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モーションキャプチャー(非接触3次元挙動計測)

選ばれる理由-Why ?

  • 高精度-0.1mm-環境によって30μm
  • 非接触、3次元で100点以上計測ができる
  • 工数軽減が実現できた
  • 今まで計測できなかったものが数値化できた
  • 変位計やひずみゲージの置き換えを探していた
  • ロボット位置座標がリアルタイム且つ簡単に受け取れた

導入メリット

高精度に多点を同時計測可能

最大で200台接続可能

精度は2m×2m空間において0.1mm(最大0.03mm)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。ターゲットマーカーは、シールを貼る感覚で取り付けができ、工数短縮で好評いただいております。又、動的な実験はもちろん、数分〜数時間かけて変形させる静的試験でも採用傾向がございます。

リアルタイム性、外部ソフトとの連携

遅延は最大5ms以下

OptiTrackはカメラにてXYの座標計算を行っておりますので、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(UDP通信)もでき、制御にもご使用可能です。Linux,LabView,MatLab,Pythonなどサンプルコード有

設置の手軽さ、ソフトの操作性

設置は三脚やクランプを用いてカメラを設置します。カメラの据付が終了すれば、キャリブレーションは2~3分で原点含め定義付け→計測開始することが可能。1人でも1時間あれば設置から計測開始が実現できます。
基本的には3次元座標値から、解析ソフトで他の物理量に変換しますが、データを読み込み、ドラック&ドロップで選択すればすぐに、数値化、グラフ化できます。
※リアルタイム解析も可能

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➕イメージ動画

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。

キャリブレーション〜計測までの動画は下記です

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!!

主な用途

・プレス機治具の挙動計測  ・プレス金型の挙動計測   ・設備の振動計測

・ロボットの先端位置測定  ・ロボットの繰り返し精度確認・ロボットティーチング

・振動台での構造物実験   ・反力壁を用いた木造実験  ・建材の振動解析

・鉄鋼の静的座屈試験    ・コンクリート(RC)の静的圧縮試験 

・車ボデーの挙動試験    ・サスペンションの計測   ・窓と窓材の動的挙動

・ワイパーのビビり解析   ・自動車振動計測      ・走行時の部品挙動計測

・搬送機の移動精度確認   ・サッシ、引き戸の挙動計測 ・ゴムの変位測定

・ドローンの飛行制御    ・ローバーの挙動解析    ・回転体の回転数

・2輪チェーンのたわみ測定 ・エンジン全体の変位測定  ・船模型の位置計測

・重機の全体挙動解析    ・ダミー人形の位置確認用  ・ブレース試験 

・浴室の変位計測静的    ・フィルムの3次元測定 etc.  

導入効果例

例①自動車ボディの剛性試験 

例①工数軽減

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。

 

車体剛性、部品挙動

カーメーカー様 カメラ8台システム

車体の剛性試験での実績です。

車体ボデー関係の計測で、ルーフ試験、ドア開閉、窓開閉、などで実績がございます。ドアの面的評価や、窓とボデーの相対変位、ルーフの経時変化の計測などで活用いただいております。カメラレイアウト次第では、車1台分丸々計測可能です。

 

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。

 

面たわみ、歪み解析用途

サッシ、ドアメーカー様 カメラ6台システム

ドア、サッシ、シャッターなどの建材関連で実績がございます。

従来の計測手法では計測できなかった、ストロークの長い物の変位量を非接触で計測できるシステムです。ターゲットを貼り付けた位置の点計測はもちろん、点を繋いでの面評価などにお使いいただけます。

<用途>

ドア挙動、サッシ、シャッターの振動評価

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。

<事例>

振動台動的挙動、反力壁静的試験、橋梁試験

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。

<用途>

RC反力壁試験、鉄骨の曲げ試験、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。
 

 

面着orWebにてお打ち合わせ

後日、各エリアの営業担当がご訪問、もしくは、Web(Teams,Zomm他)ツールでお打ち合わせさせていただきます。製品の概要、事例など資料ベースでお話させていただきます。

製品のデモンストレーション

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。

それ以外に、東京•愛知のスタジオにご来社or遠隔でのデモも承っております。

ご契約

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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