黒色・ゴム・光沢面の3Dスキャンをマスターし、精密オートメーションを実現する

3Dスキャンの精度は、特定の色と材質の影響を受けやすい。これには黒色、ゴム質、光沢面が含まれる。それでも優れた結果を得ることは可能だ。デリバリースペシャリストのイヴァン・ザトクラク氏に、その方法を聞いた。

多くの顧客が、困難な表面を持つ物体を扱うアプリケーションの自動化を必要としています。ロボットは3Dビジョンを搭載し、物体を認識し、X、Y、Z座標で定義される正確な位置を特定する必要があります。初めて、ロボットは物体に精密にナビゲートし、ピックできます。

課題は、3Dビジョンシステムが「スキャンしにくい物体──黒色、ゴム質、光沢材質」をスキャンする必要があるときに生じます。これらの材質は、3Dスキャンプロセスを深刻に妨げる可能性があります。

自動車分野の例を挙げましょう──ビジョン誘導ロボットによる黒色ゴムタイヤのピッキング。これは非常に一般的なアプリケーションですが、良好な結果を得るには堅牢な3Dビジョンソリューションが必要です。

本記事では、黒色タイヤの認識とピッキングがなぜこれほど困難かを探り、優れた結果を得るためのアプローチを解説します。始めましょう。

INGENERSUN, S.L.によるタイヤの3Dスキャンと自動デパレタイズ

なぜ黒色ゴムと光沢材質の3Dスキャンは難しいのか？

タイヤの例に戻りましょう。表面は黒く、ゴム質で、しばしば光沢があります。これは以下の理由で3Dビジョンシステムに困難をもたらします：

非常に暗い、または黒い表面の問題の一つは、適切な3Dスキャン取得に必要なコントラストが不足していることです。もう一つの事実は、それらがレーザー光（光子）の大部分を吸収することです。つまり、多くの3D情報がスキャン材質内で失われ、カメラに反射して戻ってきません。人工光で照らしても、スキャン対象物の追加3D情報が失われるため解決になりません。

光沢面もスキャンが難しいです。これらはしばしば鏡面反射（スペキュラ反射）を引き起こすためです。これは光を単一の出射方向に反射し、しばしばカメラ視野外へ向けてしまうことを意味します。他のケースでは、シーン内の個々のパーツ間でレーザー光が反射し合い、相互反射（インターリフレクション）を引き起こします。どちらの場合も、光の歪みが適切な3Dデータ取得プロセスを妨害します。

タイヤピッキングのもう一つの課題

ここまで、特定材質に関連する3Dスキャン課題について語ってきました。しかし、タイヤピッキングアプリケーション設計時に考慮すべき要因はこれだけではありません。

もう一つの重要な要因はスキャンボリュームです。タイヤを十分な距離からスキャンできるだけの大きさが必要です。タイヤはしばしば高いパレットに積まれ、そこからピックして別の場所に置く必要があります。さらに、ロボットが掴んだタイヤをパレット間で自由に動かせるだけのスペースも必要です。これらすべてを考慮すると、必要なスキャン距離は4メートル以上に達することがあります。

黒色タイヤを3Dスキャンする方法

私たちも、自動車分野のお客様からタイヤピッキングの自動化ソリューション開発依頼を受け、上記課題に取り組み、優れた成果を達成しました。その方法は：

最大スキャンボリュームを持つPhoXi 3D Scanner、モデルXLを使用しました。このスキャナーは以下の特長により優れた結果を出しました：

• 黒色、ゴム質、光沢を含む、あらゆる材質・表面で高品質3Dスキャンを提供
• 環境光を効果的に抑制
• 光沢面によるノイズをインターリフレクションフィルターでキャンセル
• 最大モデルXLは4メートル以上のスキャンボリュームを提供、必要ならそれ以上も可能
• 厳しい産業環境と照明条件下で堅牢なパフォーマンスを発揮

最大モデルのPhoXi 3D Scannerをロボットに搭載することで、タイヤの3Dスキャンと自動ピッキングのすべての課題を克服できました。

自社プロジェクトで私たちの3Dビジョンを試してみませんか？ 技術がご自身のアプリケーションに適しているか不明な場合もご安心ください。無料のフィージビリティスタディでテストできます。ご連絡いただければ詳細をご相談できます。