머신 비전 분야

2. 머신 비전 분야

이번 포스팅에서는 실제 머신비전이 어느 분야에서 어떻게 사용되는지 알아보도록 하겠습니다.

• 2. 머신 비전 분야
  • 1) 자동차 산업
  • 2) 전자 & 반도체 산업
  • 3) 패널 분야
  • 4) 식품 분야
  • 5) 교통 분야
  • 6) 교통 & 감시 & 보안 분야
  • 7) 의약 분야
  • 8) 군수 분야

1) 자동차 산업

자동차 산업에서 비전 기술은 공장의 조립 라인뿐만 아니라 에어백, 타이어, 브레이크 시스템 등 중요한 자동차 부품을 생산하는 공급업체에서도 적용됩니다. 아주 작은 퓨즈 박스부터 크기가 큰 차체까지 거의 모든 부품은 비전 검사의 대상이 됩니다.

그럼 부품들은 대부분 어떤 검사가 이루어질까요? 아래의 예시를 보겠습니다.

사례
* 표면 확인 : 도색 작업 전에 차체의 미세한 표면 결함을 식별하여 작업자에게 위치와 어느 정도인지를 알려줍니다.
* 방향성 확인 : 부품 조립 시 부품간에 올바른 방향을 확인시켜 줍니다.
* 측정 확인 : 부품의 위치, 크기, 길이 등 치수를 측정하여 불량품을 선별합니다.
* 부품 확인 : 제품의 정보 (바코드 또는 2D 코드), 날인 문자를 판독하여 제품의 선별이 올바른지 판단합니다.

하나부터 열까지 예시를 대보면 끝도 없을 것입니다. 그만큼 비전 검사를 사용하는 항목과 생산 업체들이 많아졌기 때문이겠죠.

2) 전자 & 반도체 산업

전자 산업의 경우 시간이 흐를수록 더 작은 공간에 더 많은 회로를 구성해야 하는 요구에 지속적으로 직면해 있습니다. 최근의 스마트폰, 스마트 시계, 스마트 밴드 등 점점 더 작고 얇아지는 제품만 보더라도 알겠지요?

그래서 제품 및 반도체의 일관되고 우수한 품질을 보장하기 위해 비전 검사는 제조 공정의 모든 단계에 적용되어지고 있습니다.

사례
* BGA(Ball grid array) 검사 : 집적 회로 칩의 솔더 볼의 납 도포 상태와 직경, 위치 등을 검사합니다.
* 부품 위치 확인 : 전자 부품이 기판에 고정될 때 정확한 위치를 확인합니다.
* 부품 누락 검사 : 기판에 부품이 누락됐는지 확인합니다.
* 리드 프레임(Lead frame) 검사 : 이물 및 몰드의 상태 등을 확인하여 불량을 판별합니다.

이처럼 대부분의 검사 작업은 사람이 직접하기에는 상당히 어려운 부분이 많기에 비전 검사가 없는 제조 공정은 상상하기 힘들 정도입니다.

3) 패널 분야

인라인(in-line)공정에서 비전 검사 기술을 통해 LCD 패널의 품질이 우수해졌습니다. 패널 검사도 거의 모든 단계에서 검사를 적용하는데요.

사례
* 얼룩 검사 : 막 코팅 후 얼룩이 있는지 검사합니다.
* 패턴 검사 : 패널의 패턴에 불량이 있는지 검사합니다.
* 픽셀 검사 : Hot / Dead 픽셀이 존재하는지 검사합니다.

비전 검사는 위와 같은 검사를 진행하면서 불량률을 낮추는데 상당히 노력하고 있습니다.

4) 식품 분야

사람이 먹는 식품 안전은 정말 중요한 문제겠죠? 물론 동물도 마찬가지지만요. 우리나라의 머신비전 기술은 주로 전자&반도체 산업에 주력하고 있지만, 해외의 경우에는 식품 분야에 더 주력하고 있습니다.

식품 분야에서는 일반적으로 식품을 담는 병이나 상자, 용기 등에 대해 위생 검사, 올바른 크기와 변형은 없는지 등을 검사하게 되는데요. 이런 용기가 아닌 식품의 상태를 검사하는 기술도 있습니다. 이 경우 전자&반도체 산업과 달리 칼라(RGB) 카메라와 적외선(IR) 카메라들을 많이 사용하게 됩니다.

칼라 카메라의 경우 일반적으로 식품의 외관을 촬영하고 색상을 검사하여 상태를 확인하는데 사용하게되고, 적외선 카메라는 칼라 카메라로 보이지 않는 이물, 균열, 얼룩 등을 검사하는데 사용됩니다.

몇 가지 사례를 들면 다음과 같습니다.

사례
* 채소 또는 과일의 외관 상태는 RGB 카메라로, 조기 부식 징후와 이물은 IR 카메라로 검사합니다.
* 과자의 색상과 크기, 부서짐 등은 RGB 카메라로, 습기에 젖어 얼룩진 부분은 IR 카메라로 검사합니다.

이 외에도 식품 분야에는 수 많은 검사 방법과 다양한 카메라가 사용됩니다.

5) 교통 분야

교통 분야는 우리 생활에 너무 밀접하게 있기 때문에 굳이 설명을 안해도 아실거라 생각됩니다.

사례
* 건물의 입출 차량 번호를 자동으로 인식하여 주차시간 확인 및 정산을 하는 시스템이 있습니다.
* 고속도로 주행 중 과속 차량을 확인하여 단속을 하는 시스템이 있습니다.
* 무인 주차 시스템에는 주차된 차량 번호를 상시로 확인하고 관리자 없이 정산이 가능합니다.

6) 감시 & 모니터링 & 보안 분야

요즘 건물 주변부터 동네 골목길 사이까지 CCTV가 많이 설치되었죠? 사생활 침해 논란이 있지만, 범죄 예방을 생각한다면 필요한 존재이긴 합니다. 이런 감시 분야에도 머신 비전 기술이 접목됩니다.

사례
* 공장 감시 : 생산 시설 내에 수십 대의 카메라를 설치하여 작업자는 편안하게 모니터링이 가능합니다.
* 카지노 감시 : 카지노에는 수십 ~ 수백 개의 카메라가 설치되어 있어, 각종 범죄에 대해 모니터링을 하고 있습니다.
* 범죄 예방 : 빈 방에 움직임이 감지되면 집 주인에게 알림이 울리는 시스템, 길거리에 어떤 물체가 일정시간 이상 위치할 경우 감시자에게 알려주어 테러 예방을 하는 시스템이 있습니다.

특히 감시 & 보안 분야에서는 카메라의 해상도가 정말 중요합니다. 최근 뉴스에 나왔던 이슈가 감시 카메라가 범죄자를 촬영해도 구분이 안간다고 하죠? 광학계도 중요하겠지만, 카메라 해상도가 낮은 저렴한 카메라를 사용하면 물체를 인식하는데 어려움이 있습니다.

또한, 요즘에는 차량에 블랙박스도 많이 설치하는데요. 차량의 번호와 사고 당시 주변 환경의 정보를 최대한 담으려면 화각이 넓고, 해상도가 좋은 제품을 선택해야 하는 주의점을 참고하시면 좋을 것 같습니다.
(이 외에도 밝기와 날씨 등 블랙박스 카메라의 따져봐야 할 조건들이 많으니 참고해주세요.)

7) 의약 분야

의약품의 경우 잘못된 수량과 잘못된 약품 그리고 잘못된 라벨 등은 환자에게 심각한 문제를 초래할 수 있습니다. 품질과 안전 및 생산 효율성을 최적화하기 위해서 제약회사에서는 비전 검사를 도입하고 있습니다.

사례
* 알약 제조 시 불량, 인쇄상태 등을 검사합니다.
* 약 선별 시 섞이진 않았는지 검사합니다.

8) 군수 분야

군수 분야에서는 사람이 투입되기에는 위험한 상황이 많기 때문에 비전 시스템을 이용합니다. 해당 분야에서는 특수한 상황인 만큼 온도와 진동 그리고 데미지 등 외부 환경에 강해야합니다.

사례
* 감시 항공기 : 항공 정찰, 수색 임무용으로 비전 시스템을 도입하여 데이터를 얻습니다.
* 차량 주변 감시 : 장갑차와 같이 큰 차량의 경우 사람이 직접 바깥 환경을 확인하기에는 위험하여 카메라를 설치해 주변 상황을 확인합니다.
* 현장 전송 : 군인의 장비에 카메라를 장착하여 현장 화면을 전송하는 기술이 있습니다.

마치며..

지금까지 몇 가지의 머신 비전 분야를 알아보았는데요. 이 외에 수 많은 분야에서도 머신 비전 기술을 도입하고 있습니다. 일일이 나열하기에는 너무 많기에 위와 같이 주로 사용되는 분야를 적어보았습니다. 더 많은 정보를 얻고 싶으시다면 인터넷을 통해 쉽게 얻으실 수 있습니다.

이상으로 이번 포스팅을 마칩니다. 다음 포스팅은 ‘머신 비전의 구성품’에 대해 알아보도록 하겠습니다.
감사합니다!