ゼロからわかる3次元計測 3Dスキャナ,LiDARの原理と実践

3Dスキャナ,LiDARなどの3次元計測技術がゼロからわかる

このような方におすすめ

3D計測デバイスの開発から,周囲のものや環境を3Dとして理解し活用することを考える技術者・実務者,および学生
3DスキャナやLiDARなどの3次元計測技術の応用を目指している周辺分野の研究者,技術者
  • 著者坂本 静生 著
  • 定価2,970 (本体2,700 円+税)
  • A5 232頁 2022/06発行
  • ISBN978-4-274-22882-7
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  • 概要
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本書は,物理空間中にある物体の3次元形状を映像データとして取り込む技術である3次元計測技術について,読者の方々に手を動かしながら,その原理を理解してもらう本です.

3次元計測技術を理解するために必要な知識を最初の一歩から順を追って解説しています.物体の3次元情報をコンピュータにインプットするためにはどういったことが必要なのか,そのためにはどのような方法が使われているのか,その数理モデルはどうやって導かれるのか,そして,簡単に実践してみるところまでを説明しています.

本書にひととおり目を通し,実際に手を動かしてみることで,さまざまな場面で応用できる基礎力を養っていただけるはずです.

https://www.ohmsha.co.jp/book/9784274228827/
第1章 3次元計測技術の基礎
1.1 カメラのみによる計測
1.2 光パターン投影で高精度計測
1.3 反射光の到達時間で計測(TOF)

第2章 アクティブ型三角測量による3次元計測
2.1 カメラとプロジェクタのプロパティ設定
2.2 カメラとプロジェクタの設置
2.3 正弦波位相シフト法による3次元計測

第3章 LiDARを使って手軽に3次元計測実験
3.1 LiDAR搭載タブレットによる3次元計測
3.2 市販の3次元計測装置の活用
3.3 レーダ型LiDARを試作する
3.4 3次元計測装置を動かしながらRGB-Dデータを取得
3.5 時系列RGB-Dデータの統合

第4章 3次元計測装置の設計と開発
4.1 3次元計測装置の要件を洗い出す
4.2 アクティブ型三角測量の設計と開発
4.3 TOF センサ/ LiDARの設計と開発
4.4 将来の3次元計測技術
第1章 3次元計測技術の基礎
1.1 カメラのみによる計測
(1) 二眼ステレオ法
(2) 対応画素の探索
(3) 三眼ステレオ法,マルチベースラインステレオ法
1.2 光パターン投射で高精度計測
(1) プロジェクタとカメラの組合せによる三角測量
(2) 正弦波格子位相シフト法
(3) 位相値から3次元座標値への変換
1.3 反射光の到達時間で計測(TOF)

第2章 アクティブ型三角測量による3次元計測
2.1 カメラとプロジェクタのプロパティ設定
(1) カメラのプロパティ
(2) OpenCVによる設定
(3) プロジェクタのプロパティ
2.2 カメラとプロジェクタの設置
(1) 3次元計測用機材
(2) プロジェクタプロパティの基本設定
(3) プロパティ調整用ターゲットの準備
(4) 設定画面の確認
(5) プロジェクタの動作確認
(6) カメラの接続とプロパティの確認
(7) Pythonプログラムによるカメラプロパティの設定
(8) カメラとプロジェクタの配置
(9) プロジェクタとカメラの校正
(10) カメラの幾何学的校正
(11) カメラの幾何学的校正プログラムの実行
(12) カメラの幾何学的校正結果の出力確認
(13) カメラの幾何学的校正結果の画像確認
(14) プロジェクタの幾何学的校正(前編)
(15) プロジェクタの幾何学的校正(中編)
(16) プロジェクタの幾何学的校正(後編)
(17) カメラとプロジェクタのガンマ値の調整・確認
2.3 正弦波位相シフト法による3次元計測

第3章 LiDARを使って手軽に3次元計測実験
3.1 LiDAR搭載タブレットによる3次元計測
3.2 市販の3次元計測装置の活用
(1) RealSense L515の主な仕様
(2) RealSense L515による3次元計測
(3) RealSense D455の主な仕様
(4) RealSense D455による3次元計測
3.3 レーダ型LiDARを試作する
(1) レーダ型LiDAR用の部品と組上げ
(2) Raspberry Pi Zero WHの準備
3.4 3次元計測装置を動かしながらRGB-Dデータを取得
(1) Open3DとAzure Kinect DKについて
(2) Azure Kinect DKの仕様
(3) 3次元計測の準備
(4) 時系列RGB-Dデータの取得
(5) SLAMを適用する時系列RGB-D画像取得の注意事項
3.5 時系列RGB-Dデータの統合
(1) 時系列RGB-Dデータの統合:再構成システム
(2) 統合RGB-D データと3次元計測装置の軌跡の表示
(3) グラフィカルユーザインタフェースが備えられたサンプルプログラム

第4章 3次元計測装置の設計と開発
4.1 3次元計測装置の要件を洗い出す
(1) 計測対象の反射特性を押さえる
(2) 精度・範囲と時間のトレードオフ
4.2 アクティブ型三角測量の設計と開発
(1) 3次元計測範囲全体に光パターンが投射できるか
(2) プロジェクタの投射光量は十分か
(3) 産業用カメラを利用する
(4) カメラの撮像素子とレンズを選択する
(5) トリガー信号の制御機能を利用する
4.3 TOF センサ/ LiDARの設計と開発
(1) 仕様書を読み解く
(2) 応用の観点から考える
(3) 情報と実物を入手する
4.4 将来の3次元計測技術