자주 나타나는 문제와 해결 방법

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출하 시의 보상 파라미터가 무효할 때 추천하는 처리법

출하 시 보상 파라미터에 대한 설명

보상 파라미터는 카메라 외부 파라미터 파일인 extri_param.json에 저장합니다. 아래 그림과 같습니다.

calibration reference offset parameter

카메라에 보상 파라미터가 없는 경우, 보상 파라미터의 값은 단위 행렬 (identity matrix) 입니다. 다음 그림과 같습니다.

calibration reference zero offset parameter

보상 파라미터 재계산하기를 선택하고 계산하기를 클릭하면 현재 모든 캘리브레이션 포인트의 데이터를 다시 최적 보상 파라미터로 피팅할 것입니다. 이때 외부 파라미터 파일 중의 보상 파라미터가 새로고침이 될 것입니다.

출하 시의 보상 파라미터: 출하 시의 보상 파라미터는 이 카메라의 초점 거리에 따라 카메라의 가장 큰 뷰 안에서 캘리브레이션을 한 보상 파라미터의 값입니다. 출하 시의 보상 파라미터의 장단점은 다음과 같습니다.

  • 장점: 출하 시의 보상 파라미터를 사용하면 캘리브레이션 포인트가 비교적 적고 제한된 시야 조건에서 전체 작업 공간의 정확도를 나타내는 외부 파라미터를 계산할 수 있습니다. TCP 터치법을 사용하며, 로봇이 캘리브레이션 보드를 설치한 후 캘리브레이션 공간이 제한되어 전체 작업 영역을 캘리브레이션 할 수 없으면 출하 시의 보상 파라미터가 우선 선택됩니다.

  • 단점: 실제 현장 로봇과 캘리브레이션 경로의 공간 등 조건이 다르기 때문에 출하 시의 보상 파라미터를 사용하면 매번 최적의 결과를 얻을 수 있다고 보장할 수 없습니다. 작업 공간이 캘리브레이션으로 완전히 커버되는 경우 보상 파라미터를 다시 계산하여 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.

출하 시의 보상 파라미터를 계산하고 정밀도가 요구에 맞는 외부 파라미터를 획득한 다음, 작업 구역 전체를 캘리브레이션하지 않은 경우, 더 높은 정밀도를 추구하기 위해 보상 파라미터 재계산하기를 체크하고 재계산하는 것을 권장하지 않습니다.

출하 시의 보상 파라미터가 무효한 것은 현장 보상 파라미터가 새로 고침이 되거나, 출하 시의 보상 파라미터의 백업이 없거나, 카메라 출하 시의 보상 파라미터가 캘리브레이션을 하지 않는 등을 포함합니다.

TCP 끝단점 터치법을 사용하는 솔루션

이런 경우에 부정확한 보상 파라미터의 문제를 없애기 위해, 다수 세트의 터치 포인트를 추가하고 같이 계산하는 것으로 해결할 수 있습니다.

다수 세트의 터치 포인트를 추가하기: 캘리브레이션 보드를 작업 구역의 최하층 중앙에 배치하고, 끝단점을 사용해서 포인트 3개를 터치하고 터치 포인트 한 세트를 생성합니다. 다음에 캘리브레이션 보드를 테두리에 배치하고 포인트를 한 번 더 터치해서 터치 포인트 한 세트를 더 생성합니다. 이런 식으로 다른 층에서 다수 세트의 터치 포인트를 추가합니다 (일반적으로 3층으로 생성하고 층마다 터치 포인트 2개를 생성하면 됨).

다수의 랜덤 캘리브레이션 보드 포즈를 사용하는 솔루션

다수의 랜덤 캘리브레이션 보드의 포즈를 사용하면, 부정확한 보상 파라미터의 문제를 해결하기 위해 작업 구역 전체에 대해 캘리브레이션을 하고 보상 파라미터를 재계산하기를 선택하면 보상 파라미터가 정확하지 않는 문제를 해결할 수 있습니다.


비6축 로봇의 캘리브레이션

4축 로봇

4축 로봇은 일반적으로 트러스 로봇, SCARA 로봇, 팔레타이징 로봇으로 나뉩니다.

사용 빈도를 고려하여 Mech-Viz는 소수의 SCARA 및 팔레타이징 로봇에만 적용됩니다(적용 범위는 향후 지속적으로 추가될 예정임).

  • TCP 끝단점 터치법을 사용할 때 끝단점의 고정 문제

4축에 끝단점을 고정하고 4축을 회전시켜 끝단점이 한 지점에서 안정적인지 확인하여 끝단점이 플랜지 중앙에 설치되어 있는지 확인합니다. 4축 로봇의 TCP는 캘리브레이션을 통해 얻을 수 없으며 TCP의 XYZ 값은 수동으로 측정해야 합니다.

  • 4축 로봇이 캘리브레이션 할 때 Z 방향을 조정하는 방법

다수의 랜덤 캘리브레이션 보드의 포즈를 사용할 경우, 4축 로봇에 회전 자유도가 부족하기 때문에 캘리브레이션 중 회전값이 부족합니다. 캘리브레이션이 완료된 후, 외부 파라미터의 Z방향을 수동으로 조정해야 합니다.

1.로봇의 베이스 좌표 위치를 획득합니다.

2.캘리브레이션 보드를 로봇의 베이스 좌표의 XY 평면과 평행한 작업면 (지면, 작업대 등을 포함)에 배치합니다.

3.로봇의 베이스 좌표에서 작업면까지의 거리를 측정합니다. Mech-Viz에서 실제 로봇의 베이스 좌표에서 작업면까지의 거리와 일치하도록 지면 높이를 물체 포즈 Z 방향으로 설정합니다. 아래 그림과 같습니다.

+ image::calibration-reference-adjust_z.png[align="center"]

4.외부 파라미터의 Z 방향을 조정하여 캘리브레이션 보드의 포인트 클라우드가 Mech-Viz의 작업면에 위치하도록 하여 Z 방향의 조정이 완료됩니다.

  • 트러스 로봇 사용 설명

로봇의 종류에 따라 트러스 로봇의 베이스 좌표의 정의한 위치가 다르기 때문에 베이스 좌표의 위치를 기반하여 Z 방향을 조정하기 어려워서 트러스 로봇의 경우 TCP 터치법만을 사용하기 바랍니다.

트러스 로봇에 대해 가장 많이 사용하는 설치 방식은 카메라를 세 번째 축에 고정시키는 것입니다.

EIH 방식: 이 경우 트러스 로봇은 3축 로봇으로 되어, 네 번째 축은 사용할 수 없으므로 어뎁터를 통해서만 로봇에 고정 각도를 보낼 수 있습니다.

ETH 방식: 제한된 수의 고정 촬영 포인트가 존재하는 것을 조건으로 봅니다. 촬영 포인트마다의 옵셋을 기지로 삼아, 매번 다른 촬영 포인트를 바꿔서 어뎁터에 로봇 베이스 좌표의 옵셋을 추가합니다.

7축 로봇/슬라이드 레일 6축 로봇/5축 로봇

여기에서 언급된 슬라이드 레일 6축 로봇은 슬라이드 레일을 로봇 티치 펜던트에 통합하였기 때문에 7축 로봇에 해당합니다.

위의 제시한 로봇 3 가지 종류를 사용하는 경우, TCP 끝단점 터치법을 추천합니다.

  • 다수의 랜덤 캘리브레이션 보드 포즈를 사용하는 7축 로봇의 작업 표준

현장에 적합한 끝단점이 없거나 끝단점을 고정할 수 없는 경우 여러 가지 임의 캘리브레이션 보드 포즈 방법을 사용하여 7축 로봇을 캘리브레이션할 수 있습니다.

캘리브레이션 프로세스 중에 축 중 하나의 움직임을 제한하고 6축 로봇으로 이상화해야 합니다. 나머지 작업은 6축 로봇의 캘리브레이션과 거의 동일합니다.


로봇 오일러 각의 유형이 불확실할 때 사용하는 캘리브레이션 방법

로봇의 오일러 각이 확실하지 않는 경우, 카메라 캘리브레이션의 인터페이스에 메뉴 바의 “오일러 각 유형 획득하기”를 통해 현재 로봇의 오일러 각 유형을 획득합니다. 아래 그림과 같습니다.

calibration reference gets the euler angle type

로봇의 포즈를 3번 변환하여 로봇 끝과 테이블에 고정한 끝단점 두 개를 터치합니다. 터치할 때마다 로봇 티치 펜던트에 표시된 포즈를 입력합니다. 터치한 다음 “오일러 각 유형을 획득하기”를 클릭하면 추천하는 오일러 각을 획득할 수 있습니다.


현장 작업대에 적당한 고정 끝단점이 없을 때 캘리브레이션하는 방법

로봇의 정확한 오일러 각 유형을 획득할 수 없기 때문에 TCP 끝단점 터치법을 사용하여 캘리브레이션을 할 때, 오일러 각이 정확한 유형으로 입력할 수 없는 가능성이 있습니다.

이 때 로봇 티치 펜던트에 있는 포즈를 TCP로 전환할 수 있습니다. 전환하면 끝단점의 포즈를 읽게 될 것입니다.

3개의 포인트를 차례로 터치하여 입력에 해당하는 티치 펜던트의 XYZ 3개 값을 읽습니다. 오일러 각 유형 중 임의로 하나를 선택하고 세 입력 포즈의 오일러 각이 일관되도록 상수 값을 입력합니다.


장거리 캘리브레이션을 할 때, 대량 캘리브레이션 포인트의 포인트 클라우드 변동이 허용범위를 초과하고 카메라 파라미터 조정이 미비한 경우에 대한 솔루션

캘리브레이션 보드 상태를 체크해야 합니다. 캘리브레이션 보드의 포인트에 크로스가 존재하면 포인트 클라우드에 큰 변동이 생길 것입니다. 아래 그림과 같습니다.

calibration reference cross

A4 용지에서 몇 개의 원을 잘라내어 각 캘리브레이션 원의 중앙을 덮습니다(원의 가장자리를 덮지 마십시오). 포인트 클라우드 변동에 대한 크로스의 영향은 완료된 후 감소되어야 합니다.

위의 방법으로 여전히 문제가 해결되지 않으면 수동으로 더 많은 포즈를 추가하고 포인트 클라우드 변동이 심한 포즈를 삭제하십시오.


경로 캘리브레이션에 대해 흔히 발생하는 문제

  • 캘리브레이션 포인트 개수가 많을수록 결과가 좋아지는가?

캘리브레이션 포인트가 너무 많으면 비정상적인 포인트가 생겨 전체 오차 비율이 증가할 수 있습니다.

출하 시의 보상 파라미터를 사용하여 외부 파라미터를 계산할 때 카메라 초점 거리, 캘리브레이션 보드의 크기 등에 따라 각 레이어의 포인트 수를 결정합니다.

  • 초점 거리가 300~2000mm인 경우 레이어당 4개의 캘리브레이션 포인트가 있는 2*2 구성을 사용하는 것이 좋습니다. 레이어 수는 일반적으로 3개입니다. 높은 스택에는 4개의 레이어를 사용합니다.

  • 초점 거리가 2000\~3500mm인 경우 레이어당 9개의 캘리브레이션 포인트가 있는 3*3 구성을 사용하는 것이 좋습니다. 레이어 수는 일반적으로 3개입니다. 높은 스택에는 4~5개의 레이어를 사용합니다.

  • 캘리브레이션 범위는 모든 작업 구역을 포함해야 하는가?

출하 시의 보상 파라미터를 사용하는 경우 초점 중심 주변과 카메라의 초점 거리 주변에서 레이어로 출하 시의 캘리브레이션을 수행해야 합니다.

출하 시의 보상 파라미터를 사용하지 않거나 카메라의 초점 거리 주변에서 캘리브레이션이 불가능한 경우 전체 작업 영역에서 캘리브레이션하는 것이 좋습니다.

  • 캘리브레이션이 완료된 구역의 외부 파라미터는 정확하지만, 캘리브레이션을 하지 않는 구역의 외부 파라미터는 부정확한가?

캘리브레이션을 한 후에 생성된 오차 포인트 클라우드는 캘리브레이션이 완료된 구역의 외부 파라미터의 오차를 표시하지만 캘리브레이션을 하지 않는 구역의 외부 파라미터가 부정확하다고는 할 수 없습니다. 반대로 출하 시의 교정 파라미터를 사용하는 경우, 캘리브레이션 구역의 외부 파라미터도 기본적으로 정확하다고 할 수 있습니다.

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