위치 잡기 및 피킹(2D Blob 분석)

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이 문서는 2D Blob 분석 방식에서의 대상 물체 인식 구성 절차를 소개합니다. 이 방식은 이미지 속의 밝고 어두운 영역, 즉 Blob을 검출하고 면적, 원형도 등의 기하 특징에 따라 목표 Blob을 선별하여 대상 물체 위치 지정을 수행하는 데 사용됩니다. 밝고 어두운 차이 특징으로 인식할 수 있는 시나리오에 적합하며, 대상 물체는 뚜렷한 밝은 영역 또는 어두운 영역으로 나타납니다.

구성 마법사를 클릭하고 위치 잡기 및 피킹 시나리오를 선택한 뒤 2D Blob 분석 인식 방식을 선택하면 이 구성 절차로 들어갈 수 있습니다.

사용 절차

전체 인식 절차는 네 단계로 구성됩니다.

이미지 전처리: 입력 이미지를 대상으로 색상 변환, 강화, 노이즈 제거, 형태학 변환 등의 전처리를 수행하여 이미지 품질을 높이고, 대상 물체 특징을 부각시키며 배경 간섭을 줄여 후속 대상 물체 인식을 위한 신뢰할 수 있는 데이터 기반을 제공합니다.
대상 물체 인식: 관심 영역을 설정하고, 대상 물체 특징에 따라 Blob 분석 파라미터를 유연하게 구성하여 대상 물체를 정확히 인식합니다.
대상 물체 포즈 계산: 2D 카메라의 외부 파라미터 캘리브레이션 데이터와 기준 대상 물체의 티칭 정보를 결합하여, 인식된 대상 물체의 2D 포즈를 로봇 피킹에 필요한 3D 포즈로 자동 변환하여 정밀 피킹을 실현합니다.
일반 설정: 포즈 필터 규칙과 출력 포트를 구성하여 출력 결과가 후속 피킹 요구를 충족하도록 합니다.

이미지 전처리

대상 물체 인식 전에 입력 이미지 품질에 따라 이미지 색 공간 변환 또는 이미지 전처리를 활성화하고 соответствующие 파라미터를 조정하여 이미지 특징을 더 선명하게 만들 수 있습니다. 이를 통해 인식 정확도와 효율을 높일 수 있습니다.

이미지 색 공간 변환

이미지 색 공간 변환은 입력 이미지를 한 색 공간에서 다른 색 공간으로 변환할 수 있습니다. 예를 들어 BGR을 회색조 이미지로, BGR을 HSV 등으로 변환할 수 있습니다. 색 공간 변환을 통해 이미지 특징을 더 잘 부각시켜 후속 이미지 처리를 용이하게 할 수 있습니다.

구체적인 파라미터 설명과 조정 사례는 이미지 색 공간 변환을 참조하십시오.

이미지 전처리

이미지 전처리에서는 입력 이미지에 대해 강화, 노이즈 제거, 형태학 변환, 그레이스케일 반전, 가장자리 추출 등의 전처리 작업을 수행할 수 있습니다.

구체적인 파라미터 설명과 조정 사례는 이미지 전처리를 참조하십시오.

전처리 결과 미리보기

위 파라미터 설정을 완료한 후 스텝 실행 또는 프로젝트 실행을 클릭하여 전처리 결과를 미리 볼 수 있습니다.

이후 다음을 클릭하여 대상 물체 인식 절차로 이동합니다.

대상 물체 인식

이미지 전처리를 완료한 후에는 인식 설정을 수행합니다. 관심 인식 영역을 설정하고 2D Blob 분석 파라미터를 조정하여 대상 물체를 정확히 인식합니다.

인식 파라미터 그룹 추가

대상 물체 인식 절차에 들어가면 시스템은 기본적으로 하나의 인식 파라미터 그룹을 생성하며, 현재 인식에 대한 관심 영역과 관련 파라미터를 관리하는 데 사용됩니다.

관리 작업: 파라미터 그룹 이름을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하거나, 파라미터 그룹 오른쪽의 기능 버튼을 직접 클릭하면 이름 변경, 삭제, 복제 생성 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

새 파라미터 그룹 만들기: 새 파라미터 그룹을 구성하려면 오른쪽 위의 추가 버튼을 클릭하면 됩니다. 각 파라미터 그룹은 인식 영역과 파라미터를 독립적으로 설정할 수 있으며 서로 영향을 주지 않습니다.

인식 영역 설정

인식 영역은 실제 요구에 따라 사용자 정의할 수 있습니다. 시스템은 직사각형과 원형 두 가지 박스 지정 모드를 지원하며, 여러 영역을 혼합하여 추가할 수도 있습니다. 즉 하나의 이미지 안에 여러 개의 직사각형 또는 원형 인식 영역이 동시에 존재할 수 있어, 복잡한 시나리오의 인식 요구를 충족할 수 있습니다.

대상 물체 인식

인식 영역 설정을 마친 후에는 대상 물체의 실제 특징과 인식 요구에 따라 다른 파라미터를 조정하여 인식 효과를 최적화할 수 있습니다.

파라미터	설명
Blob 극성	파라미터 설명: 배경과 비교하여 어떤 픽셀 영역을 목표 연결 영역, 즉 Blob으로 인식할지를 정의하는 데 사용됩니다. 값 목록: 배경보다 어두움: 배경보다 어두운 연결 픽셀을 선택합니다. 배경보다 밝음: 배경보다 밝은 연결 픽셀을 선택합니다.
임계값 유형	파라미터 설명: 이미지 이진화의 임계값 계산 방법을 지정하는 데 사용됩니다. 회색값이 임계값보다 큰 픽셀은 전경, 작은 픽셀은 배경으로 분류됩니다. 값 목록: 수동: 고정된 전역 임계값을 수동으로 설정합니다. 자동: 시스템이 최적 임계값을 자동 계산합니다.
인접 영역 유형	파라미터 설명: 픽셀 간 연결 규칙을 지정하여 이미지에서 어떤 픽셀이 하나의 Blob으로 분류될지 결정하는 데 사용됩니다. 값 목록: 4-이웃: 픽셀이 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽으로 연결될 때 같은 Blob으로 간주합니다. 8-이웃: 픽셀이 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽 및 대각선 방향으로 연결될 때 같은 Blob으로 간주합니다.
윤곽 검색 모드	파라미터 설명: Blob 윤곽을 추출할 때의 검색 방식을 설정하는 데 사용됩니다. 값 목록: 외부 윤곽: 최외곽 윤곽만 검출 및 추출하고, 내부 구멍이나 중첩 윤곽은 모두 무시합니다. 모든 윤곽: 모든 윤곽을 추출하고 완전한 계층 구조를 구축합니다.
필터 설정	파라미터 설명: 특정 기하 특징을 만족하는 Blob을 선별하기 위한 필터 조건을 설정하는 데 사용됩니다. 편집기 열기 버튼을 클릭하여 "필터 설정" 창에서 관련 파라미터를 설정합니다.
조건 간 논리	파라미터 설명: 논리 필터링 규칙입니다. 여러 필터 조건(예: 면적, 외접 사각형 종횡비, 원형도 등)에 대해 조건 간 논리 AND 또는 OR를 일괄 설정하는 데 사용됩니다. 서로 다른 조건 항목은 "조건 간 논리"에 따라 조합되며, 동일 조건 항목을 반복 추가한 경우에는 항상 OR로 조합되고 "조건 간 논리" 설정의 영향을 받지 않습니다. 값 목록: AND, OR 조정 설명: 조건 추가 버튼을 클릭하여 드롭다운 목록에서 필요한 필터 조건을 선택하고 조건 간 논리를 설정합니다. 조건 정의와 설명은 필터 조건 설명을 참조하십시오. "참고값 범위"를 바탕으로 "필터값 범위"를 설정할 수 있으며, 각 조건은 개별적으로 활성화/비활성화하거나 삭제할 수도 있습니다.
필터 파라미터 그룹	파라미터 설명: 편집기에서 이미 생성한 필터 파라미터 그룹을 선택하여 인식 과정에 해당 필터 조건을 적용하는 데 사용됩니다.
정렬 기준	파라미터 설명: 검출된 Blob을 정렬하기 위한 기준을 지정하는 데 사용됩니다. 값 목록: 면적, 총면적, 외접 사각형 너비, 외접 사각형 높이, 외접 사각형 종횡비, 주축 각도, 원형도, 외접 사각형 중심점 X, 외접 사각형 중심점 Y, 내접원 반경, 외접원 반경, 내접 사각형 너비, 내접 사각형 높이, 무게중심 X, 무게중심 Y, 외접 사각형 좌상단 X, 외접 사각형 좌상단 Y, 외접 사각형 우하단 X, 외접 사각형 우하단 Y, 회전 외접 사각형 너비, 회전 외접 사각형 높이, Z 형 조정 설명: Z 형을 선택한 경우 정렬 시작 방향, 행/열 간 이동 방향, 레이어 간격, 레이어 기준을 함께 설정해야 합니다.
정렬 방향	파라미터 설명: 정렬의 방향을 지정하는 데 사용됩니다. 값 목록: 오름차순, 내림차순
정렬 시작 방향	파라미터 설명: Z 형 정렬의 시작 방향을 지정하는 데 사용됩니다. 값 목록: 행 우선, 왼쪽에서 오른쪽 행 우선, 오른쪽에서 왼쪽 열 우선, 위에서 아래 열 우선, 아래에서 위
행/열 간 이동 방향	파라미터 설명: Z 형 정렬 시 행 또는 열 간 이동 방향을 지정하는 데 사용됩니다. 값 목록: 위에서 아래 아래에서 위 왼쪽에서 오른쪽 오른쪽에서 왼쪽
레이어 간격	파라미터 설명: 이 간격에 따라 Blob을 레이어로 구분합니다. 정렬 방식이 행 우선일 때는 Blob의 행 간격을, 열 우선일 때는 Blob의 열 간격을 의미합니다.
레이어 기준	파라미터 설명: 레이어링 시의 시작 위치를 지정하는 데 사용됩니다. 예를 들어 행 우선 정렬일 경우, 시스템은 이 위치를 기준으로 첫 번째 행을 배치하고, 그 행의 위아래 방향으로 설정된 "레이어 간격"에 따라 다른 행을 계속 배치합니다.

파라미터

설명

Blob 극성

파라미터 설명: 배경과 비교하여 어떤 픽셀 영역을 목표 연결 영역, 즉 Blob으로 인식할지를 정의하는 데 사용됩니다.

값 목록:

배경보다 어두움: 배경보다 어두운 연결 픽셀을 선택합니다.
배경보다 밝음: 배경보다 밝은 연결 픽셀을 선택합니다.

임계값 유형

파라미터 설명: 이미지 이진화의 임계값 계산 방법을 지정하는 데 사용됩니다. 회색값이 임계값보다 큰 픽셀은 전경, 작은 픽셀은 배경으로 분류됩니다.

값 목록:

수동: 고정된 전역 임계값을 수동으로 설정합니다.
자동: 시스템이 최적 임계값을 자동 계산합니다.

인접 영역 유형

파라미터 설명: 픽셀 간 연결 규칙을 지정하여 이미지에서 어떤 픽셀이 하나의 Blob으로 분류될지 결정하는 데 사용됩니다.

값 목록:

4-이웃: 픽셀이 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽으로 연결될 때 같은 Blob으로 간주합니다.
8-이웃: 픽셀이 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽 및 대각선 방향으로 연결될 때 같은 Blob으로 간주합니다.

윤곽 검색 모드

파라미터 설명: Blob 윤곽을 추출할 때의 검색 방식을 설정하는 데 사용됩니다.

값 목록:

외부 윤곽: 최외곽 윤곽만 검출 및 추출하고, 내부 구멍이나 중첩 윤곽은 모두 무시합니다.
모든 윤곽: 모든 윤곽을 추출하고 완전한 계층 구조를 구축합니다.

필터 설정

파라미터 설명: 특정 기하 특징을 만족하는 Blob을 선별하기 위한 필터 조건을 설정하는 데 사용됩니다. 편집기 열기 버튼을 클릭하여 "필터 설정" 창에서 관련 파라미터를 설정합니다.

조건 간 논리

파라미터 설명: 논리 필터링 규칙입니다. 여러 필터 조건(예: 면적, 외접 사각형 종횡비, 원형도 등)에 대해 조건 간 논리 AND 또는 OR를 일괄 설정하는 데 사용됩니다. 서로 다른 조건 항목은 "조건 간 논리"에 따라 조합되며, 동일 조건 항목을 반복 추가한 경우에는 항상 OR로 조합되고 "조건 간 논리" 설정의 영향을 받지 않습니다.

값 목록: AND, OR

조정 설명: 조건 추가 버튼을 클릭하여 드롭다운 목록에서 필요한 필터 조건을 선택하고 조건 간 논리를 설정합니다. 조건 정의와 설명은 필터 조건 설명을 참조하십시오. "참고값 범위"를 바탕으로 "필터값 범위"를 설정할 수 있으며, 각 조건은 개별적으로 활성화/비활성화하거나 삭제할 수도 있습니다.

필터 파라미터 그룹

파라미터 설명: 편집기에서 이미 생성한 필터 파라미터 그룹을 선택하여 인식 과정에 해당 필터 조건을 적용하는 데 사용됩니다.

정렬 기준

파라미터 설명: 검출된 Blob을 정렬하기 위한 기준을 지정하는 데 사용됩니다.

값 목록: 면적, 총면적, 외접 사각형 너비, 외접 사각형 높이, 외접 사각형 종횡비, 주축 각도, 원형도, 외접 사각형 중심점 X, 외접 사각형 중심점 Y, 내접원 반경, 외접원 반경, 내접 사각형 너비, 내접 사각형 높이, 무게중심 X, 무게중심 Y, 외접 사각형 좌상단 X, 외접 사각형 좌상단 Y, 외접 사각형 우하단 X, 외접 사각형 우하단 Y, 회전 외접 사각형 너비, 회전 외접 사각형 높이, Z 형

조정 설명: Z 형을 선택한 경우 정렬 시작 방향, 행/열 간 이동 방향, 레이어 간격, 레이어 기준을 함께 설정해야 합니다.

정렬 방향

파라미터 설명: 정렬의 방향을 지정하는 데 사용됩니다.

값 목록: 오름차순, 내림차순

정렬 시작 방향

파라미터 설명: Z 형 정렬의 시작 방향을 지정하는 데 사용됩니다.

값 목록:

행 우선, 왼쪽에서 오른쪽
행 우선, 오른쪽에서 왼쪽
열 우선, 위에서 아래
열 우선, 아래에서 위

행/열 간 이동 방향

파라미터 설명: Z 형 정렬 시 행 또는 열 간 이동 방향을 지정하는 데 사용됩니다.

값 목록:

위에서 아래
아래에서 위
왼쪽에서 오른쪽
오른쪽에서 왼쪽

레이어 간격

파라미터 설명: 이 간격에 따라 Blob을 레이어로 구분합니다. 정렬 방식이 행 우선일 때는 Blob의 행 간격을, 열 우선일 때는 Blob의 열 간격을 의미합니다.

레이어 기준

파라미터 설명: 레이어링 시의 시작 위치를 지정하는 데 사용됩니다. 예를 들어 행 우선 정렬일 경우, 시스템은 이 위치를 기준으로 첫 번째 행을 배치하고, 그 행의 위아래 방향으로 설정된 "레이어 간격"에 따라 다른 행을 계속 배치합니다.

파라미터 조정 사례를 통해 각 파라미터의 사용 방법을 더 자세히 이해할 수도 있습니다.

실행 결과 보기

위 파라미터 설정을 완료한 후 스텝 실행 또는 프로젝트 실행을 클릭하면 대상 물체 인식 결과를 확인할 수 있습니다.

이후 다음을 클릭하여 대상 물체 포즈 계산 절차로 이동합니다.

대상 물체 포즈 계산

이 절차는 티칭 작업을 통해 기준 데이터를 수집하고, 비전 인식과 로봇 피킹 포즈 사이의 대응 관계를 구축하여, 실시간으로 인식된 대상 물체의 2D 포즈를 로봇 3D 피킹 포즈로 자동 계산합니다.

카메라 설치 방식(Eye to hand 또는 Eye in hand)에 따라 티칭에 필요한 조작과 파라미터가 다릅니다.

구체적인 티칭 작업을 시작하기 전에 카메라 시야 범위 내에 대상 물체가 하나만 있도록 하십시오(다른 대상 물체가 있다면 먼저 캐리어에서 꺼내야 함). 그다음 프로젝트 실행을 클릭하여 시스템이 해당 기준 대상 물체만 인식하도록 합니다.

ETH 시나리오의 티칭 설명

작업 절차

기준 대상 물체를 카메라 시야 범위 안에 놓고 촬영 및 인식을 수행하며, 전체 티칭 과정 동안 대상 물체 위치를 유지합니다.
가져오기 버튼을 클릭하여 현재 인식된 기준 대상 물체의 2D 포즈를 가져옵니다.
티칭 펜던트로 로봇을 제어하여 대상 물체의 기대 피킹 지점에 정확히 도달시킵니다. 편집 버튼을 클릭해 기준 대상 물체를 집을 때의 로봇 플랜지 포즈를 입력합니다. 이 포즈는 티칭 펜던트에서 읽은 로봇 플랜지 포즈입니다.
완료 후에는 대상 물체 위치를 유지한 상태에서 티칭 펜던트로 로봇을 피킹 지점에서 이탈시킵니다.

파라미터 설명

파라미터	설명
카메라 스텝 선택	파라미터 설명: 외부 파라미터 캘리브레이션이 완료된 2D 카메라 스텝을 선택하여 보정 데이터가 현재 스텝에 정확히 적용되도록 합니다.
기준 대상 물체 2D 포즈	파라미터 설명: 촬영 시 인식된 기준 대상 물체의 2D 포즈입니다.
기준 피킹 포즈	파라미터 설명: 로봇이 기준 대상 물체를 집을 때의 플랜지 포즈이며, 티칭 펜던트에서 읽은 로봇 좌표계 기준 플랜지 포즈입니다.

파라미터

설명

카메라 스텝 선택

파라미터 설명: 외부 파라미터 캘리브레이션이 완료된 2D 카메라 스텝을 선택하여 보정 데이터가 현재 스텝에 정확히 적용되도록 합니다.

기준 대상 물체 2D 포즈

파라미터 설명: 촬영 시 인식된 기준 대상 물체의 2D 포즈입니다.

기준 피킹 포즈

파라미터 설명: 로봇이 기준 대상 물체를 집을 때의 플랜지 포즈이며, 티칭 펜던트에서 읽은 로봇 좌표계 기준 플랜지 포즈입니다.

EIH 시나리오의 티칭 설명

작업 절차

티칭 펜던트로 로봇을 촬영 지점으로 이동시킵니다. 편집 버튼을 클릭해 촬영 지점에서의 로봇 플랜지 포즈를 입력합니다. 이 포즈는 티칭 펜던트에서 읽은 로봇 좌표계 기준 플랜지 포즈입니다.
기준 대상 물체를 카메라 시야 범위 안에 놓고 촬영 및 인식을 수행하며, 전체 티칭 과정 동안 대상 물체 위치를 유지합니다.
가져오기 버튼을 클릭하여 현재 인식된 기준 대상 물체의 2D 포즈를 가져옵니다.
티칭 펜던트로 로봇을 제어하여 대상 물체의 기대 피킹 지점에 정확히 도달시킵니다. 편집 버튼을 클릭해 기준 대상 물체를 집을 때의 로봇 플랜지 포즈를 입력합니다. 이 포즈는 티칭 펜던트에서 읽은 로봇 플랜지 포즈입니다.
완료 후에는 대상 물체 위치를 유지한 상태에서 티칭 펜던트로 로봇을 피킹 지점에서 이탈시킵니다.

파라미터 설명

파라미터	설명
카메라 스텝 선택	파라미터 설명: 외부 파라미터 캘리브레이션이 완료된 2D 카메라 스텝을 선택하여 보정 데이터가 현재 스텝에 정확히 적용되도록 합니다.
기준 대상 물체 2D 포즈	파라미터 설명: 촬영 시 인식된 기준 대상 물체의 2D 포즈입니다.
기준 피킹 포즈	파라미터 설명: 로봇이 기준 대상 물체를 집을 때의 플랜지 포즈이며, 티칭 펜던트에서 읽은 로봇 좌표계 기준 플랜지 포즈입니다.
촬영 시 플랜지 포즈	파라미터 설명: 로봇이 촬영 지점에 있을 때의 플랜지 포즈이며, 티칭 펜던트에서 읽은 로봇 좌표계 기준 플랜지 포즈입니다.
통신 컴포넌트의 로봇 서비스명(선택 사항)	파라미터 설명: 선택 파라미터로, 로봇 통신이 끊겨 다시 연결해야 할 때만 구성합니다. 로봇 모델을 선택하는 데 사용되며, 통신 컴포넌트에 연결된 로봇 모델과 일치해야 합니다.

파라미터

설명

카메라 스텝 선택

파라미터 설명: 외부 파라미터 캘리브레이션이 완료된 2D 카메라 스텝을 선택하여 보정 데이터가 현재 스텝에 정확히 적용되도록 합니다.

기준 대상 물체 2D 포즈

파라미터 설명: 촬영 시 인식된 기준 대상 물체의 2D 포즈입니다.

기준 피킹 포즈

파라미터 설명: 로봇이 기준 대상 물체를 집을 때의 플랜지 포즈이며, 티칭 펜던트에서 읽은 로봇 좌표계 기준 플랜지 포즈입니다.

촬영 시 플랜지 포즈

파라미터 설명: 로봇이 촬영 지점에 있을 때의 플랜지 포즈이며, 티칭 펜던트에서 읽은 로봇 좌표계 기준 플랜지 포즈입니다.

통신 컴포넌트의 로봇 서비스명(선택 사항)

파라미터 설명: 선택 파라미터로, 로봇 통신이 끊겨 다시 연결해야 할 때만 구성합니다. 로봇 모델을 선택하는 데 사용되며, 통신 컴포넌트에 연결된 로봇 모델과 일치해야 합니다.

티칭을 완료한 후에는 다른 대상 물체를 캐리어에 다시 넣고 프로젝트 실행을 다시 클릭하여, 시스템이 모든 대상 물체의 포즈를 일괄 인식하고 출력하도록 할 수 있습니다.

대상 물체 포즈 계산을 완료한 뒤 다음을 클릭하여 일반 설정 절차로 이동합니다.

일반 설정

이 절차에서는 비전 인식 이외의 보조 기능을 설정할 수 있으며, 포즈 필터 규칙 설정과 출력 포트 구성이 포함됩니다.

포즈 필터 규칙 설정

실제 요구에 따라 인식 결과의 포즈 데이터를 결합해 X, Y, Rz 방향의 상하한을 설정하여 출력 대상 물체 포즈를 오류 방지 필터링할 수 있습니다. 이 메커니즘은 충돌을 일으킬 수 있거나 로봇이 실행할 수 없는 포즈를 제거하여 출력 결과가 안전하고 사용 가능하도록 보장합니다.

스텝 실행 또는 프로젝트 실행을 클릭하면 필터 상태를 확인할 수 있습니다.

출력 포트 구성

여기에서 실제 대상 물체 상황에 따라 출력 포트를 선택할 수 있습니다. 기본적으로 대상 물체 이름과 인식 포즈가 출력됩니다.

Blob 마스크: Blob의 마스크 이미지를 출력합니다.

이 포트를 선택하면 2D 대상 물체 인식 스텝에 해당 출력 포트가 실시간으로 추가됩니다.

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