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M19.05 · 비전 Pick-and-Place·Piece Picking·Depalletizing

단위별 목표·권장 선수와 자료 준비 상태를 확인하고, 공개된 본문과 활동을 읽고 준비 상태를 확인할 수 있습니다.

전체 커리큘럼

학습 안내

본문을 읽고 장비 없는 기본 실습·세 확인 문제와 해설로 이해를 확인하세요.

예상 학습 시간: 미정. 이 페이지 방문이나 자료 열람으로 완료·숙달을 자동 부여하지 않습니다.

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학습 목표

  • 영상 검출·3차원 관측과 파지 후보의 차이를 설명하고 score/깊이/접근 조건으로 합성 후보를 판정한다.
  • 주어진 깊이/프레임으로 목표·접근 위치를 계산하고 적재 상태 변화 뒤 필요한 재관측을 설명한다.
  • 계획/그리퍼/유지·배치 증거를 구분하고 단계별 성공률의 분모와 실패 원인을 기록한다.

아래 설명·실습·문제로 각 학습 목표를 확인하세요.

권장 선수

M12.02의 핀홀, M14 기초의 프레임/시간, M19.01~03의 TCP/경로/접근이 선수다. 물체 자세/파지 후보의 의미를 본문에서 보충하며 M17/M18의 미래 원고를 요구하지 않는다. 합성 영상 수치/작업 로그만으로 활동을 완료한다. 이미 알고 있다면 직접 열어볼 수 있습니다.

설명 필수

세 목표에 대응하는 검수된 설명·예제를 읽습니다.

검출된 물체가 곧 잡을 수 있는 물체는 아니다

비전 Pick-and-Place는 물체를 관측하고 집어 지정 위치에 놓는 과정을 연결한다. 검출은 영상에서 대상의 클래스/영역을 찾는 문제이고 파지는 공구가 접근해 접촉/고정할 위치·방향과 동작을 정하는 문제다. bbox 중심은 영상 영역의 중심일 뿐 실제 물체의 질량 중심이나 손가락이 들어갈 빈 공간을 자동으로 나타내지 않는다. score도 해당 모델의 검출 점수이며 파지 성공 확률이나 안전 점수가 아니다.

파지 후보는 TCP의 위치/방향, 그리퍼 개폐·접근/후퇴 방향과 필요한 조건을 묶은 제안이다. 깊이의 유효성·표면/물체의 자세, 도달/관절 제약과 주변 공간을 확인해야 한다. 평행 손가락이라면 물체 폭뿐 아니라 손가락이 들어갈 여유·접촉 형상과 유지 조건이 필요하고, 흡착이라면 표면/밀봉·유지 관측의 계약이 다르다. 이 단위의 수치는 교육용 입력이며 실제 제품의 허용치가 아니다.

합성 후보 A는 검출 score0.95지만 중심 깊이가 결측이고, B는 score0.80/유효 깊이·지정된 파지 방향/주어진 경로 조건을 갖는다. C는 score0.85지만 접근 경로가 장애물과 충돌한다. 이 기록에서는 A/C를 높은 점수만으로 실행 후보로 승인할 수 없고 B가 추가 검토 가능한 후보가 된다. B도 물체 유지 관측 전에는 파지 성공이 아니다. 미상을 실패 확률 0으로 채우지 않는다.

핀홀 위치와 공구 목표 사이의 가정을 드러낸다

optical 카메라 C에서 +X는 오른쪽/+Y는 아래/+Z는 전방이다. 왜곡 보정된 영상의 f_x=f_y=400 pixel, 주점 (c_x,c_y)=(320,240) pixel, 관측 (u,v)=(360,240) pixel과 광축 깊이 Z=0.5 m가 주어졌다고 하자. 핀홀 역투영은 X=(u−c_x)Z/f_x, Y=(v−c_y)Z/f_y이므로 점은 p_C=(0.05,0,0.5) m다. 이 Z는 카메라 중심에서의 비스듬한 거리 range와 구별한다.

검출 점수에서 파지 성공까지: 영상 후보 → 기하/파지 후보 → 접근/이동 경로 → 관측된 결과.그림 원본 크기로 보기

그림 M19.05-1. 각 칸은 서로 다른 역할/근거다. 아래 방향은 자료/처리의 연결이며 실제 성공을 자동으로 보장하지 않는다. 직접 제작한 개념도이며 본문의 조건과 함께 읽는다.

카메라 점을 base B로 바꾸는 회전이 단위행렬 I이고 이동 t_BC=(0.3,0.1,−0.4) m라고 주어지면 p_B=I p_C+t_BC=(0.35,0.1,0.1) m다. 이 합성 배치는 base 축이 해당 optical 축과 평행한 경우다. 일반 로봇의 몸체 축이 반드시 이와 같다고 가정하지 않는다. 취득 시각에 유효한 T_BC와 영상/깊이 대응을 사용하고, 수신 시각의 오래된 장면이나 다른 카메라 값을 섞지 않는다.

하나의 3차원 점만으로 파지 방향까지 결정할 수는 없다. 여기서는 지정된 과업이 그 점을 TCP 접촉 위치로 사용하고 base +z 위쪽에서 접근하는 고정 자세를 별도로 제공한다고 입력한다. 접근 높이 0.1 m이면 접근점은 (0.35,0.1,0.2) m다. 실제 공구 offset은 M19.01처럼 플랜지 목표에 반영하며, 이 계산을 표면 법선/전체 물체 자세를 추정한 결과로 표시하지 않는다.

평행 그리퍼 후보의 물체 폭이 30 mm, 양쪽 추가 여유가 각각 2 mm, 손가락 사이 개방 간격이 36 mm라고 하자. 단순 폭 기준은 30+2×2=34≤36 mm로 통과한다. 그러나 이 부등식은 옆 상자/손가락 두께·깊이와 물체 변형을 포함하지 않는다. 폭 기준 통과와 전체 파지/접근 유효성을 분리해야 한다. 방향을 바꾸면 투영 폭·접근 경로가 달라질 수 있으므로 같은 후보라고 보지 않는다.

실행 단계를 나누고 부착 등록을 관측과 구별한다

개념적 단계는 관측/scene 갱신→후보 생성/선택→IK·접근/이송/후퇴 경로 검토→파지점 도달/정지→그리퍼 동작→물체 유지 확인→이송/배치→해제와 최종 상태 확인이다. MoveIt Task Constructor의 공식 Pick-and-Place 자료는 접근·파지 자세/IK·scene 변경·상승·배치/후퇴 같은 단계를 연결한다. 여기서는 개념 구조를 읽으며 해당 튜토리얼을 실제 실행하지 않는다.

scene에 물체를 손에 부착했다고 등록하면 계획기는 물체가 공구와 함께 움직인다는 모형으로 후속 경로를 검사할 수 있다. 이것은 소프트웨어 안의 관계 변경이며 실제 접촉/유지를 감지했다는 뜻이 아니다. 물체를 놓은 뒤에도 해제 명령만으로 목표 위치에서 정착했다고 승인하지 않는다. 실제 관측이 없으면 유지/배치를 미상으로 기록하고 성공 분모에서 숨기지 않는다.

Piece Picking과 Depalletizing은 장면 변화가 다르다

Piece Picking은 개별 물품을 골라 집는 과업이다. 상자/빈에 여러 물품이 섞이면 가림·겹침, 비슷한 외형/다른 자세와 한 개만 집었는지의 확인이 중요하다. 같은 bbox가 여러 물체를 포함하거나 물체가 집는 동안 이동할 수 있다. 목표 ID와 지시된 종류/수량, 파지 후 남은 장면을 확인해야 한다.

Depalletizing은 팔레트에 적재된 물체를 꺼내는 과업이다. 패턴/층이 알려져 있어도 실제 상자는 운송·변형/압축 때문에 이론 위치와 다를 수 있다. Robotiq 공식 응용 설명은 X/Y 이동과 높이 변동 등을 다룬다. 제품 홍보 성능을 일반 보장으로 쓰지 않고 예상 배치와 관측의 차이를 점검하는 근거로 읽는다.

합성 팔레트의 윗면 z=0.1 m, 동일 상자 높이 h=0.2 m, 3개 층이 수직으로 빈틈없이 놓였다고 주어지면 최상단 윗면은 0.1+3×0.2=0.7 m다. 같은 수직 열의 맨 위 상자 하나를 완전히 제거했다면 남은 윗면은 0.5 m가 된다. 하지만 그 제거가 실제 확인됐는지, 주변 상자가 움직였는지는 별도다. 정해진 순서대로 층 번호만 줄여 과거 좌표를 재사용하지 않고 새 장면/scene을 확인한다. 부분 제거/다중 상자 파지/무너짐은 이 이상적인 층 계산 밖의 사례다.

실패 위치를 알 수 있도록 분모를 보존한다

전체 요청과 인식·계획·실행된 시도는 수가 다를 수 있다. 합성 10개 요청에서 검출/유효 관측 8개, 기하 조건 통과 6개, 계획/실행 시작 5개, 물체 유지 확인 4개, 올바른 배치 3개라고 하자. 이 예에서는 모든 단계의 집합이 앞 단계의 부분집합이며 중복 재시도는 없다고 가정한다.

전체 요청 기준 성공률은 3/10=30%다. 실행 시작 기준 성공률은 3/5=60%로 다른 지표다. 60%만 적으면 실행하지 못한 요청을 숨길 수 있다. 단계별 조건부 비율 8/10·6/8·5/6·4/5·3/4를 곱하면 이번 표의 3/10이 되지만 이 값으로 새로운 환경의 독립 성공 확률을 보장하지 않는다. 재시도가 있다면 요청 ID와 시도 ID를 분리한다.

실패는 검출/깊이·좌표/시간·파지 후보/경로·그리퍼/유지·배치로 나누고 미상을 따로 적는다. 영상 점수 향상만으로 전체 실패를 해결했다고 주장하지 않는다. 사이클 시간도 성공한 빠른 시도만이 아니라 거절/재시도·확인 대기 포함 여부를 밝힌다. 기존 4.1 깊이/좌표와 기존 3.5 실행 전 검사를 연결해 원인별 근거를 보충할 수 있다.

관련 기존 자료 · 보충해서 읽기

  • 기존 상세 본문 · 관련 기존 자료 · 보충 참고

    6.5 End-to-End Pick & Place 배포

    목표 일부 관련

    기존 자료의 관련 범위이며 신규 목표 전체의 품질 검수는 아직 진행하지 않았습니다.

  • 기존 상세 본문 · 관련 기존 자료 · 보충 참고

    6.12 최종 프로젝트

    목표 일부 관련

    기존 자료의 관련 범위이며 신규 목표 전체의 품질 검수는 아직 진행하지 않았습니다.

학습 범위와 한계

기본 설명·예제가 준비되었습니다. 기존 보충 자료의 범위와 구별하세요.

실습 필수

장비 없는 실습을 수행하고 관찰·계산 근거를 해설과 비교합니다.

입력은 A/B/C 후보, 카메라/깊이·변환/지정 파지 자세와 접근 거리, 그리퍼 간격, 팔레트 층/제거 조건, 10개 요청의 단계 표다. 모두 합성 자료이며 모델/장비 실행 결과가 아니다.

  1. 후보별 승인/보완 이유와 검출·파지의 차이를 적는다. B의 폭 기준과 그 기준에 포함되지 않은 조건도 설명한다.
  2. 관측 점/접근점과 팔레트의 제거 전후 윗면 높이를 계산한다. 한 점에서 알 수 없는 방향과 제거 뒤 재관측 조건을 적는다.
  3. 전체/실행 기준 성공률과 단계별 실패 위치를 기록한다. scene 부착과 그리퍼 명령만으로 유지/배치를 승인할 수 있는지 판정한다.

관찰은 후보, 좌표/장면, 단계 증거로 나눈다. 막히면 '점수·3차원점·자세·경로·유지'를 다른 열로 쓰고 각 비율의 분모를 요청/시도로 구분한다. 실제 센서/로봇은 필요하지 않다.

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학습 범위와 한계

기본 실습은 장비 없이 수행합니다. 실제 장비·GPU 실증을 완료했다는 뜻은 아닙니다.

평가·해설 필수

목표별 세 서술문항에 답하고 해설·판정 기준으로 자기검토합니다.

확인 문제 Q1

score0.99 후보는 깊이가 결측이고 score0.75 후보는 깊이/주어진 자세가 유효하다. 낮은 후보를 무조건 버려야 하는가? 유효 후보가 실제 파지 성공이 아닌 이유도 설명하라.

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확인 문제 Q2

같은 카메라/변환에서 관측 u=400/v=240 pixel, Z=0.5 m다. base 점과 +z 0.1 m 접근점을 구하라. 상자 제거 명령 이후 팔레트 높이를 곧바로 한 층 낮춰도 되는가?

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확인 문제 Q3

요청 12개 중 실행 시작 8개, 올바른 배치 확인 6개이며 재시도는 없다. 두 분모의 성공률을 구하라. 남은 실행 2개는 그리퍼 명령/scene attach만 있고 유지 관측은 없다. 이를 성공으로 더할 수 있는가?

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관련 기존 자료 · 보충해서 읽기

학습 범위와 한계

서술답안과 해설이 준비되었습니다. 자기검토와 학습 완료는 숙달 인증과 별개입니다.

참고 자료

학습 확인

실습과 세 문항의 답안을 해설과 비교한 뒤, 이 단위의 학습 완료를 직접 기록할 수 있습니다. 자기검토·학습 완료는 자동 채점이나 숙달 인증과 별개입니다.

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신규 활동의 답안은 이 브라우저의 통합 학습 기록에 저장합니다. 기존 화면의 답안·진도는 원래 키를 유지합니다. AI 강사는 현재 단위의 준비 상태·부족한 범위와 연결된 실제 자료를 참고합니다.