3D マシンビジョンテクノロジーの効果
3D マシンビジョンテクノロジーの効果
マシンの「目」となり、3D 空間表現を提供し、物体の位置、サイズ、方向に基づく意思決定を自動化できます。この理由で 3D 画像処理テクノロジーは、品質管理、組み立てライン、ビンピッキングなど、多数の自動化された産業プロセスで不可欠になっています。
AZo によるインタビューで、IDS Imaging Development Systems GmbH の Martin Hennemann 博士は、3D 画像処理の応用の可能性、機能の概要、Ensenso S 3D カメラシリーズの主な開発について語っています。
産業プロセス、特にオートメーションテクノロジーに対して、3D マシンビジョンはどのような影響を与えましたか？
3D 画像処理は、主流のオートメーションテクノロジーとしての地位を確実なものとすることができました。ロボット技術と組み合わせて、コンテナの自動ピッキング、ピックアンドプレース、組み立て作業、物流でのイントラロジスティクス用途の一部としてのデパレタイズ、商品や荷物のハンドリングおよび保管などの作業において、世界中で使用されています。3D 画像処理テクノロジーの主なメリットの 1 つに、産業プロセスにおける手作業をさらに減らせるという点があります。たとえば、産業界ではロボットはよく、複雑な作業や重量物の持ち上げの自動化に使用されますが、3D ビジョンがあればさらに柔軟になります。
さらに、人間と共同作業や作業の支援を専門としたロボットが増加しています。この調査分野は急速に拡大し、発展しています。主な目標の 1 つは、十分な「視覚」をロボットに持たせて、インテリジェントに動作し、環境に順応して対処できるようにすることです。
Ensenso 3D カメラはマシンビジョンの既存のどの分野に適用され、どのようなメリットがありますか？
Ensenso 3D カメラシリーズは、アクティブなステレオビジョン 3D カメラで構成され、先頃追加された Ensenso S シリーズは構造化照明に基づく 3D 技術を利用します。さまざまな用途に適応するに足りる柔軟性があり、産業用途にも研究用途にも、世界中で普遍的に使用されています。
新しい Ensenso S モデルの詳細と、個々の技術的な特長について教えてください。
Ensenso S は Ensenso ポートフォリオに最近加わった製品で、精密な 3D 画像処理を競合他社よりも低コストで行うための新たなエントリーポイントです。価格ポイントは低いものの、3D カメラとして産業向けの設計とインターフェースオプション、構造化照明の一種であるレーザーパターン三角測量を利用する先進的な 3D センシング技術を搭載しています。箱の山が積まれたパレットなど、シーンにレーザードットパターンが投影されます。
Ensenso S はそのシーンを撮影し、レーザードットからの光が箱の上に拡散する場所をシステムに取り込み、これらのレーザードットの位置を記録します。Ensenso ソフトウェアのインテリジェンスを使用して、この情報は人工ニューラルネットワークを通じて処理されます。このとき、個々のレーザーポイントを識別し、各レーザーポイントに ID を割り当てて、三角測量の原理を使用してレーザーポイント間の距離値を取得します。
カメラ自体にはコンパクトで丈夫な産業向けハウジングが備えられています。カメラのハウジングは IP65/67 仕様で製造されているため、過酷な環境でも安全に使用できます。デバイスの背面には、データ転送用の M12 GigE データポートや、電源、トリガー、フラッシュ接続用の M8 ポートなど、産業用コネクターがあります。多岐にわたる機能も用意しています。
Ensenso S はどのような種類のデータを取得しますか？このデータはどのように適切な形式に処理されますか？
Ensenso S には、高品質で精細な 3D 点群を提供する能力があります。カメラのレーザーパターン三角測量は、85,000 までのレーザーポイントを処理でき、水平 60° x 垂直 50° の視野、500 ～ 3,000 mm の動作距離に対応します。レーザー照明により、さまざまな露出時間が可能になり、移動する物体も測定できます。速度の面では、プロジェクターのフルパワーで毎秒 20 点群を高解像度で提供できます。
カメラは高品質で低ノイズのデータを提供し、およそ 1 cm 単位のサイズの精度で識別できます。また、低コストのステレオカメラや Time Of Flight (TOF) カメラなどの他の技術を取り入れた製品と比べて、アーチファクトレベルが低くなっています。柔軟なプログラミングインターフェースを通じて、校正された点群と中間データを、ユーザーが希望するアプリケーション統合向け処理ソフトウェアに合わせてすぐに利用できます。
Ensenso S 3D カメラのサンプル事例の概要を提示してください。
Ensenso S には多数の理想的な使用例のシナリオがあります。物流のオートメーションの事例では、倉庫内などの動きが多い領域の周辺や内部でのパレットのハンドリングや商品移動の追跡に優れています。輸送および移動用途で活用する場合、Ensenso S によって輸送車両の妨げとなる物体を検出できる可能性があります。パッケージのハンドリングにも最適です。たとえば、パッケージが運搬されるコンベアベルトの上に 3D カメラを取り付けて、パッケージの追跡や分析のための 3D データを提供できます。
前述のように、Ensenso S は、デパレタイズ用途や、特定の範囲の物体を検査、識別、制御する必要がある物体認識において、ロボットと組み合わせることで最適に使用できます。3D カメラにより新たな用途も実現されます。たとえば園芸の分野では、ロボットが作物の監視、植物の世話、果実の検査を行い、熟した適切なタイミングで自動的に収穫します。
ロボットが人間と協働したり、人間に代わって特定の作業を行ったりする自動支援も、急速に発展しています。たとえば、要求に応じて店舗から特定の食品を自動的に選んで輸送します。このような複雑で難しいシナリオでも、Ensenso S により、状況から「意味」を引き出してこれらのインテリジェントシステムに提供できます。
Ensenso S 3D カメラシリーズに関して、私たちが覚えておくべき重要なポイントと機能は何ですか？
Ensenso S は、精密な 3D 画像処理の新しいエントリーポイントとなり、多様な用途に対応する可能性を秘めています。この新しいコンパクトな 3D カメラは汎用性とコスト効果に優れており、これまで必要な予算に応じて使用されてきた用途に 3D ビジョンを統合できます。レーザー三角測量アルゴリズムにより、正確な 3D 形状の点群を提供し、特に他の 3D 技術が達成できる結果と比べてアーチファクトレベルは低くなっています。
統合の面では、Ensenso S には産業向けのハウジングと確実で包括的な SDK 機能が付属しています。このため、この新しいカメラは市場でも高い関心を集める先進的な製品となっています。