산업 현장의 비전 AI를 위한 최적의 산업용 카메라 선택 가이드 - 4가지 유형 완벽 비교

필자: 슈퍼브에이아이 대표 김현수

컴퓨터 비전은 고품질 이미지 데이터에 의존하기 때문에 최적의 성능을 보장하기 위해서는 올바른 카메라를 선택하는 것이 중요합니다. 카메라 종류마다 특장점이 다르기 때문에 제조 검수 또는 위협 탐지가 목적인 경우에는 불량 검수 자동화가 목적인 경우와 다른 카메라를 사용하는 것이 좋습니다. 

이번 가이드에서는 산업 및 제조 비전 AI에 사용되는 4종류의 카메라와 실제 활용 사례, 그리고 카메라를 시스템과 통합할 때 고려해야 할 사항들에 대해 알아보겠습니다. 

1. 정적인 이미지 검사에 적합한 “영역 스캔(Area Scan) 카메라”

개요

영역 스캔 카메라(Area scan camera)는 시각적으로 확인할 수 있는 스펙트럼(RGB) 내에서 온전한 2D 이미지를 구현할 수 있어 객체가 검수를 위해 일시 또는 완전 정지하는 시나리오에서 사용하기 적합합니다. 특히 제조 품질 검사와 같이 상품을 반드시 정해진 절차에 따라 처리하고 정적인 상태에서 촬영할 수 있는 경우 많이 사용됩니다. 

활용 사례

• 생산 라인 품질 검사(예: 전자기기나 기계 부품의 결함 확인 등)
• 깨끗하고 정적인 이미지가 많은 일반적인 산업용 검수

고려사항

• 조명이 변하지 않고 통제된 환경에서 가장 좋은 성능을 보임
• 스냅샷 촬영을 위해 생산 라인이 잠시 멈춰야 함
• 기존의 머신 비전 시스템과 통합하기 용이함
• 안정적인 이미지 다운로드를 위해 일반적으로 USB보다는 PoE 카메라를 권장함

대표적인 영역 스캔 카메라

• Lucid Vision Labs: 공정 자동화에 적합한 고성능 영역 스캔 카메라 개발사. 품질 관리 및 제조 검수용 깨끗한 풀프레임 이미지 제공
• IDS: USB 및 GigE 영역 스캔 카메라 제공. 산업용 생산 라인과 부드럽게 통합되도록 설계되어 안정적인 결함 탐지 및 공정 모니터링 가능
• MindVision Technology: 초고속 검사, 전자기기 제조, 품질 관리 자동화 시스템을 위한 정밀 촬영 등에 최적화된 산업용 영역 스캔 카메라 제공

2. 가시 스펙트럼을 넘어 촬영할 때 적합한 “SWIR(단파 적외선) 카메라”

개요

SWIR 카메라는 사람이 시각적으로 인식할 수 있는 파장 너머를 인식하기 때문에 일반적인 RGB 카메라로는 보이지 않는 결함을 탐지할 수 있습니다. 특히 원료나 수분, 또는 눈에 띄지 않는 이상함을 탐지할 때 유용합니다. 

활용 사례

• 식품 검수(예: 수분 함량 측정, 이물질 탐지 등)
• 재료 품질 분석(예: 플라스틱, 직물, 반도체 등의 결함 탐지)

고려사항

• 일반 RGB 카메라보다 비용이 높음
• 화학 성분을 분석할 수 있음(예: 수분 흡수성)
• 정확한 결과를 위해 특수한 조명이나 필터가 필요한 경우가 많음

대표적인 SWIR 카메라

• Lucid Vision Labs: Sony의 SenSWIR 센서를 부착해 폭넓은 스펙트럼에서 고해상도 이미지를 촬영할 수 있는 SWIR 카메라 제공
• 1stvision: GigE 인터페이스와 라인 스캔 이미징을 적용할 수 있는 SWIR 카메라를 제공해 객체가 지속적으로 움직이는 경우에 적합

3. 고속 생산 라인의 지속적인 모니터링에 유용한 “라인 스캔 카메라(Line Scan) 카메라”

개요

라인 스캔 카메라(Line scan camera)는 한 번에 한 라인의 이미지를 촬영하고 이를 이어붙여 하나의 완전한 2D 이미지를 구현합니다. 객체가 지속적으로 움직이고 검수를 위해 정지시킬 수 없는 고속 생산 라인과 같은 환경에 적합합니다. 

활용 사례

• 종이, 철판, 직물, 플라스틱 필름과 같은 연속성 있는 소재 검수
• 제품을 정지시키지 않고 검수해야 하는 고속 컨베이어 벨트

고려사항

• 카메라, 컨베이어 속도, 센서가 정밀하게 연동되어야 함
• 지속적으로 이미지를 촬영하기 위해 별도의 조명을 할당해야 함
• 연속적인 이미지 데이터를 인코딩하기 위해 Matrox Zebra같은 프레임 그래버(Frame grabber)를 사용하는 것이 좋음

주요 부품 및 공급사

• 카메라: Crevis, Mindvision
• 근접 센서: Keyence (적절한 타이밍에 스캐닝을 실행)
• 인터페이스: CameraLink (고속 데이터 전송)
• 프레임 그래버: Zebra의 Matrox (데이터 처리)

대표적인 라인 스캔 카메라

• Crevis: 민감도와 속도가 높고 일반 CameraLink 인터페이스를 지원하는 라인 스캔 카메라 제공
• MindVision Technology: 고속 데이터 전송에 적합한 산업용 10GigE 라인 스캔 카메라 제공

4. 산업용 모니터링 및 보안에 적합한 “CCTV 카메라”

개요

CCTV 카메라는 설계상 정밀한 결함 탐지는 어렵지만 시설 관제, 보안, 또는 공정 관리감독 등의 시나리오에 아주 적합합니다. 보통 지속적인 비디오 스트리밍을 지원하며 제조 공장이나 물류 창고 등의 모니터링에 흔히 사용됩니다.

활용 사례

• 공장 및 시설 안전 모니터링
• 경계 보안 및 관제
• 전반적인 운영 프로세스 추적 관리

고려사항

• 자세한 분석보다는 전반적인 모니터링에 최적화됨
• 실시간 비디오 스트리밍이 필요할 때 가장 유용함
• 안정적인 네트워크 스트리밍을 위해 RTSP 프로토콜이 권장됨
• 더 광범위한 영역과 움직임을 감지할 수 있도록 PTZ(회전, 기울기, 확대) 기능을 탑재하는 것이 좋음

프로토콜 및 호환성

• 네트워크 스트리밍: RTSP
• IoT 통합: MQTT
• 직접적인 시스템 연결: USB 카메라 입력

대표적인 CCTV 카메라 

• Axis Communications: 다양한 관제 시나리오에 적합한 각양각색의 네트워크 카메라 제공
• Hikvision: 영상 보안부터 비즈니스 인텔리전스에 이르기까지 다양한 상황에 알맞게 설계된 네트워크 카메라 제공

모아보기: 나에게 맞는 카메라는?

여러분의 컴퓨터 비전 프로젝트에 맞는 최적의 카메라를 선택하려면 먼저 카메라를 어떻게 활용할 것인지 분석해야 합니다.

하드웨어 설치 및 시스템 통합이 막막하신가요?

올바른 카메라를 선택했다면 이제 겨우 한 걸음을 뗀 것일 뿐입니다. 이제 카메라를 적절히 설치하고 시스템과 통합해야 최적의 성능을 도출할 수 있습니다. 이 과정이 막막하신 분들을 위해 슈퍼브에이아이에서는 모델 서비스 및 컨설팅을 제공하고 있습니다.

슈퍼브에이아이 모델 서비스 지원 항목

• 현장 방문 지원: 여러분의 생산 라인과 환경을 검토하고 최적의 하드웨어 설정을 추천해 드립니다.
• 하드웨어 컨설팅: 기존의 워크플로우와 가장 잘 어울리는 카메라 종류 및 여러분의 상황이나 니즈에 맞는 AI 하드웨어를 확인하세요.
• 엣지 기기 설치: 온프레미스(설치형) AI 처리 기기를 사용해 실시간 의사결정을 구현하세요.
• 모델 구축 및 배포: 데이터 처리, 증강, 라벨링 뿐 아니라 모델 개발 및 배포까지 AI 도입의 전 과정을 지원합니다.

여러분의 컴퓨터 비전 시스템에 적합한 카메라를 선택하려면 먼저 용도, 환경, 필요한 정확도 수준 등을 검토해야 합니다. 고속 생산 라인 모니터링, 숨어있는 결함 탐지, 대규모 보안 관제 등 목적이 명확해야 합니다. 여러분이 어떤 목적으로 AI를 도입한다고 하더라도 효율성과 성능을 최대화하기 위해서는 반드시 올바른 하드웨어를 선택하고 시스템과 적절히 연동해야 합니다. 

적절한 카메라, 우수한 AI 기반 비전 모델, 그리고 시스템 통합을 지원할 최적의 파트너를 선택한다면 자동화, 품질 관리, 운영 효율화의 신세계를 체험하실 수 있을 것입니다.

여러분의 생산 시설에 AI 기반 컴퓨터 비전 솔루션을 도입할 수 있는 AI 전문 파트너를 찾으신다면 슈퍼브에이아이가 최고의 정답입니다. 아래 정보를 입력해주시면 바로 연락 드리겠습니다.