애플리케이션 사이클 타임 개선 가이드
이 부분에서는 3D 비전 가이드 애플리케이션의 각 처리 단계의 사이클 타임을 개선하는 방법을 소개합니다.
이미지 캡처
노출 시간 단축
안정적인 이미지 품질을 확보하는 동시에 Mech-Eye Viewer 소프트웨어를 사용하여 노출 횟수를 최대한 줄이고 노출 시간을 최대한 단축하세요.
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3D 이미지의 경우, 노출 횟수가 적고 노출 시간이 짧을수록 사이클 타임도 짧아집니다.
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2D 이미지의 경우, 노출 모드의 시간 소비 순서는 다음과 같습니다: Flash < Timed < Auto. 2D 이미지가 필요하지 않거나 프로젝트의 요수 사항이 충족되는 경우, Flash 모드를 선택할 수 있습니다.
| 노출 시간을 줄이기 위해 이미지 품질을 떨어뜨리면 안 된다는 점에 유의하세요. 복잡한 구조를 가진 금속 조각이나 세부적인 특징이 많은 물체를 인식하려면, 2D 노출 모드로 전환하고 2~3가지 3D 노출 시간을 설정하여 더 많은 정보를 담은 이미지를 촬영하는 것이 좋습니다. |
2D/3D 노출 파라미터를 조정하는 설명은 이미지 획득 속도 향상 및 카메라 파라미터에 관한 설명 내용을 참조하십시오.
또한, 노출 시간이 너무 긴 경우 외부 광원을 추가하여 노출 시간을 줄이고 촬영 속도를 개선하는 것도 고려해 볼 수 있습니다.
Mech-Eye Viewer 소프트웨어와 카메라 펌웨어를 최신 버전으로 업그레이드
뎁스 맵과 포인트 클라우드의 생성 속도가 빨라지고 카메라의 이미지 캡처 속도가 향상되도록 Mech-Mind Robotics는 Mech-Eye Viewer 소프트웨어와 카메라 펌웨어를 지속적으로 최적화하고 있습니다.
따라서 Mech-Eye Viewer 소프트웨어와 카메라 펌웨어를 최신 버전으로 업그레이드하는 것이 좋습니다.
ROI와 뎁스 범위 조정
프로젝트에 요구하는 최대 FOV에 따라 Mech-Eye Viewer 소프트웨어에서 ROI와 뎁스 범위를 설정하고 불필요한 영역과 뎁스 데이터를 제거하여 카메라가 이미지를 생성하는 데 걸리는 시간을 줄입니다.
ROI와 뎁스 범위를 조정하는 설명은 카메라 파라미터에 관한 설명 내용을 참조하십시오.
카메라의 데이터 전송 속도 확인
데이터 전송 속도는 카메라가 실행 중일 때 표시됩니다. 정상적인 값 범위는 700~800Mbps입니다.
Mech-Eye Viewer 소프트웨어를 통해 카메라를 연결한 후, 데이터 수집 영역에서 이미 연결된 카메라의 데이터 전송 속도를 확인할 수 있습니다.
데이터 전송 속도가 너무 낮은 경우, 네트워크 스위치, IPC 및 기타 장치가 산업용 기가비트 네트워크 전송 표준을 충족하는지 확인하세요.
| 데이터 전송 속도는 데이터가 전송될 때만 표시됩니다. 또한 전송할 데이터량이 적을 경우 데이터 전송 속도가 상대적으로 낮아질 수 있습니다. |
카메라 교체
비전 솔루션 설계 단계에서는 카메라의 작업 범위를 고려하는 것 외에도 다양한 카메라 제품의 일반적인 캡처 시간 차이에도 주의해야 합니다. '일반적인 캡처 시간' 파라미터에 과한 상세한 설명은 카메라 기술 사양 내용을 참조하십시오.
현재 애플리케이션의 사이클 타임이 프로젝트 요구 사항을 충족할 수 없고 다른 방법으로도 애플리케이션의 전체 사이클 타임을 효과적으로 최적화할 수 없다면, 카메라를 교체하여 개선을 고려할 수 있습니다.
비전 처리
스텝 실행 가속화
카메라에서 이미지를 캡처하기
Mech-Vision 프로젝트에서 '카메라에서 이미지를 캡처하기' 스텝은 가장 중요한 스텝 중 하나이며 일반적으로 전체 실행 시간의 약 40%를 차지합니다. 이 스텝을 최적화하면 후속 처리 속도가 크게 향상될 수 있습니다. 이 스텝의 실행 시간을 줄이기 위한 구체적인 설정 사항은 다음과 같습니다.
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프로젝트에 2D 처리가 필요하지 않은 경우, '카메라 컬러 맵' 포트를 연결하지 않으면 후속 단계의 처리 시간을 단축할 수 있습니다.
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프로젝트가 Mech-Viz 소프트웨어를 사용하지 않는 경우, 이미지 획득이 완료된 후 즉시 고정 지점으로 이동하도록 로봇에 알림을 보낼 수 있습니다. 이를 통해 로봇이 이동을 시작하기 전에 비전 결과를 기다리는 것을 방지하여 전체 속도와 효율성을 최적화할 수 있습니다. 이 방법을 사용하려면 비전 시스템과 로봇 프로그램의 협력이 필요합니다.
포인트 클라우드 처리 관련 스텝
Mech-Vision 프로젝트에서는 포인트 클라우드 처리가 핵심 단계 중 하나입니다. 포인트 클라우드 처리를 최적화하면 전체 처리 속도와 효율성을 크게 개선할 수 있습니다. 개선을 위한 몇 가지 제안 사항은 다음과 같습니다.
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불필요한 포인트 클라우드 제거
'3D ROI 내의 포인트 클라우드를 추출하기' 스텝 중의 '3D ROI 설정' 도구를 사용합니다. 3D ROI를 설정하면 대상 영역의 포인트 클라우드만 추출하고 필요하지 않는 배경 포인트 클라우드는 제거할 수 있습니다. 이를 통해 근사 매칭과 상세 매칭을 포함한 후속 포인트 클라우드 처리에 걸리는 시간을 줄이는 데 도움이 됩니다.
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포인트 클라우드 다운 샘플링
고밀도 포인트 클라우드가 필요하지 않은 프로젝트의 경우, '포인트 클라우드 다운 샘플링' 스텝을 사용하는 것을 고려할 수 있습니다. 포인트 클라우드 중의 포인트 수를 줄이면 처리 속도가 크게 향상될 수 있으며, 특히 가장자리 매칭이나 가장 높은 층의 마스크를 획득할 때 효과가 큽니다.
매칭 관련 스텝
Mech-Vision 프로젝트에서는 3D 매칭을 통해 인식을 수행하는 것이 일반적인 처리입니다. 매칭 과정을 최적화하면 인식의 속도와 정확성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 개선을 위한 몇 가지 제안 사항은 다음과 같습니다.
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근사 매칭 및 상세 매칭
근사 매칭: 처음에 대략적 매칭은 공간 포인트 클라우드에서 모델 포인트 클라우드의 대략적 위치를 계산하기 위해 수행됩니다. 이 단계에서는 매칭 가능성이 있는 영역을 빠르게 식별하여 이후의 정확한 매칭을 위한 기반을 제공합니다.
상세 매칭: 근사 매칭의 결과를 기반으로 정밀 매칭을 수행하여 모델과 공간 포인트 클라우드 간의 매칭을 정확하게 계산합니다. 정확한 물체 인식과 위치 지정을 위해, 상세 매칭 단계에서는 더욱 복잡한 알고리즘과 디테일한 포인트 클라우드 정보를 사용합니다.
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매칭 모드 선택
가장자리 매칭 및 표면 매칭: 대상 물체의 특징에 따라 적합한 매칭 모드를 선택해야 합니다. 선명한 가장자리와 윤곽이 있는 대상 물체의 경우, 가장자리 매칭은 일반적으로 더 빠른 매칭 속도와 더 정확한 결과를 제공할 수 있습니다. 더욱 복잡한 구조를 가진 대상 물체의 경우, 표면 매칭을 통해 더 나은 매칭 결과를 얻을 수 있습니다.
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다중 대상 물체 매칭 최적화
대상 물체를 매칭시킬 때, 매칭 결과의 품질을 보장하는 전제에서 근사 매칭과 상세 매칭의 '각 포인트 클라우드에서 감지된 최대 포즈 수' 파라미터 값을 적당히 낯출 수 있습니다. 이렇게 하면, 시스템 과부하 및 처리 효율성 저하 등 문제를 방지하여 매칭 속도 및 시스템 응답 속도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
경로 계획
| Mech-Viz에서 파라미터를 잘못 설정하면, 충돌이 쉽게 발생합니다. 파라미터를 수정할 때는 철저한 테스트를 수행해야 합니다. |
시간 계획 최적화
EIH 시나리오의 경우 로봇이 대상 물체를 피킹한 직후에 이미지를 캡처하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면, 로봇은 이미지 캡처 중에만 일시 멈추고, 이미지 캡처 후 배치 작업을 바로 시작할 수 있습니다. 로봇이 대상 물체를 배치하는 동안, 백그라운드에서 데이터가 처리되어 로봇이 물체를 배치한 후 다음 대상 물체를 빠르게 피킹할 수 있습니다.
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로봇이 피킹 물체를 배치하는 데 걸리는 실행 시간이 비전 처리와 피킹 포즈 출력에 걸리는 시간보다 짧을 경우, 로봇은 멈추고 기다려야 합니다. |
ETH 시나리오의 경우 로봇이 대상 물체를 피킹하고 카메라의 FOV에서 벗어난 후에 이미지를 캡처하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면, 이미지 획득을 위해 로봇을 멈출 필요가 없을 수도 있습니다. 로봇이 움직이는 동안 백그라운드에서 데이터 처리가 수행되므로 로봇은 배치를 완료한 후 다음 대상 물체를 피킹할 수 있습니다.
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로봇이 대기해야 하는지 여부는 다음 두 작업 중 어느 작업이 더 오래 걸리는지에 따라 달라집니다.
로봇이 움직이는 데 걸리는 시간이 더 길면, 로봇은 멈추거나 기다릴 필요가 없습니다. 이미지 캡처, 이미지 처리 및 피킹 포즈 출력에 걸리는 총 시간이 더 길면, 로봇은 멈추고 대기해야 합니다. |
일부 상자 디팔레타이징 애플리케이션의 경우, 매번 피킹한 후 다른 상자의 위치가 변경되지 않도록 하면서 'Capturing a single image to achieve the picking of multiple objects' 솔루션을 사용할 수 있습니다. 즉, Mech-Vision은 한 번에 여러 개의 대상 물체를 인식하고 모든 포즈를 제공할 수 있으며, 로봇은 인식된 모든 상자를 여러 번에 나눠서 피킹할 수 있습니다. 이렇게 하면 이미지 캡처에 걸리는 시간을 대폭 단축할 수 있습니다. 또한 그리퍼가 충분히 큰 경우, 여러 상자를 동시에 피킹하여 피킹 효율성을 더욱 향상시킬 수도 있습니다.
피킹이 반복되는 시나리오의 경우, 비전 결과를 획득하기까지의 대기 시간을 줄이는 것이 좋습니다. 시스템의 신속한 응답과 효율적인 실행을 보장하기 위해 대기 시간을 50ms 미만으로 제한하는 것이 좋습니다.
그리퍼 및 신호 계획 최적화
개선을 위한 몇 가지 제안 사항은 다음과 같습니다.
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그리퍼를 열고 닫은 후의 대기 시간을 줄입니다.
대기 시간이 너무 짧으면, 대상 물체를 피킹하지 못하거나 배치가 불안정해질 수 있습니다. 피킹과 배치 작업의 안정성을 확보하기 위해 대기 시간을 수정할 때 철저한 테스트를 진행해야 합니다. -
진공 그리퍼를 미리 열어두십시오.
진공 그리퍼가 미리 열려 있는지 확인하세요. 이렇게 하면 피킹 중의 사이클 타임을 개선하고 다른 대상 물체와의 접촉으로 인한 충격을 피할 수 있습니다.
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이동 과정에서 그리퍼를 열거나 닫는 신호를 수정하십시오.
로봇이 움직일 때 그리퍼를 열거나 닫는 신호를 동적으로 수정하면 움직임을 원활하게 하고 걸림을 줄여 프로젝트의 전체 사이클 타임을 최적화할 수 있습니다.
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그리퍼 모델을 단순화하십시오.
충돌 감지를 위해 불필요한 부분을 제거하기 위해 그리퍼 모델을 최적화하면 Mech-Viz 충돌 계산에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있습니다. 이는 계산 속도와 시스템 전체 응답 효율성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
시나리오 계획 최적화
개선을 위한 몇 가지 제안 사항은 다음과 같습니다.
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시나리오 모델을 단순화하십시오.
충돌 감지의 정확도를 떨어뜨리지 않으면서 복잡한 시나리오 모델을 단순화하는 것을 고려해 보세요. 시나리오에서 복잡한 기하학적 입체나 중요하지 않은 세부 사항을 줄이면 Mech-Viz 충돌 계산에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
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동적 빈을 고정 빈으로 바꿉니다.
고정된 빈을 사용하면 빈 위치를 자주 업데이트할 필요가 없습니다. 이 방법은 로딩 위치가 상대적으로 변하지 않는 시나리오에 적용됩니다. 고정된 빈을 사용하면 경로 계획 시 시나리오의 변화에 대한 로봇의 응답 시간을 줄여 계획 시간을 단축하고 실행 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
이 방법을 사용하려면 로딩 위치가 변하지 않은 것을 확보해야 합니다.
경로 계획 최적화
개선을 위한 몇 가지 제안 사항은 다음과 같습니다.
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적합한 중간점을 설정하십시오.
중간점은 픽 포인트 및 배치 포인트에 최대한 가깝도록 하고, 불필요한 중간점은 줄여 보세요. 중간점의 위치를 최적화하면 픽 앤 플레이스 중에 로봇의 불필요한 움직임을 줄일 수 있고, 이로써 경로 계획의 효율성과 전체 사이클 타임을 개선할 수 있습니다.
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로봇 6번째 축의 회전을 최소화하십시오.
일부 로봇의 6번째 축이 느리게 회전하므로 경로 계획 시 이러한 동작을 최소화하기 위한 노력이 필요합니다. 그리퍼의 대칭성과 대상 물체의 배치 위치를 적절히 설계함으로써 6번째 축에 대한 의존도를 줄여 로봇의 작업 속도와 사이클 타임을 개선할 수 있습니다.
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중간점의 회전 반경을 늘려 보십시오.
중간점을 설정할 때 회전 반경을 늘리면 로봇의 움직임에 대한 더 매끄럽고 연속적인 경로를 만들 수 있습니다. 이는 로봇의 가속 및 감속 시간을 줄여 전반적인 이동 속도와 경로 계획 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
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Z축의 리프팅 높이를 낮추십시오.
경로 계획 및 안전에 영향을 미치지 않는 한 피킹 후 로봇 Z축의 리프팅 높이를 최대한 줄여 보십시오. 이는 로봇의 상대적 이동 거리를 줄여 이동 시간을 단축하고 사이클 타임을 개선할 수 있습니다.
로봇 픽 앤 플레이스
픽 앤 플레이스 작업 시 로봇의 절대 정확도가 보장되어야 합니다. 유지 관리자는 로봇을 정기적으로 점검해야 합니다.
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로봇 베이스가 흔들리는지 확인하세요. 흔들리면, 로봇 사용을 즉시 정지하고 베이스를 다시 고정해야 합니다.
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로봇의 영점 위치가 옵셋되어 있는지 확인하세요. 영점 위치의 옵셋은 로봇의 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 로봇의 절대 정확도에 관한 상세한 설명은 로봇 절대 정확도를 확인 내용을 참조하십시오.