現在、市場には多種多様な3Dスキャナがあふれているため、3Dスキャナの選定時に悩まれる事も多いかと思います。メーカーに問い合わせると装置のスペックは紹介してくれますが、実際の測定データとしての撮れ高はどうなのか、他のメーカーと比べてどうなのかという所までは積極的に教えてくれません。
そこで今回のブログでは弊社所有のメーカー・タイプの異なる3種類の3Dレーザースキャナを使用して、同一形状＆同一条件で測定を実施した場合の測定データの違いについてご紹介したいと思います。
使用設備
【アーム式3Dレーザースキャナ】
■メーカー：HEXAGON
■型式：Absolute Arm 7-Axis 8525
■7軸アームの仕様：
- 型式：8525-7
- 測定精度（接触式プローブ）：±31μm
- 最大リーチ：2980m
- 保護等級：IP54
■3Dスキャナの仕様：
- 型式：AS1（ブルーレーザーラインスキャナ）
- 測定精度（スキャナ単体）：±16μm
- レーザーライン幅：150mm
- ポイント取得速度：最大120万ポイント/秒
- フレーム単位ポイント：最大4,000
- フレームレート：最大300Hz
- 最小ポイント間隔（点間ピッチ）：27μm
■解析ソフト：PolyWorks Inspector Premium
【ハンディ式3Dレーザースキャナ】
■メーカー：ZEISS社
■型式：T-SCAN hawk 2
■仕様：
- 測定精度：±(20μm＋15μm/m)
- スキャン範囲：最大950×760mm/スキャン
- 測定可能サイズ：最大4,000mmまで測定・連結が可能
- スキャンモード:
ブルークロスレーザー（高速測定）、ブルーラインレーザー（深穴測定）、詳細スキャンモード（高精細測定）、サテライトモード（大型ワーク測定）
■解析ソフト：ZEISS INSPECT Optical 3D Pro
【トラッカー式3Dレーザースキャナ】
■メーカー：SHINING 3D社
■型式：FreeScan Trak ProW
■仕様：
- 測定精度：±23μm（トラッカー使用時）
- 容積精度：
±46μm（トラッカーから3.5m範囲）
±88μm（トラッカーから6.0m範囲）
±146μm（トラッカーから8.6m範囲） - ビデオフォトグラメトリー機能使用時の容積精度：±（44μm+12μm/m）
- シングルスキャン範囲：最大650×580mm
- 解像度：0.01～10mm
- ポイント取得速度：最大550万ポイント/秒
- トラッキング範囲：最大8.6ｍ（視野範囲：206.7㎥）
測定対象物と測定条件
【測定対象物】
- 品名：乗用ラジコン（子供用）
- サイズ：L1300×W806×H620［mm］
- 材質：プラスチック＋その他
【測定条件】
- 測定室内温度：21℃
- 測定点間ピッチ：0.5mmで統一
測定データの比較（車全体）
【アーム式3Dレーザースキャナ（Absolute Arm 7-Axis 8525）】
- 1本のラインレーザー。
- ポリゴンの表面状態は非常にきれい。（※ハンディ式と同等レベル）
- 奥まった箇所にレーザー光が届かず部分的に面が抜け落ちている。
【ハンディ式3Dレーザースキャナ（T-SCAN hawk 2）】
- 20本のクロスレーザー。
- ポリゴンの表面状態は非常にきれい。（※アーム式と同等レベル）
- 奥まった箇所にもレーザー光がある程度届いており面の抜け落ちは少ない。
【トラッカー式3Dレーザースキャナ】（FreeScan Trak ProW）
- 50本のクロスレーザー。
- ポリゴンの表面状態は平均的で若干レーザー痕が残る。
- レーザーの本数が多い上に被写界深度が深いため広範囲を非常に短時間で測定できた。
測定データの比較（タイヤ溝）
【アーム式3Dレーザースキャナ（Absolute Arm 7-Axis 8525）】
- 全体的にバランスよく測定ができている。
【ハンディ式3Dレーザースキャナ（T-SCAN hawk 2）】
- エッジ部もしっかり表現されている。
【トラッカー式3Dレーザースキャナ】（FreeScan Trak ProW）
- エッジ部が若干ボケている。
測定データの比較（インパネ）
【アーム式3Dレーザースキャナ（Absolute Arm 7-Axis 8525）】
- レーザー光が届いていない奥まった箇所はデータの欠落が多い。
【ハンディ式3Dレーザースキャナ（T-SCAN hawk 2）】
- レーザー光が届きにくいウインドウの裏側は十分な測定ができていない。
【トラッカー式3Dレーザースキャナ】（FreeScan Trak ProW）
- データの抜けも少なく全体的にきれいに測定できている。
まとめ
3種類の3Dレーザースキャナによる測定データの比較の結果、同一形状＆同一条件で3Dスキャンを行っても測定時間や測定範囲、ポリゴンデータの表現力等に大きな違いがあることが分かりました。
アームタイプとハンディタイプは大物の測定に少々時間がかかる上に奥まった箇所を苦手としていましたが、高精細なポリゴンデータを取得することができました。トラッカータイプは大物でも奥まった箇所でも短時間で測定ができましたが、精度が若干劣るデータとなりました。
弊社では非常に高精度な測定が可能なカメラタイプの3Dスキャナも保有しておりますが、大物の測定にはより長い時間がかかってしまうと思われます。
万能な3Dスキャナは存在しないため、測定品のサイズや要求精度、測定環境等に合わせて適切な3Dスキャナを選択することが重要になります。3Dスキャナの選択についてお困りの事がございましたらお気軽にお問合せください。
