IEEE 1394 카메라 시스템 100% 활용 노하우

IEEE는 USB와 같은 새로운 시리얼 버스 규격이다. PC를 주변 장치와 효율적으로 연결할 수 있는 방법을 개발하기 위해 업계에서는 많은 노력을 기울여왔는데, 그 결과 기존의 PC 입출력 버스를 대체할 수 있는 USB와 IEEE 1394 시리얼 버스가 개발됐다. USB의 속도가 12Mbps인데 반해 IEEE 1394는 100Mbps, 200Mbps, 400Mbps 속도를 낸다. 따라서 USB는 저속 주변장치를 위한 인터페이스로 사용되며, IEEE 1394는 하드디스크·그래픽카드 같은 고속 주변장치까지 포함한다. IEEE 1394 카메라 시스템을 100% 활용하기 위한 몇 가지 노하우를 살펴보자.

PC 1대로 32대의 2M급 카메라 영상 획득 가능한

PGR IEEE1394 카메라 시스템 구성

3D 영상 복원 및 다양한 영상 콘텐츠 촬영을 위한 멀티 카메라 시스템이 다양한 분야에서 널리 활용되고 있는 가운데, 포인트기어의 IEEE 1394 카메라는 다중 동기화 기능(멀티 싱크 솔루션) 및 간단한 하드웨어 구성이 가능하여 멀티 카메라 시스템을 만드는 데 많은 이점을 가지고 있다. IEEE-1394b 카드가 설치된 PC 한 대에 32대의 2M 픽셀 그라스하퍼(Grasshopper) 카메라들을 연결하려면?
지금부터 32대의 카메라가 어떤 방식으로 하나의 PC에 연결되는지 살펴보자.

멀티 카메라 시스템 구성

4대의 카메라를 연결하고 3포트 허브를 이용하여 IEEE-1394b 익스프레스 카드에 연결하면 4대의 카메라가 PC에 연결되며, 같은 방법으로 4대의 카메라를 더 연결하면 총 8대의 카메라가 PC에 연결된다. 8대의 카메라가 연결되면 메모리 버스에서는 80MB/s가 산출된다. 또 다른 3포트 허브에 연결된 8대의 카메라를 IEEE-1394b 익스프레스 카드에 연결하면 PC에는 총 16대의 카메라가 연결되고 메모리 버스에서는 160MB/s가 산출된다. 같은 방식으로 2개의 3포트 허브로 연결된 다른 16대의 카메라를 IEEE-1394b 익스프레스 카드에 연결하면 총 32대의 카메라가 PC에 연결되고 메모리 버스에서는 총 320MB/s가 산출된다.

이때 메모리 버스 위에 있는 카메라들은 서로 자동으로 동기화되고 PC에 연결된 IEEE-1394 버스들을 포인트기어가 제공하는 멀티싱크 소프트웨어를 통해 동기화시키면 연결된 32대의 카메라들이 서로 동기화되어 실시간으로 영상을 획득할 수 있다.
 

>>>> 멀티 카메라 시스템의 구성 예 - Matrix Vision System

32대의 카메라를 중심 방향으로 원형 배치하였으며, 카메라의 정확한 촬영 시점을 생성하기 위해 트리거 제너레이터를 별도로 구성하여 대상물이 뛰어오르는 시점, 최고 시점, 떨어지는 시점에 각 카메라들의 영상을 획득하는 시스템이다.

무빙파트에 장착되는 IEEE 1394 카메라 시스템

IEEE-1394 카메라는 로봇·자재 관리·크레인·휴대형 산업용 도구·의료 및 제약 자동화·비전 검사 등 많은 분야에서 응용되고 있다. 이때 케이블은 카메라와 함께 또 하나의 중요한 주변 기기이다. 케이블은 연속 가동, 높은 인장 하중, 부유물과 스파크, 방사능 지역을 비롯한 가혹한 환경에 놓일 수도 있기 때문이다. 혹독한 환경에 놓인 케이블이 망가지면 주변 환경의 노이즈로 인해 시스템 가동이 중단되므로 이 경우 새로운 케이블로 교체해야 한다. 이를 방지하기 위해 HiFlex 케이블을 사용할 수 있다.

또한 PC와 장치간의 거리가 길면 그에 맞는 길이의 케이블을 사용해야 하는데 케이블 길이가 길어지면 전송하는 신호가 감쇠할 수 있어 데이터를 안전하게 전달할 수 없다. 이때에는 리피터를 사용하면 장거리에서도 보다 안전하게 데이터를 전송할 수 있고, 한 PC에서 허브를 통해 여러 장치를 함께 사용할 수 있기 때문에 비용을 절약할 수 있다.

>>>> IEEE 1394 HiFlex Cable

·데이터 손실 또는 무결성 문제를 방지하기 위해 설계된 케이블로 PCI 카드 커뮤니케이션에 IEEE-1394 인터페이스를 지원하는 디지털 CCD 카메라에 사용된다.

·최대 대역폭은 800Mbps이며 알루미늄 필름 호일 및 구리를 꼬아 이중으로 감싸므로 우수한 EMI/ESD를 달성할 수 있다.

·HiFlex 케이블이 일반 케이블과 다른 특징은 U-벤딩 실험을 완료하여 생산하기 때문에 유연성이 검증된 케이블이라는 점이다. 일반 케이블은 공전 환경용으로 설계되어 움직이는 환경에 놓이면 IEEE-1394의 전기적 사양을 충족하지 못하고 구부러질 수 있으며, 이때 감쇠율이 크게 증가하고 주변의 노이즈로 인해 카메라가 고장나기도 한다. 이에 반해 HiFlex 케이블은 유연성 수명이 다할 때까지 안정된 감쇠율을 유지할 수 있고 움직임 제어 및 시각 시스템과 관련된 요구를 충족할 수 있으며 비트 오류나 데이터 손실 없이 구부러질 수 있다.

>>>> IEEE 1394 HiFlex Cable

·케이블을 연장하거나 하나의 1394 포트에 여러 장치를 연결하여 사용해야 할 경우 허브에 있는 포트의 개수만큼 장치를 연결할 수 있다.

·허브는 한 개의 신호 입력부와 여러 개의 신호 출력부로 구성되어 있다. 허브는 분배기능을 지니고 있어 하나의 신를 여러 개로 나누어주게 된다. 예를 들어 신호 입력부에 신호가 입력되면 허브가 지닌 포트의 개수만큼 신호가 분배되어 출력된다.

·허브를 이용하여 카메라를 트리 형태로 연결하기 때문에 모든 카메라가 컴퓨터와 일대일로 연결될 필요가 없다. 따라서 하나의 포트에 여러 대의 카메라를 설치할 수 있다.

>>>> 리피터

·디지털 방식의 통신선로에서 신호를 전송할 때 전송하는 거리가 멀어지면 신호가 감쇠하는 성질이 있는데, 이때 감쇠된 전송신호를 새롭게 재생하여 다시 전달하는 재생 중계 장치이다.

·IEEE-1394 케이블을 연장할 때 사용하는 장치로 거리가 멀어질 경우 케이블 자체만을 가지고 안정적으로 연결할 수가 없기 때문에 리피터를 사용하여 먼 거리에서도 안전하게 데이터를 전송할 수 있다.

·UTP 리피터의 경우 10m, 30m, 50m 등 Cat5 또는 Cat6 UTP(Unshielded Twisted-Pair) 케이블(크로스 타입 사용)과 1394 케이블을 조합하여 수십 미터까지 전송할 수 있다.

자료제공 | 싸이로드(www.cylod.com)