인포메틱스 기반의 로봇 비전 제어 연구
A study on the Control of Robot Vision based Informatics
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 권용진
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 산업공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000018980
- 본문언어 영어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
Recent manufacturing industry has become automation. By using robot for human’s work, production cost has decreased and productivity has increased. Most of the production processes are automated using vision sensor. Vision sensor makes it possible to adapt itself to change and have wide application by using camera on robot that has self-awareness ability. Because of the use of vision sensors, most assembly processes are automated. However, major problem of using vision sensor is that measured coordinate and real coordinate are not corresponded due to distortion. The latest robot uses vision system, which means complicated work and automated tasks are available. Ahead of using vision system, calibration for camera lens distortion is necessary. However, calibration we’re using currently is not effective based on simplicity and cost. Therefore, new one which is on simplicity and low cost is needed. This study is for calibration the distortion using vision sensor and how to get a correct position of work piece. In this paper, it suggests to use precise calibration method with vision sensor. There are a lot of studies concerning distortion improvement since existing distortion calibration methodology is not effective enough in terms of simplicity and cost. This study suggests that new methodology of lens distortion correction using the YAMAHA iVY Robot Vision System. In this paper, it suggests the basic calibration method provided by YAMAHA and ISO calibration method and Grid Map calibration. It can be expected easily calibration effect compared to the existing calibration method. Errors that occurred during experiment, the absence of mainly precision equipment is caused, which the future is a moiety complementing using accurate measuring instruments. Also, a robot used in the experiment, has an Ethernet board, which can be connected at a remote location. Furthermore, implement the Android-based application that can check the status of the robot in real time.
more초록/요약
최근 IT 기술은 급격하게 진보하였고, 이에 따라 로봇의 형태도 비약적으로 진화하고 있다. 현재의 로봇은 사람으로부터 지령, 전달된 작업을 신속히 실행하는 것만 아니라 기억장치에 저장된 정보에 근거해 자동적으로 동작하고 스스로의 위치나 동작을 센서로 감지하고 다음 동작에 반영한다. 특히 컴퓨터 성능의 향상과 기계적 영상처리에 대한 노하우가 쌓이면서 로봇과 비젼 기술의 결합에도 탄력이 붙기 시작하였다. 로봇비젼 및 생산자동화 기술은 시각시스템을 갖춘 로봇을 통한 자동화 기술 및 시스템을 의미하며, 최근 이러한 기술의 확산은 인력을 대체하여 작업 현장의 안정성을 제고하고 품질, 생산성 향상에 크게 기여하고 있다. 하지만 비젼 센서를 이용하는 경우 카메라로부터 들어오는 영상을 분석하여 얻어지는 정보를 활용하기 때문에 무엇보다도 정확한 영상의 획득이 중요하다. 그러나 영상은 적용 시스템의 환경이나 카메라 렌즈의 왜곡 정도에 따라 원래의 영상과는 차이가 있는 변형된 형태의 영상으로 나타나게 된다. 따라서 이러한 오류를 방지하기 위하여 왜곡에 대한 보정 기술의 연구가 필수적으로 요구되어진다. 나아가 IT기술과 로봇 비젼과의 융합을 위해 원격으로 비젼 센서를 관리할 수 있는 기술의 연구도 이루어져야 할 것이다. 이러한 관점에 부합하여 본 논문에서는 자동생산시스템에서 사용되는 비젼 센서의 제어 정확도 향상을 위한 보정 방법에 대해 중점적으로 연구를 수행하였다. 먼저, YAMAHA 로봇셀에서 제공하는 기본적인 보정 방법과 ISO에서 제안하는 보정방법, 본 논문에서 제안하는 Grid Map 보정 방법에 대하여 연구를 수행하였다. 기존의 보정 방법에 비해 쉽고 간단하게 보정 효과를 기대할 수 있다. 실험 진행 중 발생한 오차들은 주로 정밀 계측기의 부재로 인해 발생하였고 이는 향후 정확한 계측장비의 사용을 통해 보완이 가능한 부분이다. 또한 실험에 사용된 로봇은 Ethernet보드를 가지고 있어 원격지에서의 연결이 가능하다. 이에 본 연구에서는 비젼 센서를 원격으로 관리하고 로봇의 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 안드로이드 기반의 어플리케이션을 구현하였다. 어플리케이션은 텔넷 통신을 통하여 로봇을 원격으로 제어할 수 있고 웹캠을 통해 로봇의 현재 상태를 실시간으로 확인이 가능하다. 향후 실제 생산 현장에 사용되는 로봇과도 접목시킬 수 있는 방안을 연구하여야 할 것이다.
more목차
Contents
Chapter 1 Introduction 1
Paragraph 1 The necessity of the research 1
Paragraph 2 Purpose of the study 5
Chapter 2 The theoretical research on calibration of vision sensor 7
Paragraph 1 System configuration 7
Paragraph 2 Measurement of the distortion of the lens 8
Paragraph 3 The study on experimental method 12
Chapter 3 The result on distortion calibration of the vision sensor 17
Paragraph 1 Composition of the study 17
Paragraph 2 The result of YAMAHA calibration 21
Paragraph 3 The result of ISO calibration 26
Paragraph 4 The result of Grid Map calibration 31
Paragraph 5 Additional calibration experiment of CH.1 vision sensor 38
Paragraph 6 Comparison of result and process capability analysis 50
Chapter 4 Application development for the remote calibration and management of the vision sensor 59
Paragraph 1 Summary of the application 59
Paragraph 2 Source code of the application 62
Chapter 5 Conclusion 68
Paragraph 1 Conclusion and consideration 68
Paragraph 2 Future study plans 70
Reference 71
