처리된 후의 포인트 클라우드를 가져와서 포인트 클라우드 모델을 생성하고 궤적을 구성하기

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이 프로세스에서는 처리된 포인트 클라우드를 가져와서 포인트 클라우드 모델을 생성하고 궤적을 구성할 수 있습니다.

대상 물체 편집기에서 처리된 포인트 클라우드 가져오기 아래에서 선택 버튼을 한번 클릭하여 대상 물체 이름을 설정하면 구성 프로세스로 들어갈 수 있습니다. 구성 프로세스는 아래 그림과 같습니다.

overview

  1. 프로젝트 정보 가져오기: 프로젝트, 포인트 클라우드와 픽 포인트 소스를 선택하면 포인트 클라우드 모델이 자동으로 생성됩니다.

  2. 모델 편집: 3D 매칭이 더 원활하게 진행할 수 있도록 포인트 클라우드 모델 구성하고 대상 물체 중심점을 교정하는 등 생성된 포인트 클라우드 모델을 편집합니다.

  3. 궤적 설정: 편집이 완료된 포인트 클라우드 모델에서 궤적을 생성하고 조정합니다.

  4. 충돌 모델 설정(선택 가능): 충돌 모델 생성. 경로 계획 시의 충돌 감지에 사용됩니다.

아래 부분은 구성 프로세스에 대해 소개하겠습니다.

프로젝트 정보 가져오기

프로젝트 관련 정보를 얻으려면 해당 프로젝트, 표면/에지 포인트 클라우드와 관련된 스텝 출력 포트, 포인트 클라우드가 위치한 좌표계, 픽 포인트와 관련된 스텝 출력 포트를 선택해야 합니다. 그런 다음 미리 보기 버튼을 클릭하여 왼쪽의 시각화 영역에서 포인트 클라우드 모델을 확인할 수 있습니다.

포인트 클라우드가 위치한 좌표계를 선택할 때, 현재 선택된 포인트 클라우드의 좌표계와 이후 3D 매칭 스텝에 입력되는 시나리오 포인트 클라우드의 좌표계가 일치하는지 확인해야 합니다.

모델 편집

후속의 3D 매칭을 위해 포인트 클라우드 모델 생성 후 포인트 클라우드 모델을 편집해야 합니다.

포인트 클라우드 모델 편집

간섭 포인트 클라우드 제거

포인트 클라우드 모델 주위에 간섭하는 포인트 클라우드가 있는 경우, 포인트 클라우드를 편집하여 제거할 수 있습니다. 구체적인 작업에 대해서는 포인트 클라우드 모델 편집을 참조하세요.

특징 포인트 클라우드 선택

  • 에지 포인트 클라우드 모델 생성 시:

    실제 응용 시, 대상 물체의 배치 포즈가 다양할 수 있습니다. 대상 물체 가장자리의 특징을 나타내는 포인트 클라우드만 추출하여 포인트 클라우드 모델로 사용하면 됩니다.

    아래 그림은 튜브의 에지 포인트 클라우드 모델을 보여줍니다. 튜브는 대칭적이고 모양은 원기둥과 유사합니다. 원기둥의 측면 영역에서는 가장자리의 포인트 클라우드만 유지하면 됩니다. 한편, 튜브 끝의 정확한 위치를 확인하기 위해 튜브 두 끝의 가장자리에 대한 포인트 클라우드가 유지됩니다.

    select feature round tube edge

    아래 표는 다양한 포즈에서 튜브의 에지 포인트 클라우드를 보여줍니다.

    튜브의 배치 포즈 에지 포인트 클라우드(노란색)

    select feature round tube pose 1

    select feature round tube edge 1

    select feature round tube pose 2

    select feature round tube edge 2

    select feature round tube pose 3

    select feature round tube edge 3

    대상 물체는 판금 부품과 같은 비대칭적인 경우 대상 물체의 모든 가장자리에 대한 포인트 클라우드를 유지해야 합니다.

    select feature sheet metal parts edge

  • 표면 포인트 클라우드 모델 생성 시:

    표면 포인트 클라우드 모델은 포즈 정확성을 검증하고 포즈 신뢰도를 계산하는 데 중요합니다. 따라서 유효성을 보장하기 위해 표면 포인트 클라우드 모델을 만들 때 대상 물체의 전체 표면 포인트 클라우드를 사용하는 것이 좋습니다. 아래 그림은 튜브의 표면 포인트 클라우드 모델을 보여줍니다.

    select feature round tube surface

대상 물체 중심점 교정

도구가 자동으로 대상 물체 중심점을 계산한 후, 사용 중인 실제 대상 물체에 따라 대상 물체 중심점을 보정할 수 있습니다. 용도에 따라 중심점을 교정하기에서 다른 계산 방식을 선택하여 계산 시작를 클릭하여 물체 중시점을 교정합니다.

방법 설명 작업 적용 시나리오

원래의 중심점을 사용하여 새로 계산하기

기본적인 계산 방식으로 기본적으로 대상 물체 자체의 특징과 대상 물체 원래의 중심점에 따라 대상 물체 중심점을 새로 계산합니다.

원래 중심점을 사용하여 다시 계산를 선택하고 계산 시작 버튼을 클릭합니다.

일반적으로 이 방법은 모든 대상 물체의 중심점을 계산하는 데 사용할 수 있습니다.

대칭 중심으로 교정하기

대상 물체의 대칭성에 따라 대상 물체의 중심점을 계산합니다.
현재 모델의 대칭성을 계산한 후 대상 물체의 중심점을 대칭 중심으로 설정될 것입니다.

대칭 중심으로 캘리브레이션를 선택하고 계산 시작 버튼을 클릭합니다.

후속에 대상 물체의 대칭성을 기준으로 매칭 결과를 필터링해야 하는 경우 이 방법을 사용하여 대상 물체 중심점을 계산할 수 있습니다.

특징 중심으로 교정하기

스스로 선택한 특징 유형 그리고 설정된 3D ROI에 따라 대상 물체 중심점을 계산합니다.

  1. 대상 물체의 기하학적인 특징에 따라 특징 유형을 선택하면 툴은 특징 유형에 따라 자동으로 대상 물체 중심점을 계산할 것입니다.

  2. (선택사항) 3D ROI 사용를 활성화하고 대상 물체의 기하학적 특성에 3D ROI를 설정합니다.

  3. 계산 시작 버튼을 클릭합니다.

뚜렷한 기하학적 특징이 있는 대상 물체입니다.
calibrate to center of feature example

원시 포인트 클라우드로 재설정하기

편집 과정에서 현재 포인트 클라우드의 편집 결과가 좋지 않으면 재설정 버튼을 클릭하면 모든 편집 작업이 취소되며, 포인트 클라우드가 '모델 편집' 스텝에 진입했을 때의 초기 상태로 복원됩니다.

포인트 클라우드를 재설정한 후에는 대상 물체 중심점을 다시 계산하고 포인트 클라우드 모델 구성을 업데이트해야 합니다.

포인트 클라우드 모델 구성

포인트 클라우드 모델을 잘 사용하여 후속 3D 매칭을 수행하고 매칭의 정확성을 높이기 위해서 툴은 다음과 같은 2 가지 포인트 클라우드 모델 구성을 제공합니다. 관련 구성을 설정이 필요하면 포인트 클라우드 모델 구성 기능을 활성화할 수 있습니다.

매칭 결과 필터링 위한 포즈 계산

매칭 결과 필터링 위한 포즈 계산 기능을 활성화한 후 신뢰도가 높은 매칭 결과를 얻기 위해 매칭 과정에서 설정에 따라 여러 번 시도할 것입니다. 그러나 많은 시도로 인해 매칭 과정에서 더 많은 시간이 걸릴 것입니다.

여기에는 두 가지 계산 방법이 있습니다. 매칭 실패 가능성이 있는 포즈를 자동으로 계산하기 및 대칭성을 수동으로 설정하기 두 가지 있습니다. 일반적으로 매칭에 실패할 포즈를 자동으로 계산하기를 선택하는 것이 좋습니다. 구체적인 설명은 아래와 같습니다.

방법 설명 작업

매칭에 실패할 포즈를 자동으로 계산하기

잘못된 매칭을 초래할 수 있는 포즈를 자동으로 계산합니다. 계산 과정에서 대상 물체가 Z축을 기준으로 회전할 때 발생할 수 있는 등가 또는 혼동되기 쉬운 포즈를 기반으로 후보 집합이 자동으로 생성됩니다. 후속 매칭에서 이러한 포즈와 매칭된 포즈는 불합격으로 여겨져서 필터링될 것입니다.

  1. 매칭 실패 가능성이 있는 포즈를 계산하기를 클릭하여 자동으로 잘못된 매칭을 초래할 수 있는 포즈를 자동으로 계산합니다.

  2. (선택사항) 리스트에서 ×를 클릭하여 잘못된 매칭을 초래하지 않을 것으로 여겨진 포즈를 제거합니다.

주의해야 할 점은, 계산 결과가 포인트 클라우드 모델 수정에 따라 자동으로 업데이트되지 않으므로, 수정이 있을 경우 반드시 다시 계산해야 합니다.

대칭성을 수동으로 설정하기

수동으로 설정한 대칭 횟수, 각도 범위 등의 파라미터에 따라 잘못된 매칭을 초래할 수 있는 포즈를 계산합니다. 후속 매칭에서 이러한 포즈와 매칭된 포즈는 불합격으로 여겨져서 필터링될 것입니다.

대상 물체의 대칭 유형을 참조하여 대칭축을 선택할 수 있습니다. 그 다음에 대칭 회수와 각도 범위를 설정합니다.

대칭을 수동으로 설정한 후에는 대상 물체의 대칭 설정이 3D 매칭 스텝의 근사 매칭, 상세 매칭, 추가 상세 매칭(활성화된 경우) 프로세스에 적용됩니다.

위의 기능을 사용한 후 매칭 과정에 해당 기능을 적용하려면 후속 매칭과 관련 스텝에서 대응한 파라미터를 설정해야 합니다. 구체적인 설명은 다음과 같습니다.

  • "3D 매칭" 스텝을 사용하는 경우 근사 매칭 포즈 조정 또는 필터링  전략 선택 파라미터 드롭다운 메뉴에서 가능한 잘못된 매칭 필터링을 선택해야 합니다. 이 파라미터는 고급, 전문가 파라미터의 튜닝 레벨에는 있습니다.

  • "3D 대상 물체 인식" 스텝을 사용하는 경우 대상 물체 선택 및 인식 워크플로에서 근사 매칭 포즈 조정 또는 필터링  전략 선택 파라미터에서 가능한 잘못된 매칭 필터링을 선택해야 합니다. 이 파라미터는 고급 모드에 있습니다.

가중치 모델 설정

대상 물체 인식 과정에서 가중치 모델을 설정하면 대상 물체의 주요 특징을 강조하여 매칭 결과의 정확성을 향상시킬 수 있습니다. 일반적으로 가중치 모델을 사용하면 대상 물체 방향을 구별할 수 있습니다. 가중치 모델 설정 방법은 다음과 같습니다.

포인트 클라우드 표시 설정이 표면 포인트 클라우드만 표시라는 경우 가중치 모델을 설정할 수 있습니다.

  1. 모델 편집을 클릭합니다.

  2. 시각화 구역에서 마우스 오른쪽 버튼을 길게 눌러서 대상 물체 일부를 선택합니다. 선택된 부분(즉, 가중치 모델)은 매칭 과정에서 더욱 높은 가중치가 부여됩니다.

    Shift+마우스 오른쪽 버튼을 길게 누르기를 통해서 같은 포인트 클라우드 모델에서 여려 가중치를 설정할 수 있습니다.
    set weight template

  3. 응용를 클릭하면 가중치 모델에 대한 설정이 왼료됩니다.

가중치 모델을 설정한 후 후속 매칭 과정에서 효과를 나타내면 ‘3D 매칭’ 스텝의 ‘모델 선택’ 파라미터에서 제작된 가중치 모델을 선택하여 ‘포즈를 필터링하기’ 파라미터에서 가중치 모델을 사용하기를 켭니다. ‘가중치 모델 파라미터를 사용하기’의 파라미터는 전문가 파라미터의 튜닝 레벨에는 있습니다.

이제 포인트 클라우드 모델 편집이 완료되었습니다. 다음 버튼을 클릭하여 포인트 클라우드 모델의 픽 포인트를 설정할 수 있습니다.

궤적 설정

궤적 생성

툴은 궤적 생성 방식으로 수동 생성과 자동 생성 두 가지를 제공합니다.

현재 대상 물체 구성 프로세스에서는 포인트 클라우드 모델에 궤적을 생성할 때 수동 생성 방식을 사용하는 것을 권장합니다.

수동 궤적 생성

‘궤적 설정’프로세스에서 수동 생성 버튼을 클릭하면 ‘수동 생성’인터페이스로 들어갑니다. 구체적인 작업 프로세스는 다음과 같습니다.

  1. 궤적 포인트 추출

    Shift 키를 누른 상태에서 마우스 오른쪽 버튼으로 대상 물체를 클릭하여 궤적 포인트를 추출하면, 툴은 자동으로 궤적 포인트를 연결하여 궤적을 형성합니다.

    create trajectory manual

  2. 궤적 포인트를 조정하기

    시각화 영역 오른쪽의 리스트에는 생성된 궤적 포인트가 표시됩니다. 궤적 내의 궤적 포인트가 요구 사항에 맞지 않는 경우, 다음 작업에 따라 궤적 포인트를 조정할 수 있습니다.

    작업 설명

    궤적 포인트 위치 및 방향 조정

    해당 궤적 포인트를 선택한 후 ‘궤적 포인트 구성’에서 관련 값을 조정하면 해당 궤적 포인트의 위치와 방향을 조정할 수 있습니다.

    궤적 포인트 조정

    리스트에서 드래그하여 궤적 포인트 순서를 조정합니다.

    궤적 포인트 추가

    새로 만들기버튼을 클릭하면 툴은 마지막 궤적 포인트 뒤에 새로운 궤적 포인트를 추가합니다.

    궤적 포인트 정렬

    리스트에서 최소 세 개의 궤적 포인트를 선택한 후 정렬 버튼을 클릭하면, 선택된 궤적 포인트의 Z축이 궤적 점에 피팅된 평면에 수직이 되고, X축은 다음 궤적 포인트을 가리킵니다.

    궤적 포인트 채우기

    추출한 궤적 포인트의 분포가 균일하지 않은 경우, 궤적 포인트 채우기 방식을 통해 궤적 포인트의 분포를 균일하게 만들 수 있습니다.
    두 개의 궤적 포인트를 선택하고 ‘최대 거리’파라미터를 설정한 후 채우기 버튼을 클릭하면, 두 점 사이의 거리가 해당 값을 초과할 때 툴은 자동으로 두 점 사이에 궤적 포인트를 채우고, 두 궤적 포인트 사이의 다른 궤적 포인트를 대체합니다.

  3. 궤적을 저장하기

    궤적 생성이 완료되면 저장 및 적용 버튼을 클릭하여 궤적을 저장할 수 있습니다.

자동 궤적 생성

‘궤적 설정’프로세스에서 자동 생성 버튼을 클릭하면 ‘자동 생성’인터페이스로 들어갑니다. 구체적인 작업 프로세스는 다음과 같습니다.

  1. ROI를 설정하기

    편집  새로 만들기과 버튼을 차례로 클릭하고, 시각화 영역에서 대상 영역을 설정하여 궤적을 생성할 점들을 선택합니다.

  2. 궤적을 자동 생성하기

    궤적 생성버튼을 클릭하면 툴은 자동으로 궤적을 생성합니다.

  3. 트랙라인을 조정하기

    트랙라인 리스트에 자동 생성된 궤적이 표시됩니다. 필요에 따라 다음 파라미터를 조정하여 궤적을 단순화하거나 평활화할 수 있습니다.

    • 궤적 단순화

      다음 파라미터를 조정하여 궤적을 단순화할 수 있습니다. 궤적 포인트 개수를 줄여 궤적 형태를 단순화하면서도 궤적의 전체적인 형태는 최대한 유지합니다. 후속 처리 시간을 줄이고 로봇의 모션 효율을 향상시키기 위해, 궤적 복잡도를 낮출 필요가 있는 시나리오에 적합합니다.

      파라미터 설명

      최대 편차

      궤적 단순화 시 허용되는 최대 편차입니다. 편차가 클수록 궤적 포인트가 많이 줄어들지만, 궤적 형태가 왜곡될 수 있습니다.

      강제 유지 간격

      원본 궤적에서 두 궤적 포인트 사이의 거리가 이 값보다 크면 두 궤적 포인트가 두 유지됩니다.

    • 궤적 평활화

      다음 파라미터를 조정하여 궤적을 평활화할 수 있습니다. 궤적 포인트에 대한 평활화 처리를 통해 궤적 내 노이즈 영향을 줄이고 더 부드러운 궤적을 생성할 수 있습니다. 궤적 포인트에 노이즈가 있는 시나리오에 적합하며, 궤적의 평활성과 연속성을 향상시킵니다.

      파라미터 설명

      가우스 표준 편차

      이 파라미터는 평활화 정도를 제어하는 데 사용됩니다. 값이 클수록 궤적 평활화 정도는 더 높지만 세부 정보가 손실될 수 있습니다.

      평활화 반지름

      이 파라미터는 평활화 처리 시의 창 크기를 나타내며, 평활화 계산에 참여하는 궤적 포인트의 범위를 결정합니다.

      거리 역치

      이 파라미터는 평활화할 궤적 포인트 주변의 궤적 포인트가 평활화 계산에 참여할지 여부를 판단하는 데 사용됩니다. 평활화할 궤적 포인트과 주변 궤적 포인트 사이의 거리가 이 값을 초과하면 주변 포인트가 평활화 계산에 참여하지 않습니다. 기본값을 사용하는 것을 권장합니다.

  4. 궤적을 저장하기

    궤적 생성이 완료되면 저장 및 적용 버튼을 클릭하여 궤적을 저장할 수 있습니다.

궤적 조정

궤적 생성이 완료된 후에도 궤적을 조정할 수 있습니다.

  • 트랙라인 조정

    궤적 생성 후, 실제 궤적 작업 요구사항을 더 잘 충족하기 위해 궤적을 Z축 방향으로 일정 거리만큼 오프셋해야 하는 경우, 트랙라인 리스터에서 트랙라인을 선택한 후 Z축 방향 오프셋 거리 파라미터를 설정하면 해당 트랙라인 Z축을 따라 일정 거리만큼 오프셋됩니다.

  • 궤적 포인트 개별 조정

    트랙라인 리스터에서 특정 궤적 포인트를 선택한 후, 파라미터 설정 영역에서 궤적 포인트 관련 값을 조정하면 해당 궤적 포인트의 위치와 방향을 조정할 수 있습니다.

궤적 조정과 관련된 기타 작업에 대해서는 궤적 조정 참조하십시오.

궤적 효과 미리보기

궤적 생성이 완료된 후, 다음 작업을 통해 말단장치와 궤적 간의 위치 관계를 미리 볼 수 있습니다.

  1. Mech-Viz 프로젝트가 현재 솔루션에서 위치한지 확인합니다.

    대상 물체 편집기에서 Mech-Viz의 말단장치 정보를 가져오기 위해서는 프로젝트를 솔루션으로 내보내기 내용을 참고하여 Mech-Viz프로젝트를 현재 솔루션으로 이동해야 합니다.

  2. 말단장치를 추가합니다.

    Mech-Viz에서 로봇 말단장치를 추가하고 TCP를 설정합니다.

  3. 말단장치 미리 보기 및 활성화합니다.

    말단장치를 추가하면, 말단장치 정보가 자동으로 대상 물체 편집기의 말단장치 리스트에 업데이트됩니다. 실제 필요에 따라 말단장치 리스트에서 말단장치를 선택하고, 시각화 영역에서 실제 궤적 작업 시 궤적과 말단장치 간의 위치 관계를 미리 볼 수 있습니다(아래 그림 참조). 또는 말단장치를 선택하여 실제 궤적 작업에 사용할 수 있습니다.

    Mech-Viz에서 말단장치를 수정한다면 Mech-Viz에서 수정된 결과를 저장하여 대상 물체 편집기의 말단장치 리스트를 업데이트합니다. 또한 대상 물체 편집기에서 궤적에 대해 해당하는 말단장치를 활성화하기는 Mech-Viz 시뮬레이션 성공에 필요합니다.
    configure picking example

충돌 모델 설정(선택 가능)

충돌 모델은 경로 계획을 위한 충돌 감지에 사용되는 3D 가상 물체입니다. 실제 상황에 따라 충돌 모델에 대해 다음 설정을 구성할 수 있습니다.

충돌 모델 설정

현재 대상 물체 구성 프로세스는 두 가지 충돌 모델 생성 방식을 지원하며, 사용자는 실제 필요에 따라 적합한 방식을 선택할 수 있습니다. 선택 후 충돌 감지에 사용할 포인트 클라우드 큐브가 자동으로 생성됩니다.

생성 방식 설명 작업

STL 모델을 기반으로 포인트 클라우드 큐브를 생성하기

모델 정확도는 낮고, 충돌 감지 속도가 빠릅니다.

  1. STL 모델을 선택합니다.

    파일 선택 버튼을 클릭하여 STL 모델 하나를 선택합니다. 선택된 모델은 포인트 클라우드 큐브를 생성하는 데 사용됩니다. '충돌 모델 표시' 스위치를 통해 생성된 충돌 모델의 효과를 미리 볼 수 있습니다.

  2. 모델을 정렬합니다.

    충돌 감지의 효율성을 높이기 위해 충돌 모델을 대상 물체의 포인트 클라우드 모델과 정렬해야 합니다. 이럴 때 포인트 클라우드 모델과 충돌 모델 자동 정렬 버튼을 클릭하여 대상 물체의 포인트 클라우드 모델과 충돌 모델을 정렬할 수 있습니다. 자동 정렬 결과가 기대에 미치지 않으면, 충돌 모델의 포즈를 수동으로 조정할 수 있습니다.

포인트 클라우드 모델을 기반으로 포인트 클라우드 큐브를 생성하기

모델 정확도는 높고, 충돌 감지 속도가 느립니다.

이 방식을 선택하면, 현재 대상 물체의 포인트 클라우드 모델을 기반으로 충돌 모델이 자동 생성됩니다. '충돌 모델 표시' 스위치를 통해 생성된 충돌 모델의 효과를 미리 볼 수 있습니다.

피킹된 물체의 대칭성 설정

대상 물체의 대칭성은 대상 물체의 대칭축을 중심으로 일정 각도 회전 후 형상이 회전 전과 일치할 수 있는 특성을 나타내는 것입니다. ’웨이포인트 유형‘이 ‘대상 물체 포즈’인 경우, 회전 대칭성을 구성하면 로봇 말단장치가 대상 물체를 피킹하는 동안 불필요한 회전을 방지할 수 있습니다. 이를 통해 경로 계획의 성공률이 높아지고 경로 계획에 필요한 시간이 줄어들어 로봇이 더 원활하고 빠르게 이동할 수 있습니다.

대상 물체의 대칭 유형 내용을 참조하여 대칭축을 선택한 다음에 대칭 회수와 각도 범위를 설정합니다.

이제 충돌 모델에 대한 설정이 완료되었습니다. 저장 버튼을 클릭하여 대상 물체를 솔루션 폴더 \resource\workobject_library 경로에 저장할 수 있고 후속 3D 매칭 관련 스텝에서 사용할 수 있습니다.

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