縞投影方式3Dカメラ

3Dカメラとは非接触で対象物の3次元形状をスキャンできるカメラです。
縞投影は3Dカメラの計測手法の1つであり、対象物に複数パターンの縞模様を投影し、それをカメラで撮影して解析することで3次元形状を生成します。

縞投影法では縞の太さの異なる複数パターンの縞模様を対象物に投影します。
対象物に映るパターンを二値化し各座標位置にビット情報を割付します。これを全てのパターンで繰り返し行います。
対象物が平面の場合は直線的な縞模様が撮影されますが、カメラは斜め上から撮影するため、対象物に凹凸があると縞模様が湾曲したり途切れたりして撮影されます。
複数撮影したビットパターンの情報を組み合わせることで、パターン光が反射した面の高さを算出することができます。

縞投影方式3Dカメラ Gocator 3000 シリーズ

3DセンサーGocatorは光切断、縞投影、共焦点と3つの計測手法の機種を揃えています。
縞投影方式3DカメラGocator3000シリーズは唯一のエリアセンサーカメラです。ワンショットで対象物の3次元形状をスキャンすることができます。
3種類の機種があり、視野が最も広いGocator3520では最大で282×175mmの視野をXY解像度0.12mmで撮像します。最も高精度なGocator3506は最大視野45×30mmでXY解像度0.02～0.025mmでの精密スキャンが可能です。
Gocator3210はその中間的な性能ですが、カメラ解像度が低い分リーズナブルな価格設定となっています。

高精度モデル Gocator3506	スタンダードモデル Gocator3210	広視野モデル Gocator3520
最大視野：45×30mm XY解像度：0.02～0.025mm	最大視野：154×100mm XY解像度：0.06～0.09mm	最大視野：282×175mm XY解像度：0.074～0.12mm

縞投影＋αの撮像手法を取り入れた3Dカメラ Gocator 3000 シリーズ

Gocator3000シリーズは縞投影方式を採用した3Dカメラですが、さらにその性能を向上させるためさらに2つの手法を組み合わせています。

縞投影＋ステレオカメラ

Gocator3000シリーズはセンサー中央に縞模様を投影するためのプロジェクター、その両サイドにカメラを配置することで、2台のカメラで縞模様画像を撮影し3次元データを取得します。
1台のカメラでは凹凸の死角となって映らない箇所が発生しますが、ステレオカメラで撮像することで死角によるデータ抜けを減らすことができます。

縞投影＋位相シフト

Gocator3000シリーズでは標準的な縞投影モードと、インターリフレクティブモードが選択できます。インターリフレクティブモードでは位相シフト法を採用しており、光沢のある凹凸表面などの撮像に効果的です。
位相シフト法は対象物の表面に縞模様もしくは格子模様のパターンを投影し、同じパターンを縞模様周期の1/4だけシフトさせて投影します。これを4回繰り返します。
カメラは対象物に投影されたパターンを捉えますが、各位相のシフトサイクルに対して異なる位相の画像が取得されます。
シフトサイクルに対するパターン模様の変化から対象物の表面高さの変化量を計算します。
周波数の異なるパターン（太さの異なるパターン）を投影することで凹凸変化の大きい対象物でも微小な形状変化まで計測することが可能となります。

縞投影方式3DカメラGocator 3000 シリーズ 導入のメリット

縞投影方式3DカメラGocator3000シリーズを3次元インライン検査に導入するメリットとして下記が挙げられます。

• 非接触ワンショット撮影で手軽に3次元形状をスキャン
• キャリブレーション済なので箱から出してすぐに立上げ・mm単位で計測が可能
• 計測ソフトウェアを内蔵し高度な3次元計測処理をマウス操作で簡単に構築可能
• 精度の高いロボットビジョンシステムを容易に構築

非接触で手軽なワンショット3Dスキャン

Gocator3000シリーズはエリアセンサーなのでワンショットで3次元形状を撮像することができます。
センサー中央のプロジェクターから青色LED光で縞模様を投影し、両サイドのカメラでスキャンします。露光時間にもよりますが、1回あたり0.3秒～で撮像可能です。

マウス操作で簡単に計測処理を構築

Gocatorは2D/3Dのデータに対して寸法計測や外観検査を行うためのソフトウェア機能をセンサー本体に内蔵しています。
2Dプロファイルデータでは幅・高さ・角度・円径・粗さ・面積・エッジなど20種類以上のツールが利用可能です。
3D形状データでは平面角度・球径・穴径・平面度・容積・OCRなど30種類以上のツールが用意されています。
またマウスで直観的に操作できるインターフェースにより、プログラミング経験のない方でも容易に計測・検査処理が構築できます。

ロボットビジョンに最適なコントローラレス スマートセンサー

防塵防水規格IP67に対応しており、ケーブルも耐屈曲ケーブルを採用することでロボットにオンハンドで持たせることが可能です。
外付けコントローラが不要なので、センサーヘッドからケーブル1本で外部機器に直接接続できます。
またGocatorは多軸ロボットのピックアンドプレース用キャリブレーション機能を有しています。ボールバーターゲットを数回スキャンするだけの簡単な作業でロボットキャリブレーションが完了します。

縞投影方式3Dカメラ Gocator 3000 シリーズ の適用例

自動車アンダーボデーの穴位置計測

ホワイトボデーの下側の面などロボットが到達できない箇所に3DカメラGocatorを固定し、穴やパネル距離などを正確に計測します。
Gocatorの穴ツールで曲面や斜面上にある穴を3次元フィッティングさせ、中心位置や径を計測します。
穴や長穴計測の他、パターンマッチングや平面補正などの画像処理機能も搭載しています。

自動車ドアの段差すき間計測

自動車の車体パネルやドアパネル間の段差・すき間を3Dセンサーで非接触かつ高精度に計測します。
段差・すき間計測を行う専用ツールを搭載しており、自動車ボディーのパネル検査などにそのまま適用できます。
また小型で配線もシンプル、かつ撮像距離を長く確保することができるため、ロボット先端に取り付けての自動化に適しています。自在に適切な計測箇所まで移動し段差・すき間の計測検査を完全に自動化します。

スマートフォンハウジングの穴位置計測

精密部品を多数組み合わせて製造するスマートフォンは骨格となるハウジングも精密に加工する必要があります。ミッドプレート上の取付け穴やガイドが設計値通りに加工されているかを計測し、樹脂製電子部品の取付け位置を確認します。