KR20060104304A - Recognition method of operation object for automatic welding using three dimensional marker measuring method - Google Patents

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KR20060104304A
KR20060104304A KR1020050026348A KR20050026348A KR20060104304A KR 20060104304 A KR20060104304 A KR 20060104304A KR 1020050026348 A KR1020050026348 A KR 1020050026348A KR 20050026348 A KR20050026348 A KR 20050026348A KR 20060104304 A KR20060104304 A KR 20060104304A
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김성엽
윤호중
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명은 3D 마커 계측방법을 이용한 용접 자동화 작업대상물의 인식방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for recognizing a welding automation workpiece using a 3D marker measuring method.

본 발명은 메인갠트리(1)에 3D 마커계측카메라(5)가 설치된 갠트리(4)를 이동 가능하게 설치하고 작업정반(2)위에 실제 작업대상물(3)을 안착하여 상기 메인갠트리(1)의 일측에 상기 갠트리(4)를 위치시키는 작업대상물 고정단계; 상기 작업정반(2)위에 안착된 작업대상물(3)의 특징이 표시 가능하게 잘 나타나는 임의의 위치에 다수의 3D 마커를 부착하는 3D 마커 설치단계; 상기 작업대상물(3)에 3D 마커를 부착한 후 3D 마커계측카메라(5)를 이동시켜 작업정반(2) 전체 영역에 대한 촬영을 실시하는 3D 마커 계측단계; 상기 촬영된 이미지들로부터 계측된 3D 마커의 데이터들을 이용하여 작업정반(2)위의 작업대상물(3)들에 대한 3D 마커의 3차원 위치값을 계산하고 상기 계산된 결과를 미리 설정된 3D 마커 분류기준에 따라서 자동으로 작업대상물(3)별 3D 마커군들을 형성하는 3D 마커군 형성단계; 상기 형성된 3D 마커군들과 실제 작업대상물(3)의 캐드 데이터를 매칭시켜 상기 매칭된 결과로부터 3D 마커 및 작업대상물(3)들의 형상정보를 비교하여 형상기준점과 3D 마커 위치간의 위치 변환관계를 자동으로 계산하는 위치정보 판단단계; 상기 계산된 위치 변환관계를 이용하여 작업대상물(3)의 작업위치를 변경하고 그 결과로부터 가상 작업대상물(3)에 대한 실제 캐드 데이터간의 오차가 가장 적은 위치를 실제 작업대상물(3)의 위치로 간주하여 결정하는 작업대상물(3)의 위치결정단계로 이루어지는 것 을 특징으로 한다.The present invention is installed to the gantry (4) installed in the main gantry (3) 3D marker measurement camera (5) to move and to seat the actual workpiece (3) on the work surface (2) of the main gantry (1) A work object fixing step of positioning the gantry 4 on one side; A 3D marker installation step of attaching a plurality of 3D markers at an arbitrary position where the features of the work object 3 seated on the work table 2 can be displayed well; A 3D marker measuring step of attaching a 3D marker to the work object 3 and then moving the 3D marker measurement camera 5 to photograph the entire work surface 2; Using the data of the 3D markers measured from the photographed images, the 3D position values of the 3D markers for the workpieces 3 on the work table 2 are calculated, and the calculated result is classified into a preset 3D marker. A 3D marker group forming step of automatically forming 3D marker groups for each work object 3 according to a standard; Match the CAD data of the formed 3D marker groups and the actual workpiece 3, and compare the shape information of the 3D marker and the workpiece 3 from the matched result to automatically determine the position transformation relationship between the shape reference point and the 3D marker position. Location information determining step of calculating; The work position of the workpiece 3 is changed using the calculated position transformation relationship, and the position where the error between the actual CAD data with respect to the virtual workpiece 3 is the smallest from the result is the position of the actual workpiece 3. Characterized in that it consists of the positioning step of the workpiece (3) to be considered and determined.

본 발명은 수평 부재의 형상이 같을 경우 서로 다른 작업대상물을 동일 대상물로 인식할 가능성이 없어지며 일반적으로 2D 비전은 수평 방향의 투영 영상을 측정하므로 부재의 3D 캐드 데이터가 2D 데이터로 변경하는 과정에서 손실되는 높이데이터로 인해 발생 가능한 인식 오류의 가능성을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 다음으로 계측되는 3D 마커의 개수를 확장할 수 있으므로 계측 위치 정밀도 또한 크게 향상시킬 수 있다.According to the present invention, when the horizontal members have the same shape, there is no possibility of recognizing different workpieces as the same object. In general, 2D vision measures a projection image in a horizontal direction, and thus, in the process of changing 3D CAD data of a member into 2D data, In addition to greatly reducing the likelihood of recognition errors that may occur due to the missing height data, the number of next 3D markers to be scaled up can be greatly improved, thereby improving measurement position accuracy.

또한, 작업대상물 형상정보의 기준위치를 정확하게 이용가능하므로 작업결과의 정밀도 역시 크게 향상되며 이와 함께 기존의 X, Y 오차 보정 이외에도 Z방향 및 X,Y,Z 방향의 회전에 대한 자동 오차 보상이 가능할 뿐 아니라 작업대상물 위치의 정밀도 향상으로 인해 로봇 용접 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, since the reference position of the shape information of the workpiece can be used accurately, the accuracy of the work result is greatly improved, and in addition to the conventional X and Y error correction, automatic error compensation for rotation in the Z direction and X, Y, and Z directions is possible. In addition, the robot welding quality can be improved by improving the accuracy of the workpiece position.

Description

3차원 마커 계측방법을 이용한 용접 자동화 작업대상물의 인식방법{Recognition method of operation object for automatic welding using three dimensional marker measuring method}Recognition method of operation object for automatic welding using three dimensional marker measuring method}

도 1은 본 발명의 인식방법을 설명하기 위한 도면1 is a view for explaining the recognition method of the present invention

도 2는 본 발명의 측정방법을 설명하기 위한 도면 2 is a view for explaining a measuring method of the present invention

도 3은 종래의 측정방법을 설명하기 위한 도면3 is a view for explaining a conventional measuring method

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 메인갠트리 2 : 작업정반 1: Main gantry 2: Work table

3 : 작업대상물 4 : 갠트리 3: work object 4: gantry

5 : 3차원 마커계측카메라 5: 3D marker measurement camera

본 발명은 3D 마커 계측방법을 이용한 용접 자동화 작업대상물의 인식방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for recognizing a welding automation workpiece using a 3D marker measuring method.

본 발명은 작업 대상물을 3차원 마커계측카메라를 이용하여 작업 위치에 배치된 용접 자동화 작업대상물들의 특정 지점에 놓여진 3D 마커를 계측함으로서 이 들로부터 작업대상물 각각의 실제 배치위치를 용이하게 파악할 수 있도록 한 것이다.The present invention is to measure the 3D marker placed at a specific point of the welding automation workpieces placed at the working position by using the three-dimensional marker measurement camera to facilitate the identification of the actual placement position of each workpiece from these. will be.

종래의 용접 자동화 작업대상물의 인식방법은 2D 비전 카메라를 특정 위치에 설치한 다음 작업대상물을 촬영하여 영상을 얻어낸 후, 이를 DB의 2D 캐드 데이터의 비교(패턴 매칭 등)과정을 통해서 부재를 결정하는 것이 일반적인 경우였다. 그러나, 3D 데이터를 2D화하는 과정에서 수직 부재들에 대한 데이터가 손상되고 작업대상물 수평부재의 형상이 유사한 경우 작업대상물 판단에 오류가 발생되어 실제로 다른 부재를 동일한 부재로 판단하는 경우가 발생하는 문제점이 있다.Conventional welding automation object recognition method is to install a 2D vision camera at a specific position and then take a photograph of the object to obtain an image, and then to determine the member by comparing the 2D CAD data of the DB (pattern matching, etc.) process It was a common case. However, in the process of 2D converting the 3D data, when the data on the vertical members are damaged and the shape of the horizontal member of the workpiece is similar, an error occurs in the determination of the workpiece, and thus, the other member is actually judged as the same member. There is this.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 도 3에서와 같이 기존의 작업대상물 인식 방법은 다수의 2D 비전 카메라를 이용하여 각각의 영역을 촬영하고 이렇게 얻어진 영역별 영상들을 합성하여 작업정반 전체의 영상을 얻는다. 이렇게 얻어진 전체 영상의 데이터와 DB내의 작업 대상물의 캐드 데이터 간의 패턴 인식을 통하여 영상내의 작업대상물을 결정하고 최종적으로는 그 위치를 결정하는 방식이다. 이때 작업대상물 자체의 결정에는 큰 문제가 없으나, 작업대상물의 위치 정밀도 향상을 위해서는 카메라의 해상도를 높여야 한다. 또한 카메라와 작업대상물 간의 거리, 카메라의 설치 위치, 방향 및 촬영각도등의 미세한 변화에도, 각각에서 얻어지는 영상에 대한 영향이 발생하여, 해상도와 무관하게 위치 정밀도에 영향을 미친다. More specifically, as shown in FIG. 3, the conventional work object recognition method photographs each region using a plurality of 2D vision cameras, and synthesizes the images for each region so as to obtain an image of the entire work surface. The work object in the image is determined through the pattern recognition between the data of the entire image and the CAD data of the work object in the DB, and finally the position thereof is determined. At this time, there is no big problem in determining the workpiece itself, but in order to improve the positional accuracy of the workpiece, the resolution of the camera must be increased. In addition, even minute changes such as the distance between the camera and the workpiece, the installation position, the direction, and the shooting angle of the camera also affect the images obtained from each other, which affects the position accuracy regardless of the resolution.

또한 이 방법은 작업 부재의 Z 방향 투영 데이터만으로 비교를 하기 때문에 투영 데이터가 유사한 부재간에 인식 오류 발생 가능성이 크다.In addition, since this method compares only the projection data in the Z direction of the working members, there is a high possibility of recognition errors between members having similar projection data.

본 발명은 작업 대상물을 3차원 마커계측카메라를 이용하여 작업 위치에 배치된 용접 자동화 작업대상물들의 특정 지점에 놓여진 마커를 계측함으로서 이들로부터 작업대상물 각각의 실제 배치위치를 용이하게 파악할 수 있도록 함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to measure the marker placed at a specific point of the welding automation workpieces placed at the working position by using the three-dimensional marker measuring camera to easily determine the actual placement position of each workpiece from them. It is done.

이를 위해 본 발명은 메인갠트리에 3D 마커계측카메라가 설치된 갠트리를 이동 가능하게 설치하고 작업정반위에 실제 작업대상물을 안착하여 상기 메인갠트리의 일측에 상기 갠트리를 위치시키는 작업대상물 고정단계; 상기 작업정반위에 안착된 작업대상물의 특징이 표시 가능하게 잘 나타나는 임의의 위치에 다수의 3D 마커를 부착하는 3D 마커 설치단계; 상기 작업대상물에 3D 마커를 부착한 후 3D 마커계측카메라를 이동시켜 작업정반 전체 영역에 대한 촬영을 실시하는 3D 마커 계측단계; 상기 촬영된 이미지들로부터 계측된 3D 마커의 데이터들을 이용하여 작업정반위의 작업대상물들에 대한 3D 마커의 3차원 위치값을 계산하고 상기 계산된 결과를 미리 설정된 3D 마커 분류기준에 따라서 자동으로 작업대상물별 3D 마커군들을 형성하는 3D 마커군 형성단계; 상기 형성된 3D 마커군들과 실제 작업대상물의 캐드 데이터를 매칭시켜 상기 매칭된 결과로부터 3D 마커 및 작업대상물들의 형상정보를 비교하여 형상기준점과 3D 마커 위치간의 위치 변환관계를 자동으로 계산하는 위치정보 판단단계; 상기 계산된 위치 변환관계를 이용하여 작업대상물의 작업위치를 변경하고 그 결과로부터 가상 작업대상물에 대한 실제 캐드 데이터간의 오차가 가장 적은 위치를 실제 작업대상물의 위치로 간주하여 결정하는 작업대상물의 위치결정단계로 이루어지는 3차원 마커 계측방법을 이용한 용접 자동화 작업대상물의 인 식방법을 제공함으로서 상기 목적을 달성하고자 한다.To this end, the present invention is to install a gantry 3D marker measuring camera installed in the main gantry to move and the work object fixing step of positioning the gantry on one side of the main gantry by seating the actual work object on the work surface; A 3D marker installation step of attaching a plurality of 3D markers at an arbitrary position where the features of the workpiece placed on the work surface can be displayed well; A 3D marker measurement step of attaching the 3D marker to the work object and moving the 3D marker measurement camera to photograph the entire work surface area; Using the data of the 3D markers measured from the photographed images to calculate the three-dimensional position value of the 3D markers for the work object of the work orientation and automatically calculates the calculated results according to the preset 3D marker classification criteria A 3D marker group forming step of forming 3D marker groups for each object; Position information determination for automatically calculating the position transformation relationship between the shape reference point and the 3D marker position by matching the formed 3D marker group and the CAD data of the actual workpiece by comparing the shape information of the 3D marker and the workpiece from the matched result step; Positioning of the workpiece to change the working position of the workpiece by using the calculated position conversion relationship, and determine the position of the workpiece having the smallest error between the actual CAD data for the virtual workpiece as the position of the actual workpiece from the result. The object of the present invention is to be achieved by providing a method for recognizing a welding automation workpiece by using a three-dimensional marker measuring method.

본 발명은 메인갠트리(1)에 3D 마커계측카메라(5)가 설치된 갠트리(4)를 이동 가능하게 설치하고 작업정반(2)위에 실제 작업대상물(3)을 안착하여 상기 메인갠트리(1)의 일측에 상기 갠트리(4)를 위치시키는 작업대상물 고정단계; 상기 작업정반(2)위에 안착된 작업대상물(3)의 특징이 표시 가능하게 잘 나타나는 임의의 위치에 다수의 3D 마커를 부착하는 3D 마커 설치단계; 상기 작업대상물(3)에 3D 마커를 부착한 후 3D 마커계측카메라(5)를 이동시켜 작업정반(2) 전체 영역에 대한 촬영을 실시하는 3D 마커 계측단계; 상기 촬영된 이미지들로부터 계측된 3D 마커의 데이터들을 이용하여 작업정반(2)위의 작업대상물(3)들에 대한 3D 마커의 3차원 위치값을 계산하고 상기 계산된 결과를 미리 설정된 3D 마커 분류기준에 따라서 자동으로 작업대상물(3)별 3D 마커군들을 형성하는 3D 마커군 형성단계; 상기 형성된 3D 마커군들과 실제 작업대상물(3)의 캐드 데이터를 매칭시켜 상기 매칭된 결과로부터 3D 마커 및 작업대상물(3)들의 형상정보를 비교하여 형상기준점과 3D 마커 위치간의 위치 변환관계를 자동으로 계산하는 위치정보 판단단계; 상기 계산된 위치 변환관계를 이용하여 작업대상물(3)의 작업위치를 변경하고 그 결과로부터 가상 작업대상물(3)에 대한 실제 캐드 데이터간의 오차가 가장 적은 위치를 실제 작업대상물(3)의 위치로 간주하여 결정하는 작업대상물(3)의 위치결정단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention is installed to the gantry (4) installed in the main gantry (3) 3D marker measurement camera (5) to move and to seat the actual workpiece (3) on the work surface (2) of the main gantry (1) A work object fixing step of positioning the gantry 4 on one side; A 3D marker installation step of attaching a plurality of 3D markers at an arbitrary position where the features of the work object 3 seated on the work table 2 can be displayed well; A 3D marker measuring step of attaching a 3D marker to the work object 3 and then moving the 3D marker measurement camera 5 to photograph the entire work surface 2; Using the data of the 3D markers measured from the photographed images, the 3D position values of the 3D markers for the workpieces 3 on the work table 2 are calculated, and the calculated result is classified into a preset 3D marker. A 3D marker group forming step of automatically forming 3D marker groups for each work object 3 according to a standard; Match the CAD data of the formed 3D marker groups and the actual workpiece 3, and compare the shape information of the 3D marker and the workpiece 3 from the matched result to automatically determine the position transformation relationship between the shape reference point and the 3D marker position. Location information determining step of calculating; The work position of the workpiece 3 is changed using the calculated position transformation relationship, and the position where the error between the actual CAD data with respect to the virtual workpiece 3 is the smallest from the result is the position of the actual workpiece 3. Characterized in that it comprises a positioning step of the workpiece (3) to be considered and determined.

상기 3D 마커 계측단계는 갠트리(4)를 위치1로 이동함과 동시에 3D 마커계측 카메라(5)를 P1으로 이동하고 상기 갠트리(4)가 위치1에 고정된 상태에서 3D 마커계측카메라(5)가 계측을 시작하면 P1에서 Pn으로 이동 계측을 실시하며 Pn으로 이동이 완료되면 다시 갠트리(4)를 위치2로 이동하여 상기 위치2로 그 이동을 완료하며 상기 갠트리(4)가 위치2에 고정된 상태에서 3D 마커계측카메라(5)가 계측을 시작하면 P1에서 Pn으로 이동을 하면서 계측하는 방법과 동일한 방법으로 Pn에서부터 P1으로 이동하면서 계측을 수행하고 P1까지의 계측이 완료되면 다시 갠트리(4)가 위치3으로 이동하여 상기 과정과 동일한 순서로 계측을 수행하여 갠트리(4) 및 3D 마커계측카메라(5)에 의한 작업정반(2)의 대상물 전체에 대한 3차원 마커계측을 수행할 수 있도록 하고 있다.The 3D marker measuring step 5 moves the gantry 4 to position 1 and simultaneously moves the 3D marker measuring camera 5 to P1 and the gantry 4 is fixed to position 1, and the 3D marker measuring camera 5 When measurement starts, P1 moves to Pn, and when the movement is completed, the gantry 4 is moved to position 2 again to complete the movement to position 2, and the gantry 4 is fixed at position 2. When the 3D marker measurement camera (5) starts to measure in the same state, the measurement is performed while moving from Pn to P1 in the same way as the measurement is performed while moving from P1 to Pn. ) Is moved to position 3, and the measurement is performed in the same order as the above process, so that three-dimensional marker measurement of the entire object of the work table 2 by the gantry 4 and the 3D marker measurement camera 5 can be performed. Doing.

도면부호중 미설명부호 (6)은 인식용 3D 마커를 나타낸다.Reference numeral 6 in the drawing denotes a recognition 3D marker.

본 발명은 크게 작업대상물 고정단계, 3D 마커 설치단계, 3D 마커 계측단계, 3D 마커군 형성단계, 위치정보 판단단계, 위치결정단계로 이루어진다.The present invention largely comprises a work object fixing step, 3D marker installation step, 3D marker measurement step, 3D marker group forming step, position information determination step, positioning step.

본 발명은 작업대상물(3)을 3D 마커계측카메라(5)를 이용하여 작업위치에 배치된 용접 자동화 작업대상물(3)들의 특정 지점에 놓여진 마커를 계측함으로서 이들로부터 작업대상물(3) 각각의 실제 배치위치를 용이하게 파악할 수 있도록 하고 있는 것이다. The present invention uses the 3D marker measurement camera 5 to measure the markers placed at specific points of the welding automated workpieces 3 arranged at the working position, thereby realizing each of the workpieces 3 from each other. It is to make it easy to identify the placement position.

이하 본 발명 3D 마커 계측방법을 이용한 용접 자동화 작업대상물의 인식방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a method for recognizing a welding automated workpiece using the present invention 3D marker measuring method will be described in detail.

실제 작업대상물(3)들이 정반에 배치되면, 작업자는 각각의 부재에 대하여 형상의 특징이 표시 가능한 임의의 점에 3D 마커를 부착한다. 상기 마커를 부착한 후, 3D 마커계측카메라(5)가 작업정반(2) 전체를 촬영한다.When the actual workpieces 3 are placed on the surface plate, the operator attaches the 3D marker to any point where the feature of the shape can be displayed for each member. After attaching the marker, the 3D marker measurement camera 5 photographs the entire work surface 2.

이렇게 촬영된 이미지들로부터 3D 마커의 위치를 계산하고, 이 위치들로부터 정해진 마커 부착 규칙에 따라서 자동으로 각각의 부재들에 대한 마커군을 형성한다. 이 마커군들과 DB 내의 실제 작업대상물(3)들의 3D 캐드 데이터와의 매칭을 수행한다. 그 과정에서 가상 작업대상물(3)에 대한 실제 캐드 데이터 간의 위치오차가 가장 적은 위치를 실제 작업대상물(3)의 위치로 간주하는 방식을 이용하여 실제 작업대상물(3)의 정확한 위치를 결정하게 되는 과정으로 진행되는 것이다.The positions of the 3D markers are calculated from the images thus photographed, and the marker groups for the respective members are automatically formed according to the marker attachment rules determined from these positions. Matching of the marker groups and the 3D CAD data of the actual workpieces 3 in the DB is performed. In the process, the exact position of the actual workpiece 3 is determined using a method of considering the position having the smallest positional error between the actual CAD data for the virtual workpiece 3 as the position of the actual workpiece 3. It's a process.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 먼저 작업대상물(3)들이 올려진 작업정반(2)이 용접단계로 이동하게 되면 다음과 같은 순서에 의하여 용접선을 인식하게 된다.In more detail, first, when the work table 2 on which the workpieces 3 are placed moves to the welding stage, the welding line is recognized in the following order.

먼저 상기와 같이 작업대상물(3)이 작업정반(2)위에 배치되면 작업자는 작업대상물(3)의 특정 위치들 중에서 임의의 위치에 3D 마커를 부착하게 된다. First, when the workpiece 3 is disposed on the work surface 2 as described above, the worker attaches the 3D marker at any position among the specific positions of the workpiece 3.

그리고 상기 모든 작업대상물(3)들에 대한 3D 마커 부착이 완료되면 갠트리(4)는 도 1에서와 같이 위치1로 이동하고 3D 마커계측카메라(5)는 도 2의 P1으로 이동하게 된다. When the 3D markers are attached to all the workpieces 3, the gantry 4 moves to position 1 as shown in FIG. 1, and the 3D marker measurement camera 5 moves to P1 of FIG. 2.

한편, 갠트리(4)가 도 1의 위치1에 고정된 상태에서 3D 마커계측카메라(5)가 계측을 시작하면 도 2에서와 같이 P1에서 Pn으로 이동을 하면서 계측을 하게 되며 상기 Pn으로 이동이 완료 되면 다시 갠트리(4)는 도 1의 위치2로 이동하게 된다.On the other hand, when the 3D marker measurement camera 5 starts the measurement in the state in which the gantry 4 is fixed at position 1 of FIG. 1, the measurement is performed while moving from P1 to Pn as shown in FIG. 2. Upon completion, the gantry 4 is moved to position 2 of FIG. 1 again.

상기 위치2로 이동을 완료하면 이번에는 갠트리(4)가 위치1에 고정된 상태에서 3D 마커계측카메라(5)가 계측을 시작하면 P1에서 Pn으로 이동을 하면서 계측하 는 방법과 동일한 방법으로 이번에는 Pn에서부터 P1으로 이동하면서 계측을 수행하게 된다. When the movement to the position 2 is completed, this time the gantry 4 is fixed to the position 1 and the 3D marker measurement camera 5 starts the measurement in the same way as the measurement method while moving from P1 to Pn. Will perform the measurement while moving from Pn to P1.

상기 P1까지의 계측이 완료되면 다시 갠트리(4)는 위치3으로 이동을 하고 상기 과정과 동일한 순서로 계측을 수행하게 되며 상기와 같이 갠트리(4) 및 3D 마커계측카메라(5)가 이동하면서 작업정반(2)의 작업대상물(3) 전체에 대한 3D 마커 계측을 수행하게 되는 것이다. When the measurement up to P1 is completed, the gantry 4 moves to position 3 again, and the measurement is performed in the same order as the above process, and the gantry 4 and the 3D marker measurement camera 5 move as described above. 3D marker measurement of the entire work piece 3 of the surface plate 2 is to be performed.

상기와 같이 전체 영역에 대한 계측이 완료되면 계측된 데이터들을 이용하여 작업정반(2)위의 작업대상물(3)들에 대한 3D 마커의 3차원 위치값을 계산하고 그 결과를 미리 설정된 마커 분류 기준에 따라서 자동으로 작업대상물(3)별 마커군을 형성하게 되는 바, 상기 형성된 각각의 마커군들에 대하여 각각의 작업 부재들의 캐드 데이터를 매칭시키게 된다. When the measurement of the entire area is completed as described above, the three-dimensional position values of the 3D markers for the workpieces 3 on the work table 2 are calculated using the measured data, and the result is determined based on a preset marker classification. According to automatically form a marker group for each work object (3), it is to match the CAD data of the respective work members for each of the formed marker groups.

그리고 이러한 매칭된 결과로부터 3D 마커 및 작업 부재들의 형상 정보를 비교하여 형상 기준점과 3D 마커위치간의 위치 변환관계를 자동으로 계산하게 되며 상기 계산된 위치 변환관계를 이용하여 작업 부재들의 작업위치를 변경하고 또 그 결과로부터 작업대상물(3)의 위치를 최종 결정할 수 있도록 하고 있는 것이다.Then, by comparing the shape information of the 3D marker and the work members from the matched results, the position transformation relationship between the shape reference point and the 3D marker position is automatically calculated. The work position of the work members is changed using the calculated position transformation relationship. Moreover, the position of the workpiece | work object 3 can be finally determined from the result.

이러한 방법으로 진행되는 본 발명은 기존의 2D 비전을 이용한 작업대상물(3) 위치 인식 방법에 비해서 다음과 같은 장점이 있다. 우선 수평 부재의 형상이 같을 경우 서로 다른 작업대상물(3)을 동일 대상물로 인식할 가능성이 없어지며 일반적으로 2D 비전은 수평 방향의 투영 영상을 측정하므로 부재의 3D 캐드 데이터가 2D 데이터로 변경하는 과정에서 손실되는 높이데이터로 인해 발생 가능한 인식 오 류의 가능성을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 다음으로 계측되는 3D 마커의 개수를 확장할 수 있으므로 계측 위치 정밀도 또한 크게 향상시킬 수 있다.The present invention proceeds in this way has the following advantages over the method of recognizing the position of the workpiece 3 using the existing 2D vision. First, when the horizontal members have the same shape, there is no possibility of recognizing different workpieces 3 as the same object. In general, 2D vision measures the projection image in the horizontal direction, and thus, the process of changing the 3D CAD data of the members into 2D data. In addition to greatly reducing the likelihood of recognition errors caused by the height data lost in the system, the number of next 3D markers to be scaled up can be greatly improved, which greatly improves measurement position accuracy.

또한, 작업대상물(3) 형상정보의 기준위치를 정확하게 이용가능하므로 작업결과의 정밀도 역시 크게 향상되며 이와 함께 기존의 X, Y 오차 보정 이외에도 Z방향 및 X,Y,Z 방향의 회전에 대한 자동 오차 보상이 가능할 뿐 아니라 작업대상물(3) 위치의 정밀도 향상으로인해 로봇 용접 품질을 향상시킬 수 있다. In addition, since the reference position of the shape information of the workpiece 3 can be used accurately, the accuracy of the work result is greatly improved, and in addition to the conventional X and Y error correction, the automatic error of rotation in the Z direction and the X, Y, and Z directions Not only compensation is possible, but also the robot welding quality can be improved due to the improved accuracy of the workpiece 3 position.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.Although the above has been illustrated and described with respect to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, having ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Anyone can make various modifications as well as such changes are within the scope of the appended claims.

본 발명은 수평 부재의 형상이 같을 경우 서로 다른 작업대상물을 동일 대상물로 인식할 가능성이 없어지며 일반적으로 2D 비전은 수평 방향의 투영 영상을 측정하므로 부재의 3D 캐드 데이터가 2D 데이터로 변경하는 과정에서 손실되는 높이데이터로 인해 발생 가능한 인식 오류의 가능성을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 다음으로 계측되는 3D 마커의 개수를 확장할 수 있으므로 계측 위치 정밀도 또한 크게 향상시킬 수 있다.According to the present invention, when the horizontal members have the same shape, there is no possibility of recognizing different workpieces as the same object. In general, 2D vision measures a projection image in a horizontal direction, and thus, in the process of changing 3D CAD data of a member into 2D data, In addition to greatly reducing the likelihood of recognition errors that may occur due to the missing height data, the number of next 3D markers to be scaled up can be greatly improved, thereby improving measurement position accuracy.

또한, 작업대상물 형상정보의 기준위치를 정확하게 이용가능하므로 작업결과의 정밀도 역시 크게 향상되며 이와 함께 기존의 X, Y 오차 보정 이외에도 Z방향 및 X,Y,Z 방향의 회전에 대한 자동 오차 보상이 가능할 뿐 아니라 작업대상물 위치의 정밀도 향상으로인해 로봇 용접 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, since the reference position of the shape information of the workpiece can be used accurately, the accuracy of the work result is greatly improved, and in addition to the conventional X and Y error correction, automatic error compensation for rotation in the Z direction and X, Y, and Z directions is possible. In addition, the robot welding quality can be improved by improving the accuracy of the workpiece position.

Claims (2)

메인갠트리(1)에 3D 마커계측카메라(5)가 설치된 갠트리(4)를 이동 가능하게 설치하고 작업정반(2)위에 실제 작업대상물(3)을 안착하여 상기 메인갠트리(1)의 일측에 상기 갠트리(4)를 위치시키는 작업대상물 고정단계; 상기 작업정반(2)위에 안착된 작업대상물(3)의 특징이 표시 가능하게 잘 나타나는 임의의 위치에 다수의 3D 마커를 부착하는 3D 마커 설치단계; 상기 작업대상물(3)에 3D 마커를 부착한 후 3D 마커계측카메라(5)를 이동시켜 작업정반(2) 전체 영역에 대한 촬영을 실시하는 3D 마커 계측단계; 상기 촬영된 이미지들로부터 계측된 3D 마커의 데이터들을 이용하여 작업정반(2)위의 작업대상물(3)들에 대한 3D 마커의 3차원 위치값을 계산하고 상기 계산된 결과를 미리 설정된 3D 마커 분류기준에 따라서 자동으로 작업대상물(3)별 3D 마커군들을 형성하는 3D 마커군 형성단계; 상기 형성된 3D 마커군들과 실제 작업대상물(3)의 캐드 데이터를 매칭시켜 상기 매칭된 결과로부터 3D 마커 및 작업대상물(3)들의 형상정보를 비교하여 형상기준점과 3D 마커 위치간의 위치 변환관계를 자동으로 계산하는 위치정보 판단단계; 상기 계산된 위치 변환관계를 이용하여 작업대상물(3)의 작업위치를 변경하고 그 결과로부터 가상 작업대상물(3)에 대한 실제 캐드 데이터간의 오차가 가장 적은 위치를 실제 작업대상물(3)의 위치로 간주하여 결정하는 작업대상물(3)의 위치결정단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 마커 계측방법을 이용한 용접 자동화 작업대상물의 인식방법.The gantry 4 installed with the 3D marker measurement camera 5 on the main gantry 1 is installed to be movable, and the actual work object 3 is seated on the work table 2 so as to be mounted on one side of the main gantry 1. A workpiece fixing step of positioning the gantry 4; A 3D marker installation step of attaching a plurality of 3D markers at an arbitrary position where the features of the work object 3 seated on the work table 2 can be displayed well; A 3D marker measuring step of attaching a 3D marker to the work object 3 and then moving the 3D marker measurement camera 5 to photograph the entire work surface 2; Using the data of the 3D markers measured from the photographed images, the 3D position values of the 3D markers for the workpieces 3 on the work table 2 are calculated, and the calculated result is classified into a preset 3D marker. A 3D marker group forming step of automatically forming 3D marker groups for each work object 3 according to a standard; Match the CAD data of the formed 3D marker groups and the actual workpiece 3, and compare the shape information of the 3D marker and the workpiece 3 from the matched result to automatically determine the position transformation relationship between the shape reference point and the 3D marker position. Location information determining step of calculating; The work position of the workpiece 3 is changed using the calculated position transformation relationship, and the position where the error between the actual CAD data with respect to the virtual workpiece 3 is the smallest from the result is the position of the actual workpiece 3. A method for recognizing a welding automated workpiece using a three-dimensional marker measuring method, characterized in that the positioning step of the workpiece (3) to be considered and determined. 제1항에 있어서, 상기 3D 마커 계측단계는 갠트리(4)를 위치1로 이동함과 동시에 3D 마커계측카메라(5)를 P1으로 이동하고 상기 갠트리(4)가 위치1에 고정된 상태에서 3D 마커계측카메라(5)가 계측을 시작하면 P1에서 Pn으로 이동 계측을 실시하며 Pn으로 이동이 완료되면 다시 갠트리(4)를 위치2로 이동하여 상기 위치2로 그 이동을 완료하며 상기 갠트리(4)가 위치2에 고정된 상태에서 3D 마커계측카메라(5)가 계측을 시작하면 P1에서 Pn으로 이동을 하면서 계측하는 방법과 동일한 방법으로 Pn에서부터 P1으로 이동하면서 계측을 수행하고 P1까지의 계측이 완료되면 다시 갠트리(4)가 위치3으로 이동하여 상기 과정과 동일한 순서로 계측을 수행하여 갠트리(4) 및 3D 마커계측카메라(5)에 의한 작업정반(2)의 대상물 전체에 대한 3차원 마커계측을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 3차원 마커 계측방법을 이용한 용접 자동화 작업대상물의 인식방법.The method of claim 1, wherein the 3D marker measurement step moves the gantry 4 to position 1 and simultaneously moves the 3D marker measurement camera 5 to P1 and the gantry 4 is fixed to position 1 in a 3D manner. When the marker measuring camera 5 starts measuring, the movement is measured from P1 to Pn. When the movement to Pn is completed, the gantry 4 is moved to position 2 again to complete the movement to the position 2, and the gantry 4 When the 3D marker measurement camera 5 starts measuring with the) fixed at position 2, the measurement is performed while moving from Pn to P1 in the same way as the P1 to Pn measurement. Upon completion, the gantry 4 is moved to position 3 again, and the measurement is performed in the same order as in the above process, so that the three-dimensional marker for the entire object of the work table 2 by the gantry 4 and the 3D marker measurement camera 5 is performed. To make measurements Recognition method of the welding automated workpiece using a three-dimensional marker measurement method characterized in that.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100914857B1 (en) * 2007-12-07 2009-09-02 대우조선해양 주식회사 Method and apparatus for detecting of workpiece position and matching of CAD data using 3 dimensional vision camera system
KR101498726B1 (en) * 2013-05-16 2015-03-03 삼성중공업(주) Apparatus and method for inspecting structure
KR20200078840A (en) * 2018-12-24 2020-07-02 대우조선해양 주식회사 Method for welding members using 3D depth sensor
KR102135567B1 (en) * 2019-11-13 2020-07-20 (주)휴빌론 Apparatus, system, and method for positioning compensation using block shape information on welding process

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