 기본 셋업 안녕하세요 화인스텍 마케팅 팀입니다. 지난번에 인터페이스의 종류에 대해 알아봤었습니다. 그중에 GIGE Camera(Gige 카메라)에 대해 포스팅하도록 하겠습니다. 화인스텍에서 취급하는 카메라 위주의 설명이겠지만 표준으로 제작된 만큼 모든 랜카드와 공유 가능한 내용입니다. EMVA(European Machine Vision Association)에서 GenICam 표준을 정했으며, 머신비전 카메라 제조사에서는 GIGE, USB, Coaxpress 인터페이스는 대부분 GenICam 표준으로 제작을 합니다. 왜냐하면 카메라와 장치의 plug & play 처리를 위한 기반이며, 인터페이스에 상관없이 모든 종류의 장치(주로 카메라)에 대한 범용 프로그래밍 인터페이스 제공하기 때문입니다. 머신비전 NIC 사용 전 꼭 해야하는 설정 3가지!! - 동영상으로 보기 https://youtu.be/oQGCp70s0LI 머신비전 NIC 사용 전 꼭 해야하는 설정 3가지!! - 사진으로 보기 www.fainstec.com Driver 설치 드라이버 설치는 꼭 제조사에서 제공하는 올바른 드라이버 설치해야 합니다. 윈도 기본 또는 임의의 드라이버 설치 시 문제가 생길 수 있으며, 많은 사람을 힘들게 할 수 있습니다. NIC의 경우에도 산업용 GigE 보드 제조사에서 제공하는 Chipset 드라이버를 설치해야 합니다. 아래 이미지는 제가 사용하는 노트북이며 당연히 1개만 잡혀있습니다. <사진 1> 제어판 장치 관리자 <사진 2> (왼쪽) 정상적인 설치, (오른쪽) 비정상적인 설치 설치가 완료되면 필수로 거쳐야 하는 셋업이 있습니다. 1. 점보패킷 2. 수신버퍼 3. 인터럽트 조절속도 점보 패킷(Jumbo Packet) 패킷의 크기가 작으면 CPU 호출 횟수가 높아져 부하가 높아집니다. 최대 9KB로 높게 설정을 권장합니다. 수신 버퍼(Receive Buffers) 수신된 프레임 데이터를 OS에서 읽어 가기 전까지 보관하는 역할을 하는데요 크기가 커지면 OS에서 인터럽트 처리가 늦어졌을 때 패킷 로스를 줄일 수 있습니다. 최댓값 2048로 설정이 필요하며, 혹시라도 2048이 되지 않더라도 최댓값으로 해주시면 됩니다. 인터럽트 조절 속도(Interrupt Moderation Rate) 인터럽트가 자주 발생하면 문제가 있을 때 CPU 반응 속도가 빨라집니다. 반응 속도가 빠른 만큼 CPU 부하가 커지기 때문에 발생 빈도를 낮추는 설정이 필요한데요 최대(Extreme)로 설정해 주시면 됩니다. 아래 창을 한번 보실까요? <사진 3> 이더넷 속성 이더넷 속성에서 구성을 클릭합니다. <사진 4> NIC 속성 구성 - 고급 탭 안에서 조금 전 이야기한 모든 설정을 바꿀 수 있습니다. 위에 이야기했던 용어가 드라이버마다 조금씩은 다를 수 있지만 비슷한 용어를 찾아 셋업 하시면 됩니다. 한글로 표기된 경우도 있습니다. 제 노트북에는 점보패킷이 아니고 점보 프레임으로 나와있군요 보통 9KB MTU인데 제 노트북은 4KB MTU 가 최대 값입니다. 그래서 많은 사람들이 데스크톱을 사용하죠 ^^ NIC의 하드웨어적으로 GIGE Camera(Gige 카메라)를 사용할 준비가 끝났습니다. FILTER DRIVER 카메라 제조사마다 GigE SDK 제공 시 필터 드라이버를 제공하는데 PC에 이것저것 설치되는 것이 싫다고 해서 건너뛰시면 안 됩니다. SDK를 설치하면서 꼭 같이 설치하셔야 합니다. 필터 드라이버는 네트워크의 부하를 줄이고 데이터 스트리밍을 향상시키기 때문에 별다른 이유가 없다면 반드시 설치하여 사용하시기 바랍니다. <사진 4> Pleora에서 제공하는 Filter Driver Manager GIGE Camera(Gige 카메라)를 사용할 준비가 끝났습니다. 이제 즐기시기 바랍니다 ^^ 이상 포스팅을 마치겠습니다.
2022.05.11