低コスト光学慣性点群取得およびスケッチシステム

科学分野:

• 光学測定システム
• 3Dスキャン技術
• センサーフュージョン

背景:

• 従来の3D測定技術は、オブジェクトのサイズによって制限されることがよくあります。
• 正確な空間認識とデータ処理は、3D点群生成に不可欠です。
• 既存のシステムは、効率性とユーザーフレンドリーなインターフェイスが不足している場合があります。

研究 の 目的:

• 光学式3D点群取得およびスケッチシステムの開発。
• 従来の3D測定方法のサイズ制限の克服。
• 3Dスキャンのためのリアルタイムでユーザーフレンドリーなインターフェイスの提供。

主な方法:

• 表面スキャンに光学変位センサーを使用しました。
• 空間姿勢のために6軸慣性センサー（加速度計およびジャイロスコープ）を統合しました。
• データ取得、マージ、計算のためにマイクロプロセッサ制御ユニット（MCU）を使用しました。
• 信号処理のためにバターワースおよびマホーニー相補フィルタリングを実装しました。

主要な成果:

• 2D平面で最大4.7％（RMS誤差2.1％）の測定誤差を達成しました。
• 3Dオブジェクトで最大5.3％（RMS誤差2.4％）の測定誤差を達成しました。
• 輪郭取得のために大型3Dオブジェクトへの適用性を示しました。

結論:

• 提案されたシステムは、よりシンプルなハードウェアアーキテクチャとより効率的なアルゴリズムを提供します。
• システムは、強化された操作、検査、および観察機能を提供します。
• この光学式3Dスキャンシステムは、さまざまなオブジェクトサイズに対して用途が広く効果的です。