0. 카메라 머신 비전 인터페이스 소개(Camera Machine Vision Interface)
카메라와 같은 머신 비전 시스템에는 다양한 종류의 인터페이스가 있습니다. 대표적으로 카메라 링크(Camera Link), CoaXPress, GigE, USB 3.0 등이 있죠. 저의 원대한 계획중 하나는, 이러한 머신 비전 인터페이스들에 대해서 상세하게 정리하여 종국에는 모든 종류의 인터페이스에 대한 정리를 마무리하는 것입니다. 물론 인터페이스 종류도 많고 각각에 대한 내용도 방대하다 보니 작업이 쉽지 않겠지만, 당장 관련 산업에 종사하는 사람으로서 욕심이 안 생길 수는 없더라구요. 따라서 비록 실패하는 일이 있더라도 일단 도전해보려고 합니다.
그래서 오늘은 그 원대한 발걸음의 시작으로서 각 인터페이스 종류별 간단한 특징 정리를 하려고 합니다. 그럼 시작합니다!
1. Camera Link
카메라 링크는 AIA 협회에서 만든 머신 비전 인터페이스의 하나입니다. 카메라와 프레임 그래버간의 고속 통신을 제공하고 표준화된 규격을 마련하기 위해 만들어졌으며, 따라서 카메라 링크는 고품질, 높은 해상도의 이미지 데이터를 전달할 수 있게 해주는 인터페이스 입니다.
카메라 링크는 신뢰할 수 있는 이미지 데이터 고속 전송에 대한 요구를 수용할 수 있도록 디자인 된 인터페이스 입니다. 이는 빠른 데이터 전송 속도, 짧은 대기 시간 및 실시간 이미징 기능을 가능하게 하는 강력한 연결을 제공한다는 특징을 가지고 있습니다.
*참고로 카메라 링크를 포함한 모든 인터페이스의 규격은 아래에 표로 정리해두었으니 관심있으신 분들은 하단을 참고해주시기 바랍니다.
2. GigE
GigE(Gigabit Ethernet) interface는 이더넷 네트워크를 통해 데이터를 전송하기 위한 목적으로 만들어졌습니다. 이를 통해 신뢰성 있는 고속 통신 링크를 제공하며 특히 비디오 스트리밍, 머신 비전, 산업 자동화, 보안 시스템 같은 많은 양의 데이터 전송에 필요한 어플리케이션에서 쓰입니다.
GigE는 다른 인터페이스와 비교하여 몇 가지 장점을 제공합니다. 거리가 긴 데이터 전송(최대 100미터), 스위치 및 케이블 같은 표준 네트워크 구성 요소를 사용하는 기능, 전원을 공급하는 PoE라는 기술 제공 등이 있습니다.
3. USB3.0
USB는 PC와 연결하는 다양한 어플리케이션에서 사용되는데, 그 중에서도 머신 비전 시스템에서는 이미지 데이터를 전송하는 신뢰성 있는 고속 통신을 제공하는 것이 목적이라고 할 수 있습니다. 이전 버전(3.0 이전)보다도 bandwidth, 데이터 전송 rates 등에서 중요한 강점을 지닙니다. 또한 향상된 전원 관리 수용 능력을 보여주는데, USB bus 혹은 외부 전원으로부터 전원을 직접적으로 공급받을 수 있게 합니다.
4. CoaXPress
CoaXPress는 머신 비전 시스템에서 가장 많이 쓰이는 인터페이스 중에 하나입니다. coaxial 케이블을 사용하여 이미지 데이터와 제어 신호를 동시적으로 전송하며, 기존의 인터페이스 대비 중요한 이점을 제공합니다. 주된 특징으로는 다음과 같은 점들이 있습니다.
l 고속 데이터 전송: CoaXPress는 케이블 하나 당 1.25 Gbps ~ 12.5 Gbps 까지의 고속 통신을 지원합니다. 이는 고해상도 이미지 전송, 고속 비디오 스트림, 막대한 데이터 셋 등의 빠른 전송을 가능하게 합니다.
l 장거리 전송: CoaXPress는 최대 100미터 까지의 장거리 전송을 가능하게 합니다. 물론 통신 속도 등 사양에 따라 제한은 있습니다.
l 전원 공급: CoaXPress는 PoCXP(Power over CoaXPress)라고 하는 전력 공급 시스템을 지원합니다. 따라서 카메라는 CoaXPress 인터페이스를 통해 직접적으로 전력을 받을 수 있으며, 이는 전력선의 분리 및 셋업을 간편하게 할 필요성을 없애줍니다.
l 트리거링 및 컨트롤: CoaXPress는 양방향 직접 통신을 제공하여 실시간으로 호스트가 카메라의 제어 및 트리거링을 가능하게 합니다. 이는 정확한 동기화 및 제어를 가능하게 합니다.
l 양립성 및 통일성: CoaXPress는 표준화된 인터페이스이며 CoaXPress 카메라, 프레임 그래버, 기타 다양한 디바이스간의 양립성을 보장합니다. 이는 머신 비전 시스템에서 다중 카메라 구성을 지원하며 원활한 통일성을 제공합니다.
위에서 살펴본 각 인터페이스별 특징을 구체적으로 아래에 표로 정리하였습니다.
Camera Link VS GigE VS USB3.0 VS CoaXPress
여기서 꼭 명심할 부분은, 위에서 정리한 내용들은 정말 간단하게 축약했다는 겁니다. 앞서도 말씀드렸듯 각 인터페이스 별 내용 및 특징은 양이 정말 방대하며, 따라서 좀 더 전문가가 되고싶다 하시는 분들은 이보다 훨씬 자세히, 전문적으로 숙지할 필요가 있습니다. 저도 아직 모든 내용을 다 알지는 못하는 상태이며, 그렇기 때문에 더 많이 배우고자 하는 것, 이와 동시에 다른 사람들에게 정보를 제공하여 도움을 주고자 하는 두 가지 이유에서 이렇게 블로그에 글을 남기는 겁니다.
그럼 앞으로도 많은 관심 바라며, 이번에는 여기서 마무리 하겠습니다. 다음 시간에는 가장 먼저 카메라 링크(Camera Link) 인터페이스를 시작으로 글을 작성하겠습니다. 감사합니다.