캘리브레이션(Calibration) 방법
로봇 캘리브레이션(Calibration)은 이미지 좌표를 월드 좌표로 변환할 수 있도록 합니다. 결과적으로 모든 좌표 결과 값(위치 및 측정 결과)이 계산되고 선택된 단위로 출력됩니다.
로봇 분야에는 어플리케이션을 위한 다양한 캘리브레이션(calibration) 방법이 있습니다.
여기에는 다음이 포함됩니다:
- 캘리브레이션 플레이트(Calibration plate)
- 포인트 페어 리스트(Point pair list)
- 핸드-아이 캘리브레이션(Hand-eye calibration)
- 베이스-아이 캘리브레이션(Base-eye calibration)
로봇 캘리브레이션은 먼저 픽셀을 미터 단위 또는 파운드 단위로 변환하고 왜곡과 기울어진 시야각을 교정합니다. 또한, 카메라 좌표 시스템이 로봇의 좌표 시스템에 적용되므로 센서가 제공하는 위치 데이터를 사용하여 로봇이 좌표 시스템에서 직접 이동하고, 부품을 집는 등의 모션을 취할 수 있습니다.
캘리브레이션(calibration)목표 - 캘리브레이션(calibration)이 중요한 이유
기준 시스템 결정하기
이처럼 비전 센서를 캘리브레이션(Calibration) 하면 로봇의 작업 영역에 있는 제품과 대상물을 정확하고 신뢰성 있게 감지할 수 있습니다.
픽셀 측정 단위 변환
캘리브레이션(Calibration)을 통해 픽셀을 측정 단위로 변환할 수 있으며, 이는 비전 센서의 FOV에서 대상물의 정확한 위치를 결정하는 데 필요합니다.
왜곡 보정
또한 로봇 캘리브레이션(Calibration)을 이용하여 비전 센서의 광학으로 인해 발생하는 왜곡을 보정할 수 있습니다.
기울기 교정
또한 캘리브레이션(Calibration)을 통해 비전 센서와 측정 평면 사이의 기울기를 보정하여 정확한 측정을 보장할 수 있습니다.
월드 좌표 출력
캘리브레이션(Calibration)을 통해 로봇 좌표 시스템에서 월드 좌표를 출력하여 로봇의 작업 영역에서 제품 및 대상물의 정확한 위치를 지정할 수 있습니다.
기준의 정의:
기준 시스템
로봇 캘리브레이션(Calibration)을 이용하여 비전 센서의 광학으로 인해 발생하는 왜곡을 보정할 수도 있습니다.
이처럼 비전 센서를 캘리브레이션(Calibration) 하면 로봇의 작업 영역에 있는 제품과 대상물을 정확하고 신뢰성 있게 감지할 수 있습니다.
캘리브레이션 플레이트(Calibration plate) - 암 또는 고정 위치에 장착된 카메라
이 캘리브레이션(Calibration) 방법을 사용하면 로봇 좌표 시스템의 절대 위치가“캘리브레이션 플레이트(calibration plate)” 방법으로 결정됩니다. 사용자는 측정용 포인트 툴을 사용하여 적용된 기준 표시를 통해 공간에서 플레이트의 위치를 결정할 수 있습니다. 이를 위해 캘리브레이션 플레이트(calibration plate)의 이미지를 하나 이상 촬영하고 네 개의 기준 표시를 티치 인(teach in)합니다. 이렇게 결정된 좌표값은 VISOR® 구성 소프트웨어에 입력됩니다. 이 티치 인(teach in)프로세스는 로봇 센서의 이미지 좌표를 로봇의 월드 좌표로 변환합니다.
캘리브레이션(Calibration) 후 로봇은 센서 좌표를 즉시 처리할 수 있으므로 로봇 측의 프로그래밍 작업이 크게 줄어듭니다. 감지할 부품의 기하학적 구조가 변경될 경우 나중에 캘리브레이션(Calibration)을 쉽게 조정할 수 있습니다. 이러한 방식으로 다양한 자동 그리퍼의 교정 및 측정과 캘리브레이션 플레이트(calibration plate) 사이의 높이 오프셋(Z 오프셋)을 고려할 수 있습니다. 이 방법은 진동 부품에서 부품을 잡거나(Picking) VISOR® Robotic이 장착된 고정 위치를 이용한 컨베이어벨트에서 부품을 선택하는 경우에도 적합합니다.
포인트 페어 리스트(Point pair list)
캘리브레이션(calibration) 방법의 하나인 "포인트 페어 리스트(point pair list)" 는 작업 대상물에 대한 캘리브레이션(calibration)이기 때문에 캘리브레이션 플레이트(calibration plate)가 필요하지 않습니다. 실제 부품은 VISOR®의 FOV에 배치되고 이미지(px)의 부품 좌표가 결정되어 로봇 좌표 시스템의 해당 위치("월드 좌표계")에 연결됩니다. 이러한 포인트 페어(point pairs) 중 여러 개를 사용하여 캘리브레이션(calibration)을 계산할 수 있습니다.
센서 캘리브레이션(calibration) 후 로봇이 잡을 부품의 위치는 로봇의 절대 좌표 시스템에서 직접 확인할 수 있습니다. 캘리브레이션(calibration) 방법은 픽셀에서 측정 단위로의 변환, 왜곡 보정, VISOR® 와 측정 평면 사이의 기울기 보정, 로봇 좌표 시스템의 월드 좌표 출력값을 제공합니다.
핸드-아이 캘리브레이션(Hand-eye calibration) - 암에 장착하는 카메라
"핸드-아이 캘리브레이션(Hand-eye calibration)" 은 대상물의 자동 움켜잡기(gripping) 또는 나사 조이기(screwing) of 와 같이 로봇 암에 장착된 센서를 캘리브레이션(calibration) 할 수 있는 효과적인 방법을 말합니다.
이 방법의 가장 큰 장점은 로봇 암에 카메라가 장착된 어플리케이션의 경우 유연성이 강조되며 로봇 작업 공간에서 작업 공간을 이동할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 높은 수준의 유연성을 얻을 수 있습니다. 이러한 이점을 최대한 활용하기위해 "트리거 로봇 공학(Trigger Robotic)" 과 같은 특수 기능을 사용하여 VISOR® 에 변경된 위치를 알릴 수 있습니다. 그 다음엔 이 새로운 위치를 고려하여 모든 계산이 수행됩니다. 캘리브레이션(Calibration) 자체는 더 정확해지지는 않지만 정확한 위치는 처음부터 성공적인 캘리브레이션(Calibration)의 필수적인 조건임을 잊지 말아야 합니다.
핸드-아이 캘리브레이션(hand-eye calibration)의 또 다른 주요 장점은 100% 자동화할 수 있다는 점입니다. 이를 통해 정기적인 점검(검증)은 물론 로봇 충돌 시전문 기술에 의존할 필요 없이 최단 시간 내에 시스템을 다시 가동할 수 있는 효율적인 솔루션을 제공합니다.
일반적인 캘리브레이션(calibration) 방법과는 달리, 캘리브레이션(calibration) 중 센서의 FOV와 로봇의 작업 영역은 반드시 핸드-아이 캘리브레이션(Hand-eye calibration)에서와 동일할 필요는 없습니다. 즉, 사용자는 센서를 하나의 위치에서 캘리브레이션(calibration) 한 다음 로봇 작업 영역의 다른 위치에서도 사용할 수 있습니다. 트리거를 통해 사용자는 로봇의 현재 위치를 VISOR® Robotic 으로 전송하여 정밀한 캘리브레이션(calibration)을 수행할 수 있습니다. 이 기능은 공간적인 조건으로 인해 캘리브레이션 플레이트(calibration plate)를 배치할 수 없는 경우에 특히 유용합니다. 따라서 핸드-아이 캘리브레이션(Hand-eye calibration) 은 로봇 암의 센서의 정확도를 개선하는 유연하면서도 신뢰할 수 있는 방법입니다. 일반적인 용도는 적재 캐리어를 비우는 것에 사용될 수 있습니다.
핸드-아이 캘리브레이션(Hand-eye calibration)은 더 이상 수동으로 실제 지점에 접근하거나 부품을 잡을 필요가 없습니다. 로봇의 TCP(Tool centre point)를 참조하여 전체 좌표 시스템을 매핑하려면 로봇 암에 부착된 캘리브레이션 플레이트(Calibration plate)의 이미지를 서로 다른 위치에서 10개 이상 촬영해야 합니다. 필요한 경우, 비전 센서의 결과 지점을 원하는 로봇 작업 지점으로 수학적 계산을 통해 이동시키기 위해 "결과 오프셋"을 추가로 사용할 수 있습니다. 예를 들어 로봇의 그립 지점이 조종 중일 때 비전 센서에 컵의 윤곽을 학습시킬 수 있습니다.
베이스-아이 캘리브레이션(Base-Eye Calibration) - 고정 장착 카메라
센소파트의 "베이스-아이 캘리브레이션(base-eye calibration)" 은 그리퍼 부품을 미세 포지셔닝 할 경우 사용됩니다. 비전 센서가 고정된 위치에 장착하는 어플리케이션에 적합한 보정 방법입니다.기존의 캘리브레이션(calibration) 방법과 달리, 더 이상 수동으로 실제 지점에 접근하거나 부품을 움켜잡을 필요가 없습니다. 전체 좌표 시스템을 매핑하려면 서로 다른 위치에서 캘리브레이션 플레이트(calibration plate)의 이미지를 10개 이상 촬영해야 합니다. 필요한 경우, 비전 센서의 결과 지점을 원하는 로봇 작업 지점으로 수학적 계산을 통해 이동시키기 위해 "결과 오프셋"을 추가로 사용할 수 있습니다. 카메라의 작업 공간에 도달한 후에 각 구성 요소가 센서 앞에 잠시 멈추고 그에 따라 정확한 위치가 수정됩니다. 예를 들어, 그 다음 작업 단계에서 부품을 내려놓을 경우 그에 맞춰 그리퍼 위치가 수정됩니다. 이는 로봇의 그립 지점이 조종 중일 때 비전 센서에 컵의 윤곽을 학습시킬 수 있습니다. 일반적인 어플리케이션에서는 적재 캐리어에서 피킹(picking) 작업을 하고 자동 그리핑(gripping) 지점 오프셋을 보정합니다.
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