터치 테스트는 핸드-아이 캘리브레이션 불량 (캘리브레이션판 이동 또는 위치 변경) 으로 인해 안전하지 않으므로 수행할 수 없습니다.

문제

핸드-아이 캘리브레이션 결과가 좋지 않아 터치 테스트를 진행하기에 안전하지 않습니다.

핸드-아이 캘리브레이션 변환	핸드-아이 캘리브레이션 잔차	프로젝션 검증	터치 테스트
나쁜	나쁜	나쁜	위험한

잘못된 핸드-아이 캘리브레이션 결과의 예

핸드-아이 캘리브레이션 행렬이 실제 측정값과 예상보다 큰 차이를 보이기 때문에 정확하지 않은 것 같습니다. 차이가 아주 크지는 않지만, 이 설정에서 합리적이라고 여겨지는 범위를 벗어납니다.

핸드-아이 변환 매트릭스

0.994	0.040	0.099	-84.190
-0.042	0.999	0.021	-84.129
-0.098	-0.025	0.995	147.697
0	0	0	1

147.697이라는 값은 대략 130mm이고, -84.129라는 값은 대략 90mm입니다. 이 단계에서는 부호(+/-)는 좌표계 정의에 따라 달라지므로 무시하고, 거리 자체에만 집중합니다.

보정 잔차 또한 예상보다 상당히 큰데, 대략 한 자릿수 정도 더 높습니다.

잔차

N (포즈)	회전 평균 (°)	최대 회전각(°)	이동 평균(mm)	최대 이동 거리(mm)
13	2.449	5.590	4.626	10.946

소형 로봇의 경우 잔차가 1mm 미만 범위에 있을 것으로 예상되며, 대형 로봇의 경우 잔차가 1mm 범위에 있을 수 있습니다. 잔차의 회전 성분은 1도 미만 범위에 있을 것으로 예상됩니다.

전체 잔차

잔차

포즈	회전 (°)	이동량 (mm)
1	5.590	10.946
2	4.864	6.151
3	5.294	5.707
4	1.682	7.975
5	1.537	4.446
6	1.570	6.958
7	1.738	2.492
8	0.950	2.917
9	1.973	5.113
10	1.546	0.831
11	1.851	0.773
12	1.701	3.509
13	1.544	2.329

프로젝션 검증은 기술적으로는 성공적이지만, 결과적인 오차가 여전히 허용 가능한 수준을 넘어섰습니다. 프로젝션 검증은 매우 신중하게 접근해야 하는데, 핸드-아이 캘리브레이션이 잘못되었더라도 프로젝션 오차가 허용 가능한 것처럼 보일 수 있기 때문입니다.

이러한 결과는 핸드-아이 캘리브레이션이 정확하지 않으며, 터치 테스트를 시도할 경우 실패할 가능성이 높다는 것을 강력하게 시사합니다.

가능한 원인

Eye-in-Hand:

데이터셋 수집 중에 보정판이 움직였습니다.

Eye-to-Hand:

데이터셋 수집 중에 카메라 또는 캘리브레이션 보드가 움직였습니다.

데이터셋 획득 중 캘리브레이션 보드 (Eye-in-Hand) 또는 카메라/보드-플랜지 (Eye-to-Hand)의 움직임은 핸드-아이 캘리브레이션이 의존하는 강체 기하학적 가정을 깨뜨립니다. 이로 인해 프레임마다 로봇과 카메라 간의 관계가 일관되지 않게 되어, 솔버가 물리적 설정과 일치하지 않는 핸드-아이 변환으로 수렴하게 됩니다.

결과적으로 잔차가 크고, 프로젝션 정확도가 떨어지며, 핸드-아이 캘리브레이션 행렬의 거리가 실제 형상과 다를 수 있습니다. 심각한 경우에는 변환 결과로 인해 충돌 위험이 발생하여 터치 테스트 검증이 안전하지 않게 될 수 있습니다.

가능한 해결책

1. 카메라와 캘리브레이션 보드가 단단히 고정되어 데이터 수집 중 움직이지 않도록 하십시오.

2. 동일한 데이터셋을 사용하여 핸드-아이 캘리브레이션을 반복합니다.

3. 핸드-아이 캘리브레이션 결과(변환, 잔차, 프로젝션)를 확인합니다.

4. (핸드-아이 캘리브레이션 결과가 양호한 경우) 터치 테스트를 실행합니다.

문제 재현 (캘리브레이션판을 의도적으로 이동시킴)

좋은 데이터셋

아래 이미지에 표시된 데이터 세트를 사용하여 핸드-아이 캘리브레이션이 성공적으로 수행되었습니다.

보정 결과는 다음과 같습니다.

핸드-아이 변환 매트릭스

0.999	-0.004	0.043	-55.936
0.003	0.999	0.013	-91.919
-0.043	-0.013	0.998	128.086
0	0	0	1

잔차

N (포즈)	회전 평균 (°)	최대 회전각(°)	이동 평균(mm)	최대 이동 거리(mm)
14	0.022	0.034	0.180	0.338

전체 잔차

잔차

포즈	회전 (°)	이동량 (mm)
1	0.017	0.163
2	0.008	0.135
3	0.028	0.172
4	0.009	0.053
5	0.031	0.236
6	0.006	0.060
7	0.009	0.154
8	0.015	0.102
9	0.031	0.147
10	0.009	0.145
11	0.030	0.249
12	0.023	0.152
13	0.034	0.255
14	0.031	0.169

핸드-아이 캘리브레이션은 터치 테스트를 통해 검증되었습니다.

터치 테스트가 성공적으로 완료되어 핸드-아이 캘리브레이션이 정확하고 정밀하게 조정되었음을 확인했습니다.

데이터셋 오류 (핸드-아이 설정 오류)

이 문제를 시뮬레이션하기 위해 데이터셋 획득 과정에서 보정판을 의도적으로 두 번의 캡처 사이에 이동시켰습니다(아래 이미지 참조).

보정 결과는 다음과 같습니다.

핸드-아이 변환 매트릭스

0.994	0.040	0.099	-84.190
-0.042	0.999	0.021	-84.129
-0.098	-0.025	0.995	147.697
0	0	0	1

잔차

N (포즈)	회전 평균 (°)	최대 회전각(°)	이동 평균(mm)	최대 이동 거리(mm)
13	2.449	5.590	4.626	10.946

전체 잔차

잔차

포즈	회전 (°)	이동량 (mm)
1	5.590	10.946
2	4.864	6.151
3	5.294	5.707
4	1.682	7.975
5	1.537	4.446
6	1.570	6.958
7	1.738	2.492
8	0.950	2.917
9	1.973	5.113
10	1.546	0.831
11	1.851	0.773
12	1.701	3.509
13	1.544	2.329

프로젝션 검증은 기술적으로는 성공했지만, 결과적인 오차가 허용 가능한 수준을 넘어 너무 컸습니다. 프로젝션 검증은 매우 신중하게 접근해야 하는데, 핸드-아이 캘리브레이션이 잘못되었더라도 프로젝션 오차가 허용 가능한 것처럼 보일 수 있기 때문입니다.

이러한 결과는 핸드-아이 캘리브레이션이 정확하지 않으며, 터치 테스트를 시도할 경우 실패할 가능성이 높다는 것을 강력하게 시사하므로 안전상의 이유로 터치 테스트는 생략되었습니다.

비교

아래 표에서는 핸드-아이 변환 행렬(변환 값)과 핸드-아이 보정 잔차 결과를 비교합니다.

핸드-아이 캘리브레이션 행렬의 변환 값

데이터셋	X (mm)	Y(mm)	Z(mm)
양호 (보드 안정적)	-55.936	-91.919	128.086
나쁨 (보드 이동됨)	-84.190	-84.129	147.697
Δ (좋음 - 나쁨)	28.254	-7.790	-19.611

잔차

데이터셋	N	회전 평균 (°)	최대 회전각(°)	이동 평균(mm)	최대 이동 거리(mm)
양호 (보드 안정적)	14	0.022	0.034	0.180	0.338
나쁨 (보드 이동됨)	13	2.449	5.590	4.626	10.946