상세보기

머신비전 시장 동향/(2)발루프코리아 “매트릭스 비전 런칭, 산업용 카메라에 역량 집중” 최교식 기자입력 2020-09-28 14:41:53

 

발루프코리아 최원석 부장(사진. 여기에)

 

Q. 발루프가 머신비전에 집중하는 이유는 무엇인가?

A. 발루프(Balluff)는 1921년에 설립된 이후 라인업을 확대해오면서 측정기, 산업용 센서, 산업용 RFID, 네트워킹 솔루션 등 스마트 팩토리에 관련된 모든 제품군을 갖추고 있다. 4차 산업혁명에서는 머신비전 기술은 없어서는 안 될 핵심 기술로 평가받고 있다.

 

가령 센서는 1차원적인 정보지만 머신비전은 영상 기술을 기반으로 실시간 피드백을 제공하기 때문에, 비전을 이용하면 더 많은 정보를 수집할 수 있다. 이러한 기술 트렌드에 대응해 발루프는 매트릭스 비전(Matrix Vision)을 인수 합병했고, 적극적으로 영업도 하고 제품개발도 하고 있다.

 

Q. 스마트 팩토리에서 머신비전은 어떤 역할을 하나?

A. 머신비전 어플리케이션은 크게 Guidance, Inspection, Measurement, Identification 4가지로 나눌 수 있다. Guidance는 스테이지 얼라인먼트 또는 로봇 가이던스에 해당되며 Inspection은 검사, Measurement는 측정, Identification은 OCR 및 ID코드, 1D, 2D 코드를 리딩하는 어플리케이션이다.

 

머신비전 어플리케이션은 이 4가지 범주에 다 포함이 되어있다고 볼 수 있으며, 요즘 가장 대두되고 있는 기술 분야가 머신 러닝이다. 머신 러닝을 구현하기 위한 방법 중 한 가지는 딥러닝이며, 이 기술은 이미지를 통한 지도 학습과 비지도학습으로 사람의 영역인 인지, 판단 등을 할 수 있는 기술이다. 최근 스마트 팩토리에서 이미지 기반 기술들의 역할이 확장되고 있으며, 이러한 변화들로 더욱 큰 시너지를 만들어 낼 것으로 예상한다.

 

Q. 발루프에서는 아직 머신비전에 AI기술이 접목이 되어있질 않은데.

A. 현재 개발 중이다. 발루프는 매트릭스 비전을 인수하고 산업용 카메라에 역량을 집중하고 있는데, 매트릭스 비전에서는 다양한 산업용 카메라를 출시하며 라인업을 넓혀 나가고 중이다. 산업용 카메라에는 여러 기능이 내장되어 있는데 그중 하나는 ‘스마트 피처(Smart Feature)’로 이미지 프로세싱 기능이 FPGA단에서 구현이 되는 기능이다. 딥 러닝은 이미지 소스가 상당히 중요하다. 많은 정보를 정확하게 담고 있어야 그것들로 학습을 해서 좋은 결과를 얻을 수 있다. 스마트 피처 기능을 이용해서 더욱 선명한 화질 영상을 얻어서 딥러닝 솔루션을 돌릴 수 있게끔 협업하고 있는 부분이 많이 있다.

 

발루프는 글로벌 시장의 대형 이미지 프로세싱 기업들과 협업을 하고 있다. 물류회사에도 딥러닝을 적용하고 있다. 가령 박스가 훼손이 돼서 뜯어질 수 있는데, 이런 부분을 딥러닝을 이용해서 검사를 할 때, 발루프 브랜드의 산업용 카메라를 사용하여 원본 이미지(raw image)를 획득할 수 있도록 지원을 하고 있다

SI 업체들이 우리 매트릭스 비전 카메라를 이용해서 영상획득을 하고 딥러닝 솔루션을 이용해서 검사를 하는 식으로, 어플리케이션 레벨에서 협업이 이루어지고 있다.

 

Q. 국내 머신비전 시장규모를 어는 정도로 추정을 하나?

A. 여러 기관의 자료를 토대로 2019년 기준 9천억 원 정도로 추정을 하고 있고, 에어리어 카메라가 30%, 스마트 카메라가 10%, 렌즈나 프레임 그레버 등 모든 액세서리를 포함한 시장이 30% 정도 될 것으로 보고 있다.

 

Q. 발루프 산업용 카메라의 장점은 무엇인가?

A. 발루프가 집중하고 있는 시장은 표준 산업용 카메라와 임베디드 카메라다.

우선 표준 산업용 카메라에 대해서 설명을 하면 표준 산업용 카메라의 인터페이스 라인업은 GigE와 USB3.0이 있고 10GigE(10기가비트 이더넷)이 곧 출시될 예정이다.

표준 산업용 카메라와 관련한 발루프의 차별화된 장점은 FPGA를 이용한 스마트 기능(Smart Feature)과 카메라의 안정성 및 견고함이다.

 

먼저 FPGA와 관련된 이점을 설명하면, 카메라에 FPGA를 탑재한 경쟁사도 물론 있지만, 발루프는 고유한 노하우로 FPGA로 스마트 피처를 이용한 이미지 프로세싱 기능과 사용자 편의성을 제공한다. FPGA의 이미지 프로세싱을 이용하면 이미지 개선을 할 수 있다.

FFC(Flat Field Correction) 기능이 내장되어 있어 카메라로 촬영한 이미지의 밝기값이 일정하지 않을 때 보정(calibration) 작업을 해서 영상, 이미지를 균일하게 출력해 줄 수 있다.

 

 

FFC(Flat Field Correction) 기능 적용 전 사진(사진. 발루프코리아)

FFC(Flat Field Correction) 기능 적용 후 사진(사진. 발루프코리아)

 

그리고 너무 밝거나 어두운 이미지 영역을 보정하는 HDR(High Dynamic Range), 높은 다이내믹 레인지 기능도 있다. 프레임 에버리징(Frame Averaging)이라고 해서 영상 노이즈를 감소시켜주는 기능도 있다.

이런 기능 등으로 이미지 화질을 상당히 개선시킬 수도 있고 Multi AOI(Multi Area of Interest)라는 기능이 있어서 고속 검사 어플리케이션에 최적화되어 있다. 기존에는 한 영역 밖에 관심 영역이 지정이 안 되었는데 발루프는 프레임 내에서 특정 관심 영역을 멀티, 즉 여러 개를 선택을 해서 하나의 버퍼에서 이 부분만 추려서 버퍼로 송출을 시킬 수 있다. 불필요한 이미지 정보를 줄일 수 있어 FPS, 프레임 레이트가 증가하는 효과를 볼 수 있다.

 

 

 

Multi AOI 전후(사진. 발루프코리아)

 

다음은 안전성이다.

하드웨어 안전성 면에서 안전회로들이 많이 추가가 되어있다. 보통 산업 공정들이 많이 열악하지만 발루프 산업용 카메라는 과전압이나 노이즈에 강하다. 미국이나 유럽에서 OEM사에 적용이 많이 되었으며, 그 가치를 인정받고 있다.

 

그리고 안정성 측면에서는 보통 카메라 작동 온도가 0에서 45까지이다. 발루프는 ET( Extended Temperature) 모드로 –40℃에서 65℃까지 보장을 한다. 따라서 험한 사용환경에서도 카메라의 성능과 수명이 저해되지 않아서 반도체 쿨링 챔버에 많이 적용된다. 기존에는 쿨링 챔버 위에다가 카메라를 달아서 바깥에서 모니터링을 했는데, 쿨링 챔버 안에서 모니터링할 수 있게끔 테스트를 진행하고 있다. 그리고 모든 카메라가 IP67 하우징을 지원하고 있다.

 

또 한 가지 발루프만의 장점은 편의성 측면에서 Motorized Lens를 컨트롤할 수 있다는 것이다. Dual GigE 카메라는 Motorized Lens를 제어할 수 있는 표준 인터페이스를 제공하고 있으며 해당 인터페이스로 줌, 포커스, 아이리스 값을 제어할 수 있다. 현재 글로벌 렌즈 메이커사들은 motorized lens를 제공하고 있으며, 발루프에서 호환 여부를 확인하여 사용 가능하다.

 

 

매트릭스 비전 산업용 카메라(사진. 발루프코리아)

 

 

Q. 산업용 카메라에 주력한다고 했는데, 해상도는 몇 메가 제품이 주력인가?

A. 우리는 VGA급 제품부터 32메가까지 제품군이 라인업되어 있으며, 연말에 10GigE 라인업이 추가될 예정이다. 2, 3년 전에는 5메가가 주력이었는데 지금은 반도체, 디스플레이 분야가 해상도 12M 카메라로 넘어가고 있는 추세다.

 

Q. 이런 고해상도 제품이 주력하는 시장은 어디인가?

A. 고해상도의 경우, 과거 FPD(Flat panel display)나 반도체 시장에서 웨이퍼나 디스플레이를 검사할 때 라인스캔이나 TDI 카메라를 많이 사용했는데 라인 카메라를 사용하기 위해서는 구동축이 필요하며, 영상획득 시간도 상대적으로 더 소요된다. 하지만, 고해상도 카메라를 이용해서 영상획득시간도 줄이고 광학계 또한 단순해질 수 있기 때문에 Area 고해상도 카메라가 선호되고 있다. 이런 트렌드와 더불어 매트릭스 비전 사의 Smart feature를 이용하면, 영상 화질도 개선할 수 있기 때문에 고객에게 큰 가치를 줄 수 있을 것으로 생각한다.

 

Q. 발루프 임베디드 카메라의 장점은 무엇인가?

A. 발루프 임베디드 카메라의 장점은 고객의 니즈에 따라 CMOS 센서, 인터페이스, FPGA 이런 부분들을 커스터마이징해 줄 수 있다는 것이다.

일례로 한 고객사에 USB 2.0 인터페이스 모듈에 CMOS 센서만 결합된 카메라 모듈을 공급하고 있으며, 또 다른 고객사에는 초고속 Interface인 PCIe와 FPGA, CMOS 센서가 결합된 카메라 모듈로 공급되고 있다. 이런 임베디드 카메라는 고객사에게 원가 절감과 성능 향상이라는 두 마리 토끼를 다 잡을 수 있는 가치를 제공하고 있다.

 

Q. PCIe 인터페이스 카메라는 언제쯤 나오나?

A. 현재 개발이 되어 있다. 고객의 니즈에 따라 임베디드 카메라에 PCIe를 탑재해 줄 수 있다. 임베디드 카메라를 잘 사용하면 제품 크기가 크게 줄어들 수 있고 비용도 절감하고 처음부터 유저의 니즈에 맞게 커스터마이징하기 때문에 편의성도 좋아진다는 게 장점이다.

 

Q. GPU를 사용할 계획은 없나?

A. GPU와 FPGA는 사용성에 차이가 있다. 딥러닝 같은 연산량이 많은 어플리케이션은 GPU가 필요하지만 매트릭스 비전의 이미지 처리 연산은 FPGA(Field Programmable Gate Arrays) 병렬처리로 충분한 성능을 낼 수 있다. 또한 FPGA는 유연성이 높아 커스터마이징이 가능하다는 장점도 있다. 장기적으로 발루프의 스마트 비전 솔루션에 딥 러닝 기술이 접목되는 시점에 GPU를 적용할 계획이다.

 

Q. 발루프의 스마트 카메라 BVS는 어떤 점이 특징인가?

A. 발루프 스마트 카메라 BVS의 장점은 하드웨어는 매트릭스 비전을 쓰고 있고 소프트웨어는 할콘 엔진이 들어간다. 할콘 라이브러리가 아니라 이미지 프로세싱 엔진이 들어간다.

발루프 BVS는 스마트 비전이다. 개발자가 비전에 대한 사전지식이 없어도 메이커가 제공하는 툴을 이용해서 쉽게 개발할 수 있는 것을 스마트 비전이라고 한다. 발루프는 이미 할콘 라이브러리를 이용해서 그것들을 엔진화시켜서 툴로 제공을 하고 있다. 카메라를 연결하면 콕핏 (Cock-pit) 동글을 이용해서 콕핏 소프트웨어 안에서 툴로 제공이 된다. 사용자가 프로그래밍을 할 필요가 없다.

이게 장점이고, 또 한 가지는 발루프는 스탠드얼론 타입과 컨트롤러 기반의 두 가지 솔루션을 제공하고 있다.

 

스탠드얼론 타입의 경우에는 별도의 컨트롤러 없이 카메라에서 모든 걸 처리할 수 있는 걸 말하고, 컨트롤러 기반은 기존 컨트롤러에 카메라를 연결하는 것이다. 컨트롤에 최대 4대까지 장착을 할 수 있고 카메라가 보통 1.3메가에서 12메가까지 지원을 한다.

컨트롤러 기반을 쓰는 장점은 멀티카메라를 쓰거나 고해상도 카메라를 쓰면 거기에 따른 비용이 절감되는 것이다. 경쟁사에는 없는 우리만의 장점은 컨트롤러를 제공하고 있는 회사들은 반드시 컨트롤러를 사용해야 하지만, 우리는 동글로도 그 소프트웨어를 제공할 수 있다는 것이다. 고객이 갖고 있는 PC를 이용해서 동글만 꽂으면 스마트 비전을 구현할 수 있게끔 동글로도 소프트웨어를 제공하고 있다.

 

Q. 발루프 스마트 카메라는 글로벌하게 판매가 어느 정도가 되어있나?

A. 발루프 스마트 비전은 그동안 유럽의 자동화 회사들에 많이 적용되어 왔으며, 그 숫자 또한 증가 추세에 있다. 자동차산업에서는 멀티카메라 검사 솔루션을 많이 쓴다. 멀티카메라를 이용하면 여러 가지 구성이 복잡해질 수 있는데, 고객사가 갖고 있는 PC에 동글을 연결해서 카메라만 연결하면 쉽게 검사에 대한 니즈를 충족시켜줄 수 있다. 기존 스마트 비전보다 시스템 구성이 간결하며 원가절감을 할 수 있는 점이 발루프 스마트 비전의 장점이다.

 

Q. 발루프 코리아의 지난해와 올 상반기 머신비전 사업성과는 어떠했나?

A. 발루프는 현재 새로운 전환점을 맞고 있다, EV를 제외한 전통적인 자동차 시장은 줄어들 걸로 예상을 하고, 터닝포인트로 보고 있는 게 배터리, 반도체, FPD 분야다. 이들 분야를 확대하기 위해 역량을 집중하고 있는데, 새로운 동력이 비전 분야다. 매트릭스 비전이 새롭게 런칭이 되면서 발루프 내에서 이 분야를 새로운 동력으로 보고 있다.

올해 4월 3월부터 매트릭스 비전을 런칭하면서 발루프만의 특징으로 인해 시너지 효과가 나오고 있다. 현재 많은 고객사와 필드 테스트 중에 있으며 긍정적인 피드백을 받고 있다. 내년부터 본격적으로 시장을 확대해 나갈 수 있을 것으로 본다.

 

Q. 새로운 시장이라면 예를 들면 어떤 수요인가?

A. ‘표준 산업용 카메라’이기 때문에 표준 사양이라면 언제나 대체가 가능하다고 생각 할 수 있다. 하지만 표준 카메라 내 매트릭스 비전의 고유한 기능들을 이용하여 고객에게 새로운 가치를 제공하고 있으며, 이를 통해 새로운 시장을 창출해 나가고 있다고 생각한다. 일례로, ET(Extended temperature)는 -40도씨의 쿨링 챔버에서 사용할 수 있는 산업용 카메라로 새로운 시장을 만들었으며, FPGA의 Smart feature를 이용하여 이미지 화질 향상 및 택타임(Tact time)을 줄이는 등 생산성 향상을 통하여 고유의 시장을 만들어 내고 있다.

 

Q. 머신비전 기술 트렌드는 어떻게 예상하나?

A. 스마트 팩토리와 관련해서 스마트 팩토리를 위한 로봇 가이던스와 딥 러닝을 통한 검사가 빠르게 진행되고 있다. 핵심 키워드는 무인 자동화다. 많은 기업들이 사람들 대체하기 위하여 로봇을 적용하고 있지만 실제로 제약 사항이 많다. 정교하지만 판단의 영역을 대체할 수 없기 때문이다. 해당 영역은 딥 러닝으로 대체하고 있다. 이런 면을 봤을 때 머신 비전의 수요는 더욱 급속도로 성장할 것으로 보인다.

로봇 가이던스 시스템을 이용해서 더욱 섬세하게 핸들링할 수 있고 딥 러닝 솔루션 회사와 발루프의 매트릭스 비전 카메라를 이용하여 협업하고 있다.

 

Q. 머신비전 수요 전망은 어떻게 하나?

A. 올해를 제외한 머신비전 시장은 매년 10%씩 안정적으로 성장을 해왔다. 머신비전의 수요는 크게 두 가지로 볼 수 있다. 하나는 스마트 팩토리 이슈로 인해 많은 기업들이 공장에 계속 투자를 하고 있는데 이때 빼놓을 수 없는 것이 머신비전이다. 이런 부분들은 지속적으로 성장세를 유지할 수 있을 것 같다. 또 한 가지는 고도산업품목 예를 들면 반도체, 이차전지 디스플레이 분야에서는 대기업의 투자가 중요하다. 올해는 투자가 보류되는 부분이 많이 있는데, 코비드 사태가 지나가면 다시 투자가 재개될 수 있을 것으로 보고 기대를 하고 있다.

 

Q. 머신 비전 시장확대 전략은 어떻게 전개해 나가고 있나?

A. 다양한 산업군에서 다양한 니즈가 많이 생겨나고 있다. 요즘에는 고객들이 스마트해지고 니즈가 다양해지면서, 규격화된 표준기술뿐만이 아니라 커스터마이징된 솔루션을 원한다. 그의 일환으로 앞서 PCIe도 얘기를 했는데, 이런 부분들로 고객의 니즈를 충족시키면 머신비전 시장확대뿐만 아니라, 질도 높일 수 있을 것으로 생각한다. 아울러 이런 제품을 이용해서 고객 제품 질이 높아진다고 하면, 그게 오히려 우리가 지향해야 할 방향이 될 수 있다.

 

기존의 자동차 분야뿐만 아니라 식품이나 포장, 물류 등 새로운 시장에서 수요를 창출하는 게 우리의 전략이다. 또 현재 새롭게 머신비전 파트너를 셋업해서 영업을 확대하고 있다.

한국은 사실은 까다로운 시장이다. 모든 글로벌 카메라 업체들이 국내 시장에서 경쟁을 하고 있다. 특히 이차전지 분야는 가장 핫하고 트렌드한 시장이다. 글로벌 시장이나 한국시장을 보더라도 우리 발루프가 갖고 있는 제품들이 충분히 경쟁력이 있다고 본다. 

 

 

 

스마트 카메라 BVS시리즈(사진. 발루프코리아)

최교식 기자
로봇시대의 글로벌 리더를 만드는 로봇기술 뉴스레터 받기
전문보기
관련 뉴스
의견나누기 회원로그인
  • 자동등록방지