오버 헤드 용접이 필요한 선박 블록 코밍 및 러그의 용접 경로 추출을 위한 경계선 인식

초록

본 논문은 복잡한 형상을 가진 용접 접합 부의 형상 인식을 다루고 있다. 특히, 오버헤드 자세로 수행되는 선박 블록의 리프팅 러그와 코밍 부재의 자동 용접과 협동 로봇의 용접 경로(Seam Path) 인식에 집중하였다. 특히, 복잡한 형상을 가진 가용접된 러그와 곡선형 용접 경로를 가진 코밍 부재를 대상으로 용접경로를 검출하기 위한 알고리즘을 다룬다. 먼저, 용접 대상의 형상을 인식하기 위해 다각도에서 RGB-D 카메라를 사용하여 용접 대상을 촬영하였다. 이 과정에서 촬영 위치와 용접 대상 사이의 거리를 계산하고, PCD(Point Cloud Data)를 계측하였다. 계측된 PCD에 포함된 노이즈를 제거하고, ICP(Iterative Closest Point) 알고리즘을 통해 다각도에서 계측한 PCD를 정합하였다. 그 다음, RANSAC(RANdom Sample Consensus) 알고리즘을 적용하여 용접 대상이 아닌 배경을 제거하고, Segmentation 알고리즘을 적용하여 선체 블록의 표면과 가용접된 부재를 구별하였다. 그 과정에서 블록 표면과 가용접된 부재의 접하는 부분을 용접 경로로 정의하였다. PCD가 부재한 영역의 용접 경로 및 불연속적인 가용접 영역은 GAN(Generative Adversarial Network) 알고리즘을 적용하여 용접 경로를 생성하였다. 또한, CNN(Convolutional Neural Network)과 허프 변환(Hough Transform) 등의 알고리즘을 사용하여 용접부의 기하학적 형상을 정의하였다. 이를 통해 가용접된 부재와 선체 표면 사이의 용접 경로를 제시하였다.