Ensenso N35로 가구 조립

어플리케이션

로봇이 IKEA 의자를 조립하는 것을 돕기 위하여, "School of Mechanical and Aerospace Engineering" 팀은 3개의 다른 오픈 소스 라이브러리들로 알고리즘을 인코딩하였습니다. 로봇 하드웨어는 사람들이 물체를 장착하는 방법을 시뮬레이션하도록 설계되었습니다. "눈"은 3D 카메라로, "팔"은 6 축으로 움직일 수있는 산업용 로봇 팔로 대체됩니다. 각 팔에는 오브젝트를 집을 수 있는 평행한 그리퍼가 장착되어 있습니다. 힘 센서는 손목에 부착되어 "손가락" 그립이 얼마나 강한지 및 오브젝트가 서로 얼마나 강하게 접촉하는지를 결정합니다.

로봇은 지면에 있는 부품의 3D 이미지를 촬영하여 다양한 구성 요소들의 예상 위치 지도를 생성함으로써, 조립 프로세스를 시작합니다. 이 작업은 Ensenso 3D 카메라로 수행됩니다. 카메라는 인간의 시각을 모방한 "투영된 텍스처 스테레오 비전" 원리 (스테레오 비전)에 따라 작동합니다. 두 대의 카메라는 두 개의 다른 위치에서 같은 장면의 이미지를 획득합니다. 카메라는 동일한 장면 콘텐츠를 보지만 카메라의 투사 광선에 따라 오브젝트 위치가 다릅니다. 특수 매칭 알고리즘은 두 이미지를 비교하고 해당 지점을 검색하며 디스패리티 맵에서 모든 지점 변위를 시각화합니다. Ensenso 소프트웨어는 각 개별 이미지 픽셀 또는 오브젝트 지점 (이 경우 의자 구성 요소들)에 대한 3D 좌표(coordination)를 결정할 수 있습니다.

Ensenso N3로 가구 조립

문제

문제는 혼란스러운 환경에서 가능한 한 정확하고 빠르고 확실하게 구성 요소를 찾는 것입니다. 이것은 Ensenso 카메라의 광집약적(light-intensive) 프로젝터에 의해 보장됩니다. 빛을 많이 사용하는 프로젝터는 어려운 조명 조건에서도 패턴 마스크를 사용하여 오브젝트 표면에 고-대비 텍스처를 생성합니다. IKEA 의자의 구성 요소에서 발견되는, 약하거나 존재하지 않는 오브젝트 표면 구조를 투영된 텍스처로 보완합니다.

이 어플리케이션에는 필요하지 않지만, 여기에 사용된 N35 모델은 한 단계 더 나아갑니다: 통합된 FlexView 프로젝터 기술 덕분에, 구성 요소의 오브젝트 표면에 투영된 패턴을 이동하여 표면의 텍스처를 변경할 수 있습니다. 동일한 오브젝트 장면에서 서로 다른 텍스처를 가진 여러 이미지 쌍을 획득하여 더 많은 이미지 지점들을 생성합니다. 따라서 의자의 구성 요소는 로봇이 쉽게 인식할 수 있도록 훨씬 높은 해상도로 3D로 표시됩니다. 또 다른 장점은 Ensenso 소프트웨어의 로봇 손-눈 보정 기능입니다. 보정 판을 사용하여, 카메라 좌표계 (이 경우 고정 카메라)의 위치가 기본 좌표계 (구성 요소의 위치)에 대해 결정되도록 합니다. 이를 통해, 로봇의 손이 이미지 정보에 정확하게 반응하고 정확히 목적지에 도달할 수 있습니다.

NTU의 Pham Quang Cuong 교수는 "로봇의 경우 이러한 정밀도로 IKEA 의자를 조립하는 것은보기보다 복잡합니다."라고 설명합니다. "사람에게 자연스러울 수 있는 조립 작업은 서로 다른 의자 부품이 어디에 있는지 식별하고 부품을 잡는 데 필요한 힘의 확인, 로봇 팔이 충돌하지 않고 움직이는 지 확인하는 등 여러 단계로 나뉘어야 합니다. 상당한 엔지니어링 노력을 통해 우리는 로봇이 스스로 의자를 조립하는 데 필요한 조치를 취할 수 있도록 알고리즘을 개발했습니다." 결과 : NTU 로봇은 8분 55초 만에 Ikea의 "Stefan"의자를 설치합니다.

Pham Quang Cuong 교수에 따르면 인공 지능은 향후 어플리케이션을 더욱 독립적이고 유망하게 만들 것입니다: "우리는 더 많은 인공 지능을 이 접근법으로 통합하여 로봇을 보다 자율적으로 만들어서, 인간의 시연을 통해 또는 사용 매뉴얼을 읽거나 심지어 조립된 제품의 이미지를 통해 의자를 조립하는 다른 단계들을 배울 수 있도록 하려고 합니다."

NTU Singapore의 과학자들이 개발한 로봇은 특수 로봇 손이나 손가락의 힘과 움직임을 정밀하게 제어해야 하는 로봇 분야인 영리한 조작(clever manipulation)의 연구에 사용됩니다. 이를 위해서는 모든 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소의 완벽한 상호 작용이 필요합니다. Ensenso 스테레오 3D 카메라를 사용한 3D 이미지 처리가 솔루션의 핵심입니다. 이는 정확성뿐만 아니라 경제성과 속도 측면에서도 확신을줍니다.

이것은 가구 조립의 진정한 진전을 이룹니다 - 그리고 이것뿐만이 아닙니다.

Ensenso N35 한눈에 보기. 빠르고 정확한 3D 비전.

  • GigE 인터페이스로 - 다양하고 유연함
  • 컴팩트한, 강력한 알루미늄 하우징
  • IP65/67
  • 글로벌 셔터 CMOS 센서와 패턴 프로젝터, 선택적으로 청색 및 적외선 LED
  • Max. fps (3D): 10 (2x 비닝: 30)와 64 디스패리티 레벨
  • Max. fps (오프라인 처리): 30 (2x 비닝: 70)와 64 디스패리티 레벨
  • 최대 3,000mm (N35)의 작동거리와 다양한 사진 필드를 위해 설계됨
  • 멀티 카메라 모드에서 사용되는 모든 카메라로부터의 데이터로 단일 3D 포인트 클라우드의 출력
  • 다수의 관찰 방향에서 3D 포인트 클라우드의 라이브 구성
  • 미리 보정되어 셋업이 쉽습니다
Ensenso N35
NTU Nanyang Technolocigal University Singapore