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3次元挙動計測システム 概要・メリット・導入事例

システム概要

3次元挙動計測システムは、光学式のモーションキャプチャーを用いたシステムです。反射マーカーを複数台のカメラで囲い、3次元空間を構築し、リアルタイムにマーカーの座標値を算出するものです。非接触で多点計測(500点以上)できる点が、特徴です。

システム構成例

- Prime 13カメラ
- カメラケーブル
- コンパクトハブ
- ハブケーブル
- キャリブレーションワンド
- キャリブレーションスクエア
- 反射マーカー(10個セット)
- マーカーベース(10個セット)
- 三脚
- ソフトウェア Motive Tracker
- ソフトウェアドングル
- 解析ソフトウェア SKYCOM
- PC
- 設置調整料
- 年間サポート料
 

測定の流れ

設置さえ行えば、キャリブレーションは2~3分で終了します。

測定原理

◆3次元挙動計測システム概要

1台のカメラでは平面のマーカーの2次元座標値(X、Y)を取得しています。それぞれのカメラがその2次元座標上に垂線を引き、2台以上で交わった点が奥行(Z)となり3次元座標値が取得できます。つまり、1つのマーカーの3次元座標値を取得するためには2台以上のカメラが必要となります。

複数台のカメラの互いの位置と姿勢と特定、原点と座標軸を定義する事で(キャリブレーションと言う)、各カメラが認識する2次元座標値から3次元座標値を算出する事が可能となります

最低2台のカメラでマーカーが見えれば
3次元を構築可能!!

導入メリット

導入メリット

計測精度・設置が簡単

最大で200台接続可能

精度は2m×2m空間において0.1mm(環境によっては以下)を担保でき、点数も500点以上同時計測することができます。

設置は三脚やクランプを用いてカメラ設置を行います。設置さえすれば、カメラの位置、空間座標のキャリブレーションは2~3分で終了→計測開始することができますので、現場でもすぐに計測することが可能

リアルタイム性

遅延は最大5ms

あくまで反射マーカーの点座標を取り込みますので、データが軽く、リアルタイムにモニタリング(解析処理)はもちろん、外部ソフトに受け渡しもでき、制御にもご使用可能です。

サポート

国内にサポート拠点があり、テクニカルスタッフにいつでも電話・メールでのサポートは可能。また、現地トラブルサポートも専任の担当者を派遣することができます。
他社と比べコストがリーズナブルで費用対効果が望めます。

導入事例

プレス機の挙動計測

某パーツ製造メーカー様 カメラ4台システム

カメラ4台使用し、3m離れた位置から、プレス機(約横2m×縦1m)のヘッドと金型のダイナミックな挙動を計測いたしました。

従来の工業用センサですと、付けることができても1軸しか、そもそも付けることができないなどで、計測ができませんでした。また画像のシステムもお持ちでしたが、2台のカメラセットの為、空間の制約やデータ量の大きさに課題がございました。

弊社システムを使用することにより、非接触で3次元座標取得はもちろん、プレスと金型の相対的な挙動の可視化や変位量(0.1mm以下の精度)をリアルタイムでモニタリングでき、大変ご好評いただきました。設置やキャリブレーションの素早さに感動いただきました。

 

ロボットの位置精度検証

某自動車メーカー様 カメラ6台システム

設備のロボットの検証用でご採用いただきました。

内部プログラムで制御したロボットが、正確に動作しているかの検証用で計測行いました。

平面の動き以外にも、回転などもあり、有線型のセンサは使えず苦労されておりました。

弊社システムを使用することにより、秒/240Hzサンプリングで、ロボットの3次元位置や姿勢を非接触で計測が可能になりました。

現在もトラブルシュミレーター用としてご運用いただております。

複数台のロボットやドローン制御でもご使用いただいております。

 

大型構造物のダイナミック計測

某研究所 カメラ12台システム

 

大型構造体の振動実験で採用いただきました。

従来はひずみゲージや変位計を数百ch繋繋ぎ、計測するまでの前準備に大変時間がかかっていました。工数削減がテーマでお手伝いさせていただきました。

カメラを研究所内壁面手すりに据え付けし、構造物(10m級)の全体挙動(100点以上)を計測いたしました。振動台自体の揺れをキャンセルし上型の構造物だけの解析する機能や、全体的に可視化できた点が大変評価いただきました。大手ゼネコン様にも多数実績ございます。

自動車の加振試験などにも応用が可能です。自動車全面の挙動になりますと20台以上は必要です。

 

材料圧縮変位試験

愛知県内某大学 カメラ3台システム

コンクリートの圧縮試験にて、採用いただいた事例です。

試験体は1m×2mのサイズでひずみゲージと合わせて測定を行いました。カメラ4台を使用し、0.03mm精度で変位量を計測いたしました。通常は120Hz以上でサンプリングしますが、間引き処理を行い1Hzサンプリングを行った例です。

画像相関法(DIC)で計測を試みましたが、クラックが入った場合に応力特性が変わるので、うまく面でのひずみデータが出ない為、弊社システムをご採用いただきました。

<同様な事例>

ゴムの面変位測定・鉄骨の引っ張り試験

 

ロボットティーチング

愛知県某家具メーカー カメラ6台システム

塗装ロボットのティーチング用途で採用いただきました。

従来のペンダント位置決め手法ですと、直線的なティーチとなり、カクカクした動きになりがちです。その為、職人本来の動きが再現できず苦労されておりました。弊社システムはモーションキャプチャを利用することにより1秒間100Hz以上の座標点をロボットに送るため、ティーチングでは実現しにくい滑らかでかつ、人間らしい動きをリアルタイムでロボットに伝える事が可能。

ネットワーク経由で行う為、遠隔地のリアルタイムに複数台の制御も実現。各種ロボットに対応する為のプログラムもお手伝いさせていただきます。

自転車・二輪チェーン挙動

自転車・二輪メーカー様 カメラ4台システム

チェーンの挙動計測での事例です。

従来はハイスピードカメラにて挙動を観察しておりましたが、可視化はできるが同一環境でテストができない、3次元になるとハードルが上がる、精度の問題など、苦労していたそうです。弊社のシステムを使用することで誰でも同じ環境で、3次元の定量的なデータが取得可能です。チェーンの全体挙動を可視化・数値化することが可能です。

解析ソフトウェアのご紹介

取得した3次元座標から、リアルタイムに各物理量を計算させるソフトウェアです。ドラッグ&ドロップで解析ができますので、大変早く直感的に可視化です。

実際の解析画面です。ビデオキャプチャーもあり、プレゼンなどに活用可能です。

解析項目

マーカー1点 座標値、変位、速度、加速度、積算距離、指定フレームからの距離
マーカー2点  相対距離、相対変位、相対速度、相対加速度、垂直ひずみ
マーカー2点
(直線)
 角度、角変位、角速度、角加速度
マーカー3点  角度、角変位、角速度、角加速度、法線ベクトル
マーカー4点
(2直線)
角度、角変位、角速度、角加速度
剛体 座標値、変位、速度、加速度、積算距離、指定フレームからの距離、角度、角変位、角速度、
角加速度

自転車を振動台にのせて、振動解析を行った事例です。相対変位や各部の変位を解析行いました。

導入までの流れ

お問合せからサービスをご提供するまでの流れをご紹介します。
 

お問合せ

・弊社問い合わせフォームorお電話にてご用途お知らせください。その後、弊社担当者より、ご連絡させていただきます。
 

 

お問合せの次のステップを記入

後日、現地にて営業担当がご訪問し、詳細ご説明と事例紹介をさせていただきます。実際の現場環境も確認お願いしております。

ステップ2の次のステップを記入

デモの日程を調整させていただき、実機でのデモを行わせていただきます。

現場環境によりますが、設置・測定・解析含めまして2時間程となります。

ステップ3の次のステップを記入

計測内容にご満足いただけますと、見積書を弊社から送付させていただきます。

見積書にご納得いただければ、契約→納品という流れとなります。

いかがでしょうか。

このように、弊社の3次元挙動計測システムなら、誰でも簡単に計測が行なえ、工数短縮を実現できます。
3次元挙動計測システムに興味をお持ちの方は、ぜひお気軽にお問合せ・ご相談ください。

最後までお付き合いいただき、ありがとうございました。皆様方からのご連絡お待ち申し上げております。

 

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