보다 더 스마트한 카메라 ··· PC 기반 비전시스템 영역까지 확장
▲ Boa 스마트 카메라에는 산업용 머신 비전 시스템의 모든 요소가 작은 패키지에 내장되어 있다.
지난 몇 년 동안 IoT의 부상, 온라인 구매의 빠르고 광범위한 수용 그리고 Industry 4.0의 보다 많은 채택이 이뤄졌다. 이는 많은 로봇의 활용과 산업 자동화를 위한 비전 검사 및 물류 관리 추적을 위한 전례없는 기회로 이어졌으며 이것은 주로 바코드 판독, OCR, 로봇 안내 및 기능 감지를 위한 스마트 카메라의 광범위한 채택에 크게 기여했다. 스마트 카메라는 사용이 쉽고 상대적으로 저렴한 비용으로 속도 요구 사항이 까다롭지 않고 공간제약이 있는 애플리케이션에 적합하다.
여러 기술과 마찬가지로 스마트 카메라의 확산을 방해하는 몇가지 제한 사항이 있다. 첫째는 제한된 컴퓨팅 성능이고 두 번째는 소프트웨어의 유연성이 떨어진다는 것이다. 둘 다 서로 상호 관계에 있다. 주로 더 빠른 칩이 필요한 소형 폼 팩터의 제약으로 인해 PC와 같이 사용할 수 없으며, 계산 집약적인 일부 알고리즘을 쉽게 포팅(porting) 할 수 없다. SoC(System-on-a-Chip) 및 임베디드 기술의 발전으로 이러한 한계는 계속해서 줄어들 것이다.
단일 포인트 및 다중 포인트 검사 애플리케이션을 위한 스마트 카메라
특정 상황에서 분리가 그 어느 때보다 모호해지지만, 본질적으로 포인트 검사, 빠른 사용 및 손쉬운 유지 관리는 PC 기반 비전 시스템에 비해 두드러진 스마트 카메라의 장점이다. 이러한 주요 차이점은 그대로 유지될 것이다. 스마트 카메라와 PC 기반 비전 시스템은 여러 관점에서 서로를 보완한다.
임베디드 시스템의 처리 속도가 빨라짐에 따라 스마트 카메라는 이전에는 관리할 수 없었던 더 빠르고 복잡한 애플리케이션을 처리할 수 있다. 또한 어느 시점에서 소프트웨어가 1차/2차 구조를 수용할 수 있으면 PC 기반 다중 카메라 시스템의 전통적인 영역인 다중 보기 애플리케이션에 여러 스마트 카메라를 사용할 수 있다. 또한 열악한 환경에 대한 IP67 보호 등급과 작은 공간을 위한 작은 폼팩터는 스마트 카메라를 확실히 더욱 유용하게 한다.
트렌드 #1
애플리케이션에 적합한 스마트 카메라
지난 몇 년 동안 우리는 스마트 카메라에서 두 가지 주요 트렌드를 보았다. 첫 번째는 스마트 카메라가 기존의 광학센서와 같은 카메라처럼 점점 더 애플리케이션에 적합해지거나 단일 기능에 초점을 맞추고 있다는 것이다. 예를 들어, 카메라는 매우 낮은 비용으로 물류 추적을 위한 바코드 판독, 특정 기능의 유무 식별 또는 로봇 안내를 위한 기능 매칭에 적용될 수 있다.
트렌드 #2
AI 중심의 스마트 카메라
두 번째 트렌드는 스마트 카메라가 더 많은 온보드 인텔리전스 또는 보다 스마트한 임베디드 기술을 활용하여 더 복잡한 검사 작업을 처리하고 있다는 것이다. 이러한 작업에는 일반적으로 더 많은 컴퓨팅 성능이 필요하며 과거에는 스마트 카메라가 소형 폼 팩터로 인해 제약을 받았지만 상황이 바뀌고 있다.
새로운 발전 중하나는 AI(딥 러닝)의 출현이다. Astrocyte와 같은 AI Trainer를 Teledyne DALSA의 Sherlock 비전 시스템 소프트웨어의 일부로 사용하면 보다 강력한 GPU가 장착된 고급 PC에서 시간이 많이 걸리는 이미지 트레이닝에 도움이 된다. AI로 구동되는 스마트 카메라는 과거 스마트 카메라 모델의 한계를 반드시 보완할 것이다.
이러한 진화가 소프트웨어의 발전에 의해 주도되고 있다는 점은 주목할 만한 가치가 있다. 기능 모듈화는 소프트웨어의 변경과 관련이 있다. AI 스마트 카메라 개발은 또한 주요 소프트웨어 기술 혁신에 의해 추진되고 있다. 물론 하드웨어와 컴퓨팅 성능, 심지어 센서의 발전까지 이러한 진화를 시행할 수 있는 이점을 제공 하고 있다.
트렌드 #3
무선 또는 클라우드 기반 스마트 카메라
스마트 카메라 진화의 또 다른 발전은 원격 모니터링 및 제어 목적을 위한 무선 통합이다. 데이터 보안 또는 안정성 문제로 인해 Wi-Fi는 이미지 전송 또는 실시간 모니터링에 대해 안정적이거나 충분히 빠르지 않을 수 있다. 그러나 운영 관리자에 의한 원격 검사 제어 및 관리는 스마트 카메라에서 점점 더 자주 사용되는 기능이 될 것이다.
클라우드 컴퓨팅 기술을 활용한 클라우드 기반 스마트 단말기 카메라도 등장하고 있다. 5G 기술을 활용하여 이미지와 데이터를 안정적이고 신속하게 전송하는 방법은 일부 주요 제조 허브의 많은 생산 현장에서 점점 보편화되고 있다.
미래의 스마트 카메라 방향
첨단 기술에서 공급망 분리에 이르기까지 상황이 여러 방향으로 전개되고 있다.
기술 측면에서 스마트 카메라 R&D 노력은 더 빠르고, 더 쉽고, 더 저렴하고, 더 많은 기능을 제공할 수 있는 기회를 계속 추구할 것이다. 5G의 출현은 클라우드 컴퓨팅을 현실로 만드는 데 도움이 된다. 클라우드에서 연산이 집중된 카메라 헤드는 산업용 카메라를 더욱 대중화 할 것이다.
그러나 데이터 보안과 신뢰성, 시간 지연 없는 실시간 처리는 아무리 빠른 5G 기술이라도 메인 서버에 부담과 비용이 누적되는 것을 무시하지 않고 항상 고민하게 될것이다. 개선된 SoC를 갖춘 에지 컴퓨팅은 많은 상황에서 스마트 카메라를 더욱 매력적으로 만든다.
또한 공급망 분리는 제조업이 여러 대륙에서 전 세계로 계속 분산되어 로봇을 사용하여 생산 자동화를 위한 더 많은 기회를 창출할 것임을 의미한다. 사용하기 쉽고 케이블 연결이 더 간단한 스마트 카메라는 여기에 완벽하게 매칭된다.
스마트 카메라 자체에 대해 말하자면, AI 기능을 갖춘 스마트 카메라 또는 소위 ‘추론 스마트 카메라(inference smart cameras)’ 는 스마트 3D 카메라와 마찬가지로 점점 더 대중화될 것이다. 즉, 스마트 카메라의 기능 향상으로 가까운 미래에는 PC 기반 비전 시스템이 지배했던 더 많은 영역으로 확장될 것이다.
자료제공: Teledyne Dalsa(www.teledynedalsa.com)
