오류 방지 검사(위치 이상/기울어짐 분류)
이 문서는 위치 이상/기울어짐 분류 시나리오에서의 대상 물체 인식 구성 절차를 소개합니다. 이 방식은 대상 물체의 배치 위치 또는 자세가 비정상적인지, 예를 들어 편위, 기울어짐 또는 올바르게 배치되지 않았는지를 검출하는 데 사용됩니다.
구성 마법사를 클릭하고 오류 방지 검사 시나리오를 선택한 뒤 위치 이상/기울어짐 분류 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.
-
포즈 정렬: 인식 영역을 설정하고, 정렬 작업을 통해 인식 대상이 템플릿과 정렬되도록 합니다. 대상 특징에 따라 적절한 보정 방식을 선택하고 파라미터를 유연하게 구성하여 위치 및 각도 편차를 제거함으로써 인식 정확성과 결과 신뢰도를 높입니다.
-
오류 방지 검사: 실제 요구에 따라 정렬된 이미지에서 검사용 목표 영역을 설정하고, 양품 대상 물체 템플릿을 편집하며, 인식 파라미터와 판정 규칙을 설정하여 대상 물체의 위치 이상/기울어짐 상태를 자동으로 검출하고 분류합니다.
-
일반 설정: 출력 포트를 구성하여 판정 결과와 상태 등 관련 정보를 출력함으로써 생산 라인의 자동화 검사 요구를 충족합니다.
이미지 전처리
대상 물체를 인식하기 전에 입력 이미지 품질에 따라 이미지 색 공간 변환 또는 이미지 전처리를 활성화하고 შესაბამის 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.
포즈 정렬
이미지 전처리를 완료한 후 포즈 정렬 설정을 수행합니다. 인식 영역과 보정 파라미터를 설정하여 현재 이미지에서 인식 대상의 포즈를 템플릿과 일치하도록 보정하고, 후속 인식의 정확성과 신뢰도를 확보합니다.
보정 설정 추가
포즈 정렬 절차에 들어가면 캘리브레이션 파라미터 그룹을 새로 만들어야 합니다. 시스템은 여러 파라미터 그룹 생성을 지원하며, 각 그룹은 인식 영역과 파라미터를 독립적으로 설정할 수 있고 서로 영향을 주지 않습니다.
추가 버튼을 클릭하면 새 파라미터 그룹 창으로 들어갑니다. 파라미터 그룹을 만들 때는 이미지 특징에 따라 적절한 보정 방식을 선택하고 관련 파라미터를 구성해야 합니다.
현재 다음 세 가지 보정 방식을 지원합니다.
-
보정 비활성화: 원본 입력 이미지를 직접 사용해 인식하며, 어떤 포즈 정렬 처리도 수행하지 않습니다. 인식 대상의 이미지 내 위치가 비교적 고정되어 있고 보정 정밀도 요구가 높지 않은 시나리오에 적합합니다.
-
2D 정렬: 평행 이동과 회전 연산을 통해 인식 대상의 포즈를 템플릿과 정렬합니다. 이 방식은 인식 대상의 가장자리 윤곽을 추출하고, 가장자리 매칭 알고리즘을 사용해 정밀 정렬을 구현합니다. 인식 대상 위치가 고정되지 않았고 뚜렷한 고정 윤곽을 가진 시나리오에 적합합니다. 구체적인 구성은 2D 정렬을 참조하십시오.
-
2D Blob 정렬: 이미지의 밝고 어두운 영역(즉 Blob)을 검출하는 데 사용됩니다. Blob의 기하 특징(예: 면적, 무게중심 등)에 따라 목표 Blob을 선별하고, 그 최소 외접 회전 사각형을 계산합니다. 이후 이미지 포즈를 조정하여 목표 Blob의 무게중심이 이미지 중심점과 일치하고, 그 최소 외접 회전 사각형의 주축이 이미지 좌표축과 정렬되도록 합니다. 구체적인 구성은 2D Blob 정렬을 참조하십시오.
파라미터 그룹 생성이 완료되면 그룹 이름을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하거나, 오른쪽의 기능 버튼을 직접 클릭하여 이름 변경, 삭제, 복제 생성 등의 작업을 수행할 수 있습니다.
2D 정렬
2D 정렬은 평행 이동과 회전 연산을 통해 입력 이미지의 인식 대상을 템플릿과 정렬하는 보정 방식입니다. 인식 대상 위치 불일치로 인한 인식 오차를 제거하여 인식 안정성을 높일 수 있습니다. 이 방식을 선택한 후에는 인식 영역 설정, 템플릿 설정, 인식 파라미터 튜닝을 차례로 완료해야 합니다.
인식 영역 설정
정렬의 유효 범위를 설정하는 데 사용됩니다. 박스를 지정할 때는 인식 대상을 완전히 덮고 주변에 적절한 여유를 남겨, 정렬 작업의 안정성과 후속 인식의 정확성을 확보해야 합니다. 실제 요구에 따라 전체를 인식 영역으로 사용 또는 사용자 정의 인식 영역을 선택할 수 있습니다. 사용자 정의를 선택한 후에는 "박스 지정" 버튼을 클릭해 인식 영역을 수동으로 지정해야 합니다.
-
전체를 인식 영역으로 사용: 전체 이미지를 대상으로 인식하며, 일반적으로 인식 대상 분포 범위가 넓은 시나리오에 적합합니다.
-
사용자 정의 인식 영역: 지정한 영역만 인식하며, 일반적으로 이미지의 특정 부분만 주목하거나 배경, 지그 등 관련 없는 영역을 제외하고 싶은 시나리오에 적합합니다. 이를 통해 인식 효율과 정확도를 높일 수 있습니다.
대상 물체 인식
대상 물체 템플릿 설정
인식 영역을 설정한 후에는 템플릿을 선택하거나 편집하여 후속 인식 대상의 위치 지정과 매칭에 사용합니다. 편집 버튼을 클릭하면 2D 매칭 템플릿 편집기로 들어갑니다.
대표성이 있고 안정적인 가장자리 특징을 이미지에서 선택해 템플릿을 생성해야, 시스템이 이후 템플릿 특징과 일치하는 인식 대상을 자동으로 이미지에서 검색하고 위치를 지정할 수 있으며, 매칭 결과의 유일성과 정확성을 보장할 수 있습니다. 자세한 설명은 2D 매칭 템플릿 편집기를 참조하십시오.
| 템플릿 편집을 완료할 때마다 업데이트를 클릭하여 최신 구성을 적용해야 합니다. |
인식 파라미터 조정
템플릿을 선택한 뒤 스텝 실행을 클릭하여 템플릿 매칭 결과와 인식 효과를 확인할 수 있습니다.
인식 효과가 이상적이지 않다면 인식 대상의 특징과 요구에 따라 다른 파라미터를 조정하여 최적화할 수 있습니다.
구체적인 파라미터 설명은 2D 정렬을 참조하십시오.
이후 다음을 클릭하여 오류 방지 검사 절차로 이동합니다.
2D Blob 정렬
2D Blob 정렬은 Blob 기반 보정 방식입니다. 이 방식은 이미지에서 모든 Blob을 검출하고, 그중 기하 특징이 가장 두드러진 Blob을 선별한 뒤 이미지 포즈를 조정하여 목표 Blob의 무게중심이 이미지 중심점과 일치하고, 최소 외접 회전 사각형의 주축이 이미지 좌표축과 정렬되도록 합니다. 2D Blob 정렬을 선택한 후에는 인식 영역 설정과 인식 파라미터 튜닝을 차례로 완료해야 합니다.
인식 영역 설정
정렬의 유효 범위를 설정하는 데 사용됩니다. 박스를 지정할 때는 인식 대상을 완전히 덮고 주변에 적절한 여유를 남겨, 정렬 작업의 안정성과 후속 인식의 정확성을 확보해야 합니다. 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 인식 대상의 특징과 요구에 따라 다른 파라미터를 조정하여 인식 효과를 최적화할 수 있습니다.
구체적인 파라미터 설명과 조정 권장은 2D Blob 정렬을 참조하십시오.
파라미터 조정 사례를 통해 각 파라미터의 사용 방법을 더 자세히 이해할 수도 있습니다.
오류 방지 검사
이미지 정렬이 완료되면 위치 이상 및 기울어짐 검출을 시작합니다. 2D 템플릿 매칭을 통해 이미지 내 대상 물체의 포즈 편차를 검출합니다. 대상 물체와 템플릿의 특징 비교 결과와 설정된 편차 임계값을 결합하여, 대상 물체에 편위, 기울어짐 또는 올바르지 않은 배치 등의 이상이 있는지를 자동으로 판정합니다.
목표 영역 설정
먼저 검사용 유효 범위를 설정합니다. 박스를 지정할 때는 검출할 대상 물체를 완전히 포함하고 관련 없는 배경 간섭은 배제해야 합니다. 실제 요구에 따라 전체를 인식 영역으로 사용 또는 사용자 정의 인식 영역을 선택할 수 있습니다. 사용자 정의 인식을 선택한 후에는 "박스 지정" 버튼을 클릭하여 인식 영역을 수동으로 지정해야 합니다.
-
전체를 인식 영역으로 사용: 전체 이미지를 대상으로 인식하며, 일반적으로 대상 물체 분포 범위가 넓은 시나리오에 적합합니다.
-
사용자 정의 인식 영역: 지정된 영역만 인식하며, 일반적으로 이미지의 특정 부분만 주목하거나 배경, 지그 등 관련 없는 영역을 제외하고 싶은 시나리오에 적합합니다. 이를 통해 인식 효율과 정확도를 높일 수 있습니다.
대상 물체 검사
대상 물체 템플릿 설정
목표 영역을 설정한 후에는 양품을 사용하여 템플릿을 제작해야 합니다. 이를 통해 실시간 취득한 대상 물체와 템플릿을 비교하여 차이를 식별할 수 있습니다. 템플릿 선택 부분의 편집 버튼을 클릭하면 2D 매칭 템플릿 편집기로 이동합니다.
대표성이 있고 안정적인 가장자리 특징을 이미지에서 선택해 템플릿을 생성해야, 이후 시스템이 이미지에서 템플릿 특징과 일치하는 대상 물체를 자동으로 검색하고 위치를 지정할 수 있으며, 매칭 결과의 유일성과 정확성을 보장할 수 있습니다. 자세한 설명은 2D 매칭 템플릿 편집기를 참조하십시오.
| 템플릿 편집을 완료할 때마다 업데이트를 클릭하여 최신 구성을 적용해야 합니다. |
인식 파라미터 조정
템플릿을 선택한 뒤에는 대상 물체의 특징과 검사 요구에 따라 다른 파라미터를 조정하여 검사 효과를 최적화할 수 있습니다.
| 파라미터 | 설명 | ||
|---|---|---|---|
가장자리 극성 민감 |
파라미터 설명: 매칭 시 가장자리 극성이 템플릿과 일치해야 하는지를 제어합니다. 극성은 밝음에서 어두움 또는 어두움에서 밝음과 같은 회색값 변화 방향을 의미합니다. 기본값: 켜짐 조정 설명: 데이터 취득 시나리오 차이가 크지 않다면 이 옵션을 켜서 매칭 정확도를 보장하고, 차이가 크다면 이 옵션을 꺼서 매칭의 일반화 능력을 높일 수 있습니다. |
||
최소 매칭 점수 |
파라미터 설명: 매칭 결과의 유효 여부를 판단하는 데 사용됩니다. 매칭 점수가 이 값보다 작은 결과는 폐기됩니다. 기본값: 50.0 |
||
유효 매칭 임계값 |
파라미터 설명: 목표 이미지에서 기울기 크기가 이 임계값 이상인 점을 유효한 가장자리 점으로 간주하고, 매칭 점수 통계에 포함합니다. 기본값: 10 |
||
유효 매칭 비율 하한 |
파라미터 설명: 유효하게 매칭된 가장자리 점 수가 템플릿 가장자리 점 총수에서 차지해야 하는 최소 비율입니다. 기본값: 50% |
||
검색 반경 |
파라미터 설명: 포즈 보정 과정에서 각 템플릿 특징점에 대해 목표 이미지에서 대응 매칭점을 찾을 때 허용되는 원형 검색 영역의 반경입니다. 기본값: 8
|
||
중첩 비율 상한 |
파라미터 설명: 중복된 매칭 결과를 필터링하는 데 사용됩니다. 두 매칭 결과 사이 중첩 비율이 이 값을 초과하면, 매칭 점수가 더 높은 결과만 유지됩니다. 기본값: 50% |
||
채움 비율 |
매칭할 물체가 이미지 경계를 부분적으로 벗어날 수 있을 때, 허용되는 채움 크기가 템플릿 크기에서 차지하는 비율을 지정합니다. 채움은 가장자리 매칭 성공률을 높일 수 있지만 일반적으로 계산량도 증가시킵니다.
기본값: 0% |
판정 로직 설정
| 파라미터 | 설명 |
|---|---|
X 방향 편위 범위 |
파라미터 설명: 이 파라미터는 대상 물체 중심점이 템플릿 중심점에 대해 X 방향으로 허용되는 편위량을 설정하는 데 사용됩니다. 편위량이 이 범위 안에 있을 때만 OK로 판정하고, 그렇지 않으면 위치 이상이 존재하는 것으로 판단하여 NG로 판정합니다. 기본값: -100.00 mm ~ 100.00 mm |
Y 방향 편위 범위 |
파라미터 설명: 이 파라미터는 대상 물체 중심점이 템플릿 중심점에 대해 Y 방향으로 허용되는 편위량을 설정하는 데 사용됩니다. 편위량이 이 범위 안에 있을 때만 OK로 판정하고, 그렇지 않으면 위치 이상이 존재하는 것으로 판단하여 NG로 판정합니다. 기본값: -100.00 mm ~ 100.00 mm |
각도 편위 범위 |
파라미터 설명: 이 파라미터는 대상 물체가 템플릿에 대해 회전하는 각도의 허용 편위량을 설정하는 데 사용됩니다. 편위량이 이 범위 안에 있을 때만 OK로 판정하고, 그렇지 않으면 기울어짐으로 판단하여 NG로 판정합니다. 기본값: -180.00° ~ 180.00° |
|
위의 모든 판정 조건 중 어느 하나라도 요구 사항을 만족하지 않으면(즉 설정 범위를 초과하면), 전체 판정 결과는 NG가 됩니다. |
일반 설정
이 프로세스에서는 비전 인식 이외의 보조 기능을 설정할 수 있으며, 현재는 출력 포트 구성만 지원합니다.
출력 포트 구성
여기에서 실제 요구에 따라 출력 포트를 선택할 수 있습니다. 기본적으로 편차 판정 결과, 즉 OK 또는 NG를 출력합니다.
-
편차 검사: 대상 물체가 편차 검사를 통과했는지 나타냅니다. 통과하면 1, 통과하지 못하면 0을 출력합니다.
-
각도 편차: 대상 물체가 템플릿에 대해 갖는 회전 각도 편차를 출력합니다.
-
중심점 X 편위: 대상 물체 중심점이 템플릿 중심점에 대해 X 방향으로 얼마나 편위되었는지 출력합니다.
-
중심점 Y 편위: 대상 물체 중심점이 템플릿 중심점에 대해 Y 방향으로 얼마나 편위되었는지 출력합니다.
관련 포트를 선택하면 2D 대상 물체 인식 스텝에 해당 출력 포트가 실시간으로 추가됩니다.