Mech-MSR에서 매칭 템플릿 생성 및 편집

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Mech-MSR에서는 '2D 매칭 템플릿 편집기’를 사용하여 이미지에서 2D 관심 영역(ROI)을 지정할 수 있습니다. 지정된 ROI 영역 내의 데이터들은 에지 특징을 추출하고 2D 매칭 템플릿을 생성하는 데 사용됩니다.

추출된 에지 특징은 다음 요구 사항을 충족해야 합니다:

  • 모든 이미지에 공통으로 존재 : 입력 이미지와 템플릿 간의 매칭 실패를 방지하기 위해, 추출한 에지 특징점은 모든 이미지에서 확인 가능해야 합니다.

  • 대표성 : 추출한 에지 특징점은 대표성을 갖추어야 매칭 결과가 유일하고 정확할 수 있습니다. 그렇지 않으면 잘못된 매칭 결과를 유발할 수 있습니다.

  • 적절한 수량: 일반적으로 특징점이 많을수록 매칭 정확도는 향상되지만, 너무 많으면 매칭 속도가 낮아질 수 있습니다.

도구 열기

다음 스텝의 파라미터 설정 구역에서 편집기 열기 버튼을 클릭하여 2D 매칭 템플릿 편집기를 열 수 있습니다.

매칭 템플릿은 시나리오 간 공용으로 사용할 수 없습니다.

사전 준비

  1. 스텝에 정상적인 입력이 있는지 확인합니다.

  2. 스텝 파라미터 설정 구역의 파라미터 표시줄에서 편집기 열기 버튼을 클릭하여 2D 매칭 템플릿 편집기를 엽니다. 이 도구는 스텝의 입력 이미지를 자동으로 가져옵니다.

  • 2D 매칭 템플릿 편집기 오른쪽 파라미터 영역에서 현재 입력 가져오기 또는 프로젝트 다시 실행 버튼을 클릭하면 입력 이미지를 갱신할 수 있습니다.

    • 현재 입력 가져오기: 프로젝트를 다시 실행하지 않고 현재 스텝의 입력 포트에 이미 사용 가능한 이미지를 가져옵니다. 기존 입력 이미지를 기반으로 템플릿을 생성하는 시나리오에 적합합니다.

    • 프로젝트 다시 실행: 프로젝트를 다시 실행하여 현재 스텝의 새 입력 이미지를 가져옵니다. 현재 스텝에 사용 가능한 입력 이미지가 없거나, 새 입력 이미지를 기반으로 템플릿을 생성해야 하는 시나리오에 적합합니다.

  • 이미지의 X축 해상도와 Y축 해상도가 다른 경우 소프트웨어는 해상도 비율이 1:1이 되도록 이미지를 자동으로 조정합니다. 홈 인터페이스로 돌아가면 이미지 디스플레이가 정상 상태로 돌아갑니다.

resolution change for image

사용 프로세스

  1. 현재 기본 템플릿의 이름을 변경하거나 + 새로 만들기 버튼을 클릭하여 새 템플릿을 생성합니다.

    템플릿 리스트에서 템플릿을 선택한 후 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 이름 변경 옵션을 선택하고, 사용자 지정 이름을 입력한 뒤 확인을 클릭하여 템플릿 이름을 수정할 수 있습니다.
    2d template rename 1

  2. ROI를 그립니다. ROI 내의 에지 특징이 대표성을 가지며 지나치게 많지 않도록 합니다.

    조작 설명: 템플릿 리스트 우측 툴 바에서 아이콘을 클릭하여 적합한 ROI 그리기 도구를 선택하고 이미지에 ROI를 그립니다. 스텝에서 특징 영역 또는 ROI를 사용하는 경우, 추출된 에지 특징도 해당 영역 내에 있어야만 유효합니다. 그렇지 않으면 생성된 매칭 템플릿로 인해 매칭이 실패합니다.

    • 인터페이스 좌측 하단의 ROI 리스트 영역에서 ROI를 선택한 후 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 활성화, 비활성화 등의 옵션을 선택하여 그린 ROI를 설정할 수 있습니다.

    • 겹치는 영역의 경우, 비활성화의 우선순위가 활성화보다 높습니다. 즉, 두 영역이 겹치고 각각 활성화와 비활성화로 설정된 경우, 겹치는 부분의 실제 상태는 비활성화이며, 해당 영역 내의 에지 특징은 적용되지 않아 템플릿 생성에 사용되지 않습니다.

      overlap region status

  1. 템플릿 좌표계를 설정합니다. 원점 편집을 클릭해 좌표계 원점을 설정하고, 필요에 따라 각도를 조정해 좌표계 방향을 설정합니다.

  2. 특징 파라미터를 설정합니다.

  3. 인터페이스 오른쪽 하단의 템플릿 생성 버튼을 클릭하여 템플릿을 생성하고 미리 봅니다.

    generated model

  4. 인터페이스 오른쪽 하단의 저장 버튼을 클릭하여 템플릿을 저장합니다.

    오른쪽 하단의 저장만 클릭하고 템플릿을 생성하지 않은 경우, 편집한 템플릿 내용은 저장되지만 정상적으로 사용할 수 없습니다.

설정이 완료되면 도구를 닫습니다. 스텝의 편집기 열기 버튼 아래의 ▼를 클릭하고 드롭다운 메뉴에서 해당 템플릿을 선택합니다.

ROI 그리기 도구

ROI 그리기 도구의 사용 설명은 아래 표와 같습니다.

아이콘 도구 사용 설명

circle roi

원형 ROI 도구

“원형 ROI 도구”로 원형의 ROI를 그릴 수 있습니다.

  1. 템플릿 리스트 우측에 있는 툴 바에서 circle roi을 클릭합니다.

  2. ROI 그리기 구역에서 마우스 왼쪽 버튼을 눌러 커서를 드래그하여 원형 ROI를 그립니다.

  3. 마우스 왼쪽 버튼을 놓으면 그림이 완성됩니다.

rectangle roi

직사각형 ROI 도구

“직사각형 ROI 도구”로 직사각형의 ROI를 그릴 수 있습니다.

  1. 템플릿 리스트 우측에 있는 툴 바에서 rectangle roi을 클릭합니다.

  2. ROI 그리기 구역에서 마우스 왼쪽 버튼을 눌러 커서를 드래그하여 직사각형 ROI를 그립니다.

  3. 마우스 왼쪽 버튼을 놓으면 그림이 완성됩니다.

polygon roi

다각형 ROI 도구

“다각형 ROI 도구”로 다각형의 ROI를 그릴 수 있습니다.

  1. 템플릿 리스트 우측에 있는 툴 바에서 polygon roi을 클릭합니다.

  2. ROI 그리기 구역에서 마우스 왼쪽 버튼으로 첫 번째 위치(앵커 포인트)를 클릭한 다음 두 번째 위치를 계속 클릭하고 차례로 클릭하면서 다각형을 그립니다(최소 세개의 앵커 포인트가 필요함).

  3. 마지막으로 마우스 오른쪽 버튼 클릭하여 그리기를 완료합니다.

roi eraser

ROI 지우개 도구

“ROI 지우개 도구”로 그린 ROI를 지울 수 있으며 지워진 부분의 점은 템플릿 생성에 사용되지 않습니다.

  1. 템플릿 리스트 우측에 있는 툴 바에서 roi eraser을 클릭합니다.

  2. ROI 그리기 구역의 좌측 상단에서 슬라이더를 드래그하거나 픽셀 값을 변경하여 지우개 크기를 조정합니다.

  3. ROI 그리기 구역에서 마우스 왼쪽 버튼을 눌러 임의의 방향으로 드래그하여 지울 ROI 구역을 확인합니다.

  4. 마우스 왼쪽 버튼을 놓으면 그림이 완성됩니다.

select tool

선택 도구

“선택 도구”를 사용하여 이미 그린 ROI를 선택 및 편집합니다.

  1. 템플릿 리스트 우측에 있는 툴 바에서 select tool을 클릭합니다.

  2. ROI 리스트에서 ROI를 하나 선택하거나 그리기 구역에서 ROI를 하나 클릭합니다. 이때 ROI의 가장자리에 앵커 포인트가 나타나며 마우스 커서를 해당 ROI에 놓으면 hand icon로 변합니다.

  3. 마우스 왼쪽 버튼을 누른 채 ROI를 드래그하면 위치가 이동되며, 이때 커서 아이콘이 hand icon에서 fist icon로 바뀝니다. 마우스 버튼을 놓으면 이동이 완료됩니다.

  4. 마우스 커서를 앵커 포인트에 놓아 커서가 point icon로 변할 때 마우스 왼쪽 버튼을 누른 상태에서 앵커 포인트를 드래그하여 ROI의 모양과 크기를 변경하고, 마우스 왼쪽 버튼을 놓으면 편집이 완성됩니다.

  • ROI를 그린 후 먼저 툴 바의 “선택 도구” select tool을 클릭한 후에야 ROI를 편집할 수 있습니다.

  • “선택 도구”로는 “ROI 지우개 도구”로 지운 구역을 선택하거나 편집할 수 없습니다.

템플릿 좌표계 설정

원점 X, 원점 Y, 각도는 함께 템플릿 좌표계를 정의합니다.

  • 원점 X, 원점 Y: 현재 이미지에서 템플릿 좌표계 원점의 위치를 정의합니다.

  • 각도: 템플릿 좌표계의 방향을 정의합니다. 즉 템플릿 좌표계 X축 양의 방향과 이미지 좌표계 X축 양의 방향 사이의 각도입니다. 시계 방향이 양수이고 반시계 방향이 음수입니다.

템플릿 좌표계는 템플릿과 함께 저장됩니다. 2D 매칭, 2D 정렬, 표면 매칭, 표면 정렬 스텝은 템플릿 좌표계를 기준으로 물체 포즈를 출력합니다. 물체 포즈를 하위 스텝에 입력하면 하위 스텝은 공작물의 포즈 변화에 따라 ROI 또는 특징 영역을 동기화해 조정할 수 있습니다.

설정 방법

다음 단계에 따라 템플릿 좌표계를 설정합니다.

  1. 템플릿 좌표계 설정 영역에서 원점 편집을 클릭합니다.

  2. 그리기 영역에서 식별이 쉽고 위치가 안정적인 특징점(예: 원형 구멍 중심)을 선택한 뒤 해당 위치를 클릭하여 템플릿 좌표계 원점으로 설정합니다. 또는 원점 X, 원점 Y 값을 설정해 원점 위치를 정밀하게 지정할 수 있습니다.

  3. 각도를 조정하여 템플릿 좌표계 X축의 양의 방향을 설정합니다.

  4. 템플릿 생성을 클릭한 뒤 저장을 클릭합니다.

템플릿 좌표계를 변경한 후에는 반드시 템플릿을 다시 생성하고 저장해야 합니다. 그렇지 않으면 새 템플릿 좌표계가 적용되지 않습니다.

적용 시나리오

처음 템플릿을 생성할 때는 반드시 원점 편집을 수행해 템플릿 좌표계를 설정해야 합니다. 좌표계 방향을 조정해야 하는 경우 각도를 설정하여 X축의 양의 방향을 지정합니다.

이미 위치 결정 또는 측정 워크플로 설정을 완료한 프로젝트에서 동일 공작물의 템플릿을 다시 생성할 때에는, 새 템플릿 좌표계가 공작물에 대해 원래 템플릿과 동일한 위치 및 방향을 유지해야 합니다. 설정을 완료하고 템플릿을 전환한 뒤에는 하위 스텝에 이미 설정된 ROI 또는 특징 영역을 다시 구성하지 않고 계속 사용할 수 있습니다.

새 템플릿을 설정할 때는 원래 템플릿을 기준으로 다음을 맞추어야 합니다.

  • 새 템플릿 좌표계 원점을 공작물의 동일한 특징 위치에 설정합니다.

  • 새 템플릿과 원래 템플릿의 X축이 공작물의 동일한 방향을 가리키도록 설정합니다.

새 템플릿 좌표계를 설정할 때 원래 템플릿의 각도를 기준으로 신구 템플릿 간 각도 차를 계산할 필요는 없습니다. 공작물을 기준으로 두 템플릿의 좌표계 원점과 X축 방향이 위 조건을 만족하도록 설정하면 됩니다.

아래 그림처럼 원래 템플릿과 새 템플릿에서 공작물 각도는 다릅니다. 두 템플릿 모두 좌표계 원점이 공작물의 동일한 원형 특징에 위치하고, X축도 해당 원형 특징에서 공작물의 호형 외곽을 향합니다. 따라서 두 템플릿의 좌표계는 공작물 기준으로 위치와 방향이 일치합니다.

original template coordinate system
new template coordinate system

원래 템플릿

새 템플릿

새 템플릿으로 전환한 후에도 하위 스텝의 기존 ROI 또는 특징 영역은 공작물의 원래 목표 영역을 계속 덮으므로 다시 조정할 필요가 없습니다.

roi after template replacement
위 효과는 하위 스텝이 물체 포즈를 사용하여 ROI 또는 특징 영역을 조정하는 경우에만 적용됩니다. 정렬 파라미터 그룹을 사용하는 경우에는 템플릿을 전환한 후에도 다시 조정해야 합니다.

특징 파라미터

파라미터 설명

검색 스케일

빠른 검색 단계에서 템플릿 이미지를 다운샘플링하는 스케일입니다. 스케일이 클수록 검색 속도는 빨라지지만, 특징 분해능은 낮아집니다. 자동 모드에서는 시스템이 이미지 내용을 기반으로 최적의 검색 스케일을 자동으로 선택합니다.

검색 보폭

상세 매칭 시의 검색 보폭(서브픽셀 수준). 보폭이 작을수록 검색 정확도는 높아지지만, 계산량은 증가합니다.

에지 임계값

그래디언트 크기가 해당 값 이상인 포인트를 에지 특징으로 간주하며, 템플릿 매칭에 사용됩니다.

최소 체인 길이

에지 윤곽선에 필요한 최소 특징점 수입니다. 이 값보다 적은 윤곽선은 노이즈를 필터링하기 위해 삭제됩니다.

ROI 내부가 안정적이고 대표성 있는 에지 특징임을 확인한 후에는 다음과 같은 방식으로 특징 파라미터를 빠르게 조정할 수 있습니다.

  • 검색 스케일은 우선 자동 모드를 사용하는 것이 좋습니다.

  • 위치 결정이 충분히 정확하지 않을 때: 검색 보폭을 적절히 줄여 보십시오.

한 번에 하나의 파라미터만 조정하고, 템플릿을 다시 생성한 뒤 효과를 확인하는 것을 권장합니다.

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