핸드-아이 캘리브레이션

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이 부분에서 카메라가 Eye To Hand 식으로 설치될 때의 자동 핸드-아이 캘리브레이션에 대해 소개하겠습니다.

핸드-아이 캘리브레이션은 카메라 좌표계와 로봇 좌표계(즉, 카메라 외부 파라미터) 간의 대응 관계를 구성하고 비전 시스템에서 확인한 물체 포즈를 로봇 좌표계의 포즈로 변환하여 로봇이 피킹 작업을 정확하게 완료하도록 가이드합니다.

캘리브레이션 사전 준비

이 섹션에서는 캘리브레이션 보드 설치, 카메라 파라미터 조정 및, 사전 구성 캘리브레이션하는 방법을 알아봅니다.

캘리브레이션에 필요한 재료 준비

ETH 시나리오에서 자동 캘리브레이션을 하려면 캘리브레이션 보드를 사용해야 합니다.

다음 요구 사항에 따라 캘리브레이션 보드를 준비하십시오.

  • 캘리브레이션 보드에서 도트가 명확하게 보이고 눈에 띄는 긁힌 흔적이 없으며 캘리브레이션 보드가 변형되지 않아야 합니다.

  • ETH 시나리오에서 먼저 로봇의 말단 플랜지에 캘리브레이션 보드 커넥터를 설치한 다음 캘리브레이션 보드를 커넥터에 설치합니다. 캘리브레이션 보드가 단단히 설치되어 있고 캘리브레이션 보드가 로봇 말단의 XY 평면과 평행한지 확인하십시오.

    로봇 플랜지에 분리 불가능한 그리퍼를 장착한 경우에 캘리브레이션 보드를 그리퍼에 직접 고정하면 됩니다.

캘리브레이션 보드의 포인트 클라우드 품질 확인(선택 가능)

캘리브레이션 보드의 포인트 클라우드 품질은 핸드-아이 캘리브레이션 결과의 정확도에 영향을 미칩니다. 캘리브레이션 결과의 정확도와 신뢰성을 보장하기 위해 캘리브레이션 보드의 포인트 클라우드 품질을 확인해야 합니다. 캘리브레이션 프로세스에는 캘리브레이션 보드의 포인트 클라우드 품질을 확인하는 단계가 포함됩니다. 시간을 절약하기 위해 캘리브레이션을 시작하기 전에 캘리브레이션 보드의 포인트 클라우드 품질을 미리 확인할 수도 있습니다.

  1. 카메라 시야 내 작업 평면의 중앙에 캘리브레이션 보드를 배치합니다.

  2. Mech-Eye Viewer 소프트웨어를 시작하여 프로젝트에 사용되는 카메라를 선택하고 카메라 파라미터를 조정합니다.

  3. 2D 파라미터를 조정하여 전체 2D 이미지가 너무 어둡지 않고 각 캘리브레이션 원이 명확하게 보이도록 합니다.

    정상 노출 과다 노출 부족

    normal-2d

    overexposure-2d

    underexposure-2d

    • 3D 파라미터를 조정하여 캘리브레이션 보드에 있는 원의 포인트 클라우드를 완전하게 보이도록 합니다.

      현장의 조명 환경이 복잡하여 2D 이미지와 포인트 클라우드의 품질에 영향을 미치는 경우, 광원을 차단하거나 보조 조명을 사용하여 조명 조건을 개선할 수 있습니다.
      완전한 포인트 클라우드 불완전한 포인트 클라우드 불완전한 포인트 클라우드

      normal-3d

      overexposure-3d

      underexposure-3d

캘리브레이션 전 체크 사항을 완료합니다.

캘리브레이션하기 전에 다음 검사가 완료되었는지 확인하세요.

캘리브레이션 사전 구성

  1. Mech-Vision 소프트웨어에서 툴 바의 카메라 캘리브레이션 버튼을 클릭하면 캘리브레이션 사전 구성 창이 팝업합니다.

  2. 캘리브레이션 전 체크 사항을 완료한 후, 모든 체크 사항 완료 확인 버튼을 클릭한 다음에 다음 버튼을 클릭하세요.

    calib preset confirm checks

  3. 캘리브레이션 방법 선택 창에서 새로운 캘리브레이션 시작 라디오 버튼을 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.

    calib preset new

  4. 캘리브레이션 작업 선택 창에서 로봇 모델이 “KUKA_KR_10_R1100_2_HO”인지 확인하고 다음 버튼을 클릭하세요.

    calib preset auto select robot

  5. 카메라 설치 방법 선택 창에서 Eye to hand 라디오 버튼을 선택한 후 다음 버튼을 클릭합니다.

    calib preset eth

  6. 캘리브레이션 방법 및 로봇 제어 방식 창에서 자동 캘리브레이션 및 표준 인터페이스를 선택한 후 캘리브레이션 시작 버튼을 클릭합니다. 캘리브레이션(Eye to Hand) 창이 나타납니다.

    calib preset auto select communication

여기까지 캘리브레이션 사전 구성이 완료되었으며 정식 캘리브레이션 프로세스로 들어갑니다.

캘리브레이션 프로세스

카메라 연결

  1. 카메라 연결 단계에서 감지된 카메라 리스트에서 연결할 카메라를 찾아 connect camera icon 버튼을 클릭합니다.

    calib connect camera

  2. 카메라를 연결한 후 한번 캡처 또는 연속 캡처 아이콘을 선택할 수 있습니다.

    calib image capture

  3. 이미지 뷰어에서 카메라가 캡처한 2D 맵과 포인트 클라우드가 캘리브레이션 요구 사항을 충족하는지 확인한 다음 하단 표시줄에서 다음 버튼을 클릭합니다.

캡처한 이미지가 캘리브레이션 요구 사항을 충족하지 않으면 Mech-Eye Viewer 소프트웨어를 열어 카메라의 2D 및 3D 노출 파라미터를 조정하고 다시 이미지를 캡처해야 합니다.

캘리브레이션 보드 설치 및 내부 파라미터 검사

  1. 캘리브레이션 보드 설치 및 내부 파라미터 검사 단계의 1 캘리브레이션 보드 선택 구역에서 캘리브레이션 보드 모델 레이블에 따라 표준 캘리브레이션 보드 모델 파라미터를 설정합니다.

    calib select calib board

  2. 2 캘리브레이션 보드 위치 및 포인트 클라우드 품질 검사 구역에서 캘리브레이션 보드 위치 및 포인트 클라우드 품질 검사 표준을 주의 깊게 읽고 이해하신 후 연속 캡처 버튼을 클릭하십시오. 연속 캡처 버튼이 캡처 중지 및 위치 감지 버튼으로 변경됩니다.

  3. 캘리브레이션 보드를 운반하는 로봇을 적절한 위치로 옮기고, 캘리브레이션 보드가 빨간색 프레임 안에 완전히 들어가고, 캘리브레이션 보드와 카메라 사이의 거리가 권장값에 가능한 한 가깝게 되도록 합니다.

    calib install calib board

  4. 캘리브레이션 보드의 2D 맵과 뎁스 맵이 검사 표준을 충족하는지 확인한 다음 캡처 중지 및 위치 감지 버튼을 클릭합니다.

    캡처한 이미지가 캘리브레이션 요구 사항을 충족하지 않으면 열기Mech-Eye Viewer 버튼을 클릭하여 Mech-Eye Viewer 소프트웨어를 열어 카메라의 2D 및 3D 노출 파라미터를 조정하고 다시 캡처해야 합니다. 파라미터를 조정하기 전에 파라미터 그룹을 'calib’로 전환해야 합니다.

  5. 3 카메라 내부 파라미터 검사 영역에서 내부 파라미터 검사 버튼을 클릭합니다.

  6. 카메라의 내부 파라미터 검사 결과를 확인합니다.

    • 카메라 내부 파라미터 검사에 성공하면 팝업창에서 확인 버튼을 클릭한 후 하단 표시줄에서 다음 버튼을 클릭합니다.

      calib check intri pass

    • 내부 파라미터 검사에 실패한다면 보조원을 그리거나 관련 파라미터를 수정하는 window=_blank 방식으로 캘리브레이션 원 검사 파라미터를 편집하고 내부 파라미터를 다시 검사하십시오.

위의 작업 후에도 내부 파라미터 검사에 성공할 수 없는 경우, 카메라 내부 파라미터에 문제가 있을 수 있으므로 내부 파라미터를 보정하거나 Mech-Mind Robotics 기술 서포트팀에 문의해야 합니다.

로봇 연결

  1. (선택 가능) 로봇 연결 단계에서 인터페이스 서비스를 실행하기 버튼을 클릭합니다. 버튼이 로봇이 연결되기를 기다리는 중...으로 변경됩니다. 툴 바에서 표준 인터페이스 통신 옵션이 이전에 활성화된 경우 이 작업이 필요하지 않습니다.

    calib connect robot standard interface

  2. 로봇의 티치 펜던트에서 자동 캘리브레이션 절차를 선택하고 티치 펜던트를 통해 캘리브레이션 시작점을 설정한 다음 캘리브레이션 절차를 실행합니다.

    프로그램이 성공적으로 시작된 후 로그 바에서 "캘리브레이션 프로세스로 들어갑니다. Mech-Vision에서 캘리브레이션을 시작하십시오"라는 로그가 로그 열에 인쇄됩니다.

  3. Mech-Vision 소프트웨어로 돌아가 로봇 연결 구역에 '연결됨' 상태 메시지가 표시될 때까지 기다린 다음 소프트웨어 하단 표시줄에서 다음 버튼을 클릭합니다.

이동 경로 설정

  1. 이동 경로를 설정하기 단계의 1 캘리브레이션 범위 설정 구역에서 높이 범위 파라미터를 설정합니다.

    calib set robot path eth

    높이 범위 파라미터는 카메라의 권장 작동 거리 범위와 로봇의 작업 공간에 따라 설정해야 합니다.

  2. 자동 생성 버튼을 클릭하고 로봇 경로를 카메라 좌표계에 자동으로 정렬 팝업창에서 확인 버튼을 클릭합니다.

    calib confirm path parameters
    이 작업은 로봇을 살짝 움직여 이미지를 캡처하는데, 전체 과정은 10~15초 정도 소요됩니다. 이동 경로가 안전한지 확인해주십시오. 비상 사태가 발생하면 로봇 티치 펜던트에서 비상 정지 버튼을 누르십시오.

  3. 팝업 된 캘리브레이션 창에서 확인 버튼을 클릭하십시오.

    calib confirm pose

  4. 우측 시나리오 뷰 패널에서 각 웨이포인트의 위치가 합리적이고 주변 환경과 충돌하지 않는지 확인합니다.

    calib view path eth

  5. 파라미터에 따라 경로 생성 버튼을 클릭한 후 하단 표시줄에서 다음 버튼을 클릭합니다.

이미지 및 포즈 가져오기

  1. 이미지 및 포즈 가져오기 단계에서 캘리브레이션 시작 버튼을 클릭합니다.

    calib add image pose

  2. 로봇 이동 안전 수칙을 주의 깊게 읽은 다음 확인 버튼을 클릭합니다.

    calib safety tips

  3. 설정된 경로에 따라 로봇이 움직이고 카메라가 각 웨이포인트의 이미지 캡처를 완료할 때까지 기다립니다. 오른쪽의 이미지 뷰어 패널에 캡처한 이미지가 표시됩니다.

    로봇이 움직일 때 로봇이 사람을 다치게 하지 않도록 로봇 작업 구역에서 멀리 떨어져 계십시오.

  4. 이미지를 캡처 한 후 팝업창에서 확인 버튼을 클릭하십시오.

    calib capture finished

  5. 현재 인식한 캘리브레이션 데이터가 요구 사항을 충족하는지 확인한 다음 하단 표시줄의 다음 버튼을 클릭하십시오.

    calib data requirements

    만족하지 않는 경우, 로봇을 수동으로 이동한 후 (로봇 티치 펜던트로 이동하거나 Mech-Viz를 통해 이동하는 것을 선택할 수 있음), 3 보조 도구 영역에서 더 많은 이미지를 수동으로 추가하기를 선택하고 이미지를 추가하고 플랜지 포즈를 기록하기 버튼을 클릭하여 캘리브레이션 보드 이미지를 추가하고 로봇의 플랜지 포즈를 입력합니다.

외부 파라미터 계산

  1. 외부 파라미터 계산 단계에서 1 외부 파라미터 계산 및 결과 확인 영역의 외부 파라미터 계산 버튼을 클릭합니다.

    calib calculate extri randompose 6 axis

  2. 팝업한 캘리브레이션 성공 다이얼로그 박스에서 확인 버튼을 클릭합니다.

    calib confirm calib result

  3. 하단 표시줄에서 저장 버튼을 클릭하고 팝업한 캘리브레이션 파일 저장 다이얼로그 박스에서 확인 버튼을 클릭합니다. 카메라 캘리브레이션 결과는 프로젝트의 'calibration' 디렉터리에 자동으로 저장됩니다.

    calib save calib result

캘리브레이션 결과의 검증 방법에 대한 자세한 내용은 캘리브레이션 결과 검증 내용을 참조하세요.

이로써 카메라가 Eye To Hand 식으로 설치될 때의 자동 핸드-아이 캘리브레이션을 완료하였습니다.

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