ぽんこつプログラマーの日々のまとめ

今回は仕事で使用しているFARO製 3D Laser Scanner(三次元レーザースキャナ)を軽く紹介。

1.3D Laser Scannerとは

実在する物体にレーザー光線を照射し、反射した光線より点群データ(x,y,z座標データ)を取得する機器。物体に接触する”接触型スキャナ”や、広範囲を計測することのできる”非接触型スキャナ”がある。
前者は高い精度(メーカー調+-0.01mm誤差)で計測することができ、車業界などで幅広く利用されている。後者は最大120mの広範囲を計測することが可能で、非接触型に比べ精度は劣るが(メーカー調+-2mm)、建築土木業などで、広く使われている。
今回は非接触型スキャナの最新機 FARO Foucs 3Dを紹介する。





2.広範囲を瞬時に計測する
非接触型レーザースキャナの特性として、一番のメリットは”広範囲を瞬時に計測できる”ことだ。計測する際に中心の鏡が回転し、縦方向に断続的にレーザーを照射する。そしてマウント本体が横方向に回転することで、ほぼ360度のデータを計測することが可能である。※物理的にスキャナーの真下は計測できない
また、一箇所だけでの計測では裏側や影になった部分が計測できない為、何箇所かでの計測が必要となる。

FARO Foucs 3D(以下Foucs)の平均モードで360度計測するには時間は3分もかからない。また最速モードに至っては、約30秒で計測が完了する。
計測スピードによって精度の差が出てくるが、それでも2000万点ほどの点群データを3分で計測できるのは現場にとって有難い。複数箇所で計測したとしても、1~2時間で計測は完了する。

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計測エリアを絞って計測したサンプル。高解像度モードで計測すると比例して計測時間も長くなるのだが、限られた部分のみのデータだけが必要ならば、本体の設定で計測範囲を設定できる。


3.ニーズに合わせた計測が可能
サンプル画像は白黒だが、カラーモードで計測することも可能だ。
しかし点群データとカラー情報を同時に取得することはできないので、カラーモードで計測する場合はもう一周の回転が必要となる。以前の機器ではデジタル1眼を機器上に取り付けなければいけなかったが、Foucsは写真撮影機能も搭載されているので、オプションを買い足す必要もなくなった。
白黒モードでもレーザーの反射により物体の濃淡を取得を行っているので、実業務(復元モデリング等)においてはカラー計測は必要ないかもしれない。

さらにFoucsの特性として、小型・軽量という点がある。本体サイズ 240*200*100(mm) 重量5kg。
ひとつ前の型だと、本体サイズ400*160*280(mm) , 重量 14.5kg と、ひとりで運ぶには難しかったが、新型では3分の1程度のサイズ、重さとなっている。フットワークが向上し、旧型では入れない空間での計測も可能となった。

また、本体側面にタッチパネルを搭載しており、本体設定・計測・データの確認のすべてを本体のみで行うことができる。タッチパネルは感圧式と思われ、手袋をしていても反応する。
保存媒体はSDカードで、購入時標準で32GB(class10)のSDカードと、パソコン読込用のSDカードリーダーが付いている(2012/5/16現在)。平均モードで計測すると一箇所で約40MB程なので、十分なほどの容量である。
さらにWi-fi対応でWebサーバーを搭載しており、Wi-fi対応のパソコンで接続することにより、パソコンからの操作が無線で行える。また点群データの転送も可能。Wi-fi対応のスマートフォンからも制御が可能となっている。(UIがAdobe Flashを利用しているので、現時点でAndroid OSのみで可能)
これにより離れた場所から制御が可能となるので、人が滞在するには厳しい環境でも計測することが可能となった。

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高速で計測するため、人間など動く物も計測が可能。

4.でもお高いんでしょう?
2007年当時の価格は約2000万円前後とかなりの高額だったが、需要の増加やパーツコストの削減により最新機 FARO Foucs 3Dでは約750万円まで価格が下がっている模様。

公式サイト:ファロージャパン

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Redmusk

最西端の地で釣りとギターとゲームをこよなく愛する本業ぽんこつプログラマー。今を生きるを座右の銘とし日々快楽だけを求め切磋琢磨しております。

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