大型部品検査用の工業用写真測量についてご存知ですか？

紹介

近年では、製造業は、高品質の急速な発展の方向に向かって、デジタル化の方向に向かって急速な発展、柔軟な自動化の方向に向かって急速な発展、美しくシンプルで構造的な高性能の目標の外観を満たすために、工業製品の製品形状は、より多様化し、より複雑な構造設計、検査精度のワークピースの幾何学的寸法にこれらの傾向の割合の継続的な増加を占め、一体成型製造プロセスの使用は、より多くの前進している。これらの傾向は、ワークピースの形状、ワークピースの検査精度、効率性要件の位置、特に大中型ワークピースの検査に直面して、移動する部品の不便さに起因する検査精度にますます多くの要件を、、、現場の測定環境の複雑さ、効率性要件の多次元測定の存在を提唱するすべての伝統的な接触寸法測定機への新たな挑戦は、需要の高効率フルサイズ測定のための非接触光学三次元スキャニング測定器の使用も徐々に増加している。効率的なフルサイズの測定のための非接触光学三次元スキャニング測定器の需要も徐々に増加している。

工業写真測量は、より人気のある非接触の大規模なシーン測定技術の一つであり、その技術開発は比較的成熟しており、応用分野の広い範囲である。今回の “小細鷲マイクロ教室 ”では、工業写真測量技術の発展、この方面の分類の使用、製品の現状と応用の方向を理解するように導く。

パート1

写真測量の定義と分類

被写体の形状、大きさ、空間的な位置を測定するために、カメラまたはカメラの組み合わせを使用する技術は、写真測量と呼ばれ、カメラの発明と立体視の発見とともに19世紀半ばに始まった。簡単に言えば、写真を道具として使い、計測を目的として、二次元画像から情報を抽出して三次元モデルを構築する技術である。

写真測量技術の模式図

写真測量技術は、広い範囲の中で、分割の用途に応じて、次のように分けることができます：地形写真測量、非地形写真測量;カメラと区別される距離の間の距離に応じて撮影されるオブジェクトの場合は、次のように分けることができます：航空宇宙写真測量だけでなく、航空写真測量、さらに地上写真測量、クローズアップ写真測量に続いて、最後の土地資源の分野で広い応用範囲を持っているマイクロ写真測量などです。土地資源調査、都市計画、林業、農業、地震調査、資源と環境監視、海洋開発、国防、建設、工業、文化遺跡、生物医学分野など幅広い応用がある。

写真測量技術の応用の模式図

パート2

工業写真測量の開発と応用

工業計測は、工業生産、試験、研究のあらゆる側面において、製品の設計、モデリング、測定、プロトタイピング、シミュレーション、エミュレーションを行う分野である、品質管理運動の状態だけでなく、規律をサポートするために測定技術を提供するために行く、その測定内容は、主に本体として製品のサイズ、位置、形状およびその他の幾何学的量に基づいています。

ワークの1メートル未満の範囲のサイズの中小規模については、従来の工業用測定機は、主に座標測定機、関節アーム測定機、三次元スキャナやテストのための他の測定機の助けを借りて、基本的に必要な精度要件の製品テストとリバースデザインに到達することができます。大型ワーク、レーザートラッカー、緯度経度計、これらの光学機器の使用の要件を満たすために精度の測定における他の光学機器よりも1mの大きさのために、しかし、これらの光学機器は、状況の測定に存在する遅いですが、検出プロセスが面倒で複雑であり、工数消費の検出プロセスでは、比較的大きいので、そのような痛みのポイントの数。

従来の工業用測定装置の概略図

徐々に、これらの問題を解決する方法として、写真測量技術が工業計測の分野に応用されるようになり、製品の寸法品質検査や工程管理のための工業計測技術と組み合わせることで、工業写真測量というニッチな研究分野が形成されてきた。

伝統的な工業用写真測量製品は、まずオブジェクトの表面とコードポイントやマーキングポイントの周りに配置され、次に高解像度カメラを使用し、オブジェクトのさまざまな角度や位置から撮影し、写真の一定数を取得するように、その後、自動的に情報のコードポイントやマーキングポイントの空間的な位置を計算するソフトウェアに取り込まれた写真は、これらのファイルは、3次元データ取得ソフトウェアにインポートすることができ、その上に完全な3次元次元データを取得します。これらのファイルを3次元データ取得ソフトウェアにインポートして、完全な3次元次元データを取得することができます。

デジタル時代に写真測量は、このように、コンピュータビジョン、計測器、センサー、ロボット工学、人工知能やその他の技術の今日の急速な発展だけでなく、工業写真測量技術の発展に新たな活力を注入している、コンピュータ技術の発展によって駆動されます。

近些年来，创新方案持续不断地涌现出来，特别是高精度三维扫描与工业摄影测量二者的结合，凭借其精准的、全面的以及高效的三维数据获取能力，嵌入到工业制造的大尺寸产品开发设计环节，嵌入到质量控制环节，嵌入到スマート製造このような直接のアプリケーションの要件やユーザーのペインポイントなどのキーリンクは、検出効率が向上しているだけでなく、精度を向上させるために、多くの産業は、製品の品質と生産自動化の変換を改善するために強力なサポートを与えるためにされています。

パート3

なぜ3Dスキャンに写真測量が必要なのか？

三次元スキャニングは、光学、機械、電気、アルゴリズム技術を統合した三次元立体視光学測定技術であり、その用途は、主に物体の空間構造、色彩テクスチャの寸法の外観のデータ取得作業を実施するためであり、物体表面の空間座標セット、つまり点群情報、色彩情報などを取得するためであり、工業写真測量技術と同様に、実環境の物理的な三次元情報を、コンピュータで直接処理できる正確な寸法情報を持つデジタル三次元モデルに変換することである。工業写真測量と同じ目的を持っており、実環境の物理的な3次元情報を、コンピュータで直接処理できる正確な寸法情報を持つデジタル3Dモデルに変換する。

マルチラインレーザー3Dスキャン技術の概略図

3Dデータのスティッチングには、マーカーポイント、フィーチャー、テクスチャーが使用される。スティッチングの際、ある程度の誤差が存在する。アルゴリズムを使用して最適化することができますが、大きなオブジェクト（数メートル～数十メートル）からデータを収集した場合、テセレーションの数が増えるにつれて精度誤差は蓄積され続けます。

高精度3Dスキャニングを工業写真測量技術と組み合わせることで、累積誤差を低減することができます。3Dスキャニングの工業写真測量技術は、グローバル写真測量としても知られており、高精度ハンドヘルド3Dスキャナの助けを借りて、高密度点群情報の測定部分のマーキングポイントを効率的に取得することができます。その後、写真測量機器を使用して、さまざまな角度から部品の周囲の定規と部品の表面のマーキングポイントを撮影することで、ソフトウェアがマーキングポイントとコーディングポイントのフレームを以前に取得した高精度のマーキングポイントとコーディングポイントのフレームを形成できるようにします。次に、写真測量装置を使用して、部品の周囲に配置されたマーカーと部品表面のマーカーを様々な角度から撮影することで、ソフトウェアに高精度のマーカーとコーディングポイントのフレームを形成させることができ、この高精度のマーカーとコーディングポイントのフレームを、前節で取得したマーカー付き測定部品の高密度な点群情報と組み合わせて使用することで、大型物体の3Dスキャニングの全体的な精度を制御することを目的とする。

アプリケーション概略図

パート4

製品ソリューションの違いを比較

01

従来のプログラム：スタンドアロン工業用写真測量システム

システム・コンポーネント

専用カメラ：画像取得のための写真測量システムにおいて、カメラは主要な役割を果たす。

測定スケール：スケールの主な機能は、収集したデータの全体的な寸法を管理することである。

中心点とその周囲にあるリングで構成され、それぞれに番号が付けられたコード化点は、測定ソフトウェアによって画像解析の助けを借りて分析され、測定対象物上のコード化点の座標、法線方向、番号が決定される。

マーカーと呼ばれるタイプのポイントがあり、システムがポイントを照合して位置を特定するのに役立ち、スキャンの精度と再構成の精度を向上させる。

画像と関連する基準点を分析し、各基準点の3D座標を計算できる計測ソフトウェア。

高性能ポータブル・コンピュータ

システムの利点

非接触測定方式は、数メートルから数十メートルまでの広い測定範囲に使用され、特に大型または超大型ワークの外形寸法測定に適しています。

高精度、高解像度カメラの使用、高精度測定スケールの使用、磁気コーディングポイントの設定だけでなく、グローバルな寸法測定精度のレベルを確保するために、高度なソフトウェアアルゴリズムを装備しています。

カメラを被測定物に向けるだけで撮影でき、専門的な複雑な操作や設定も不要で簡単に操作できる。

設備は便利で、環境に制約されず、測定の範囲に制限されず、複雑な状況でも、測定操作の実行、強力な能力のアプリケーションの適応性などを実行することができます。

強力な互換性により、出力ファイルはマークおよびコード化されたポイントの3D座標情報で構成され、3Dスキャンのフレームポイントとして主流の3Dデータ取得ソフトウェアに直接インポートすることができます。

システム・ディスアドバンテージ

まず、大きな部分を取り囲むように撮影し、次にかなり角度を変えて立ち、スポット撮影やたくさんのマルチアングル撮影をするように指示される。

-学習コストが高く、安定した精度を確保するには豊富な経験を持つオペレーターが必要；

従来のプログラムによる写真測量システムでは、3次元的な空間関係を明確にするために、コードポイントの使用は避けられない。しかし、コードポイントを配置する作業は煩雑であり、対象物が大きくなればなるほど、より多くのコードポイントが必要となり、時間もかかる。

測定プロセス

鋳物の3D検査の例として、CCTV写真測量システムがある；

02

新しいソリューション：工業用内蔵型写真測量システム

プログラムの利点

UE ProとTrioは、写真測量機能を内蔵した一体型設計の3Dスキャニング装置であり、多目的な利用が可能である。 また、対象物の形状にとらわれない動作条件を実現し、その特性により大型ワークの3Dデータのグローバル精度を効率的にコントロールできる理由でもある。2眼式写真測量機能を内蔵したUE Proと3眼式写真測量機能を内蔵したTrioは、コーディングポイントを使用しない写真測量モードで、最大0.015mm+0.02mm/mの体積精度で高精度な測定を効率的に行うことができます。

フルアングル連続撮影により、定点撮影時のアングル選択が不要となり、計測作業が簡単になりました。初心者でもフルアングル撮影ができるため、安定した精度を確保でき、高効率で安定した使いやすい機能です。

データはリアルタイムで表示され、結果は高度に視覚化されたストリーミング・リアルタイム・ビデオとして提示され、撮影されなかったアングルをリアルタイムで補足することができるため、すべてのスケールの精度がさらに保証される。

柔軟性と操作のしやすさがこのシステムの特徴であり、環境への適応性が高く、超大型ワークや重量ワークの写真測量測定のために屋外に移動する必要がない。

CCTFは独自に特許技術を開発し、高解像度の一眼レフカメラの代わりに高精度のハンドヘルド3Dスキャナーを使用し、写真測量スケールを統合しただけでなく、コーディングポイントを配置する必要がなく、強力なアルゴリズムのサポートの下で、大規模なシーンのターゲットフレームの空間位置を迅速にロックすることができ、同時に、効率的に大規模なオブジェクトの3Dスキャンのグローバル精度を制御することができ、その役割に大きな利点があります。その役割は大きく、優れた利点がある。

測定プロセス

CCTV UE Pro多機能レーザーハンドヘルド3Dスキャナー、さらに写真測量でヘリコプターの機体の完全な3Dデータを例にとってみましょう。

製品アプリケーションの方向性

フルサイズ検査は、対象物の完全な3次元データを非破壊かつ迅速に取得し、高品質で効率的な寸法品質管理を可能にする客観的かつ精密な検査ツールであり、従来の測定方法における手作業に伴うエラーやコストを大幅に削減します。

具体的には、製品の設計と開発のために、リバースエンジニアリングで、迅速かつ正確に完了し、製品のプロトタイプの生産のエンジニアを支援するための参照基盤として、高精度な3Dモデルデータを提供することができ、また、迅速かつ正確に検証プロセスの設計のために、実施するために開始することができ、また、迅速かつ正確に実施することができ、反復的な最適化プロセスを含め、迅速かつ正確に到達することができ、最終的には、製品の設計サイクルを短縮する目的を達成するために、それによって設計効率と精度を向上させます。製品設計サイクルを短縮し、設計効率と精度を向上させるという目的を達成する。

CNC機械加工、積層造形、一体成型、ロボットシステムなどに正確な作業データを与え、製造プロセスの正確性と一貫性を確保し、インテリジェントな製造を支援し、効果的に生産効率と歩留まり率の二重向上を達成し、工場が自動化、インテリジェント、柔軟な製造生産ラインを構築するのに役立ちます。