3Dスキャナーについて議論する際に、よく言及される概念が「3Dスキャン精度」です。3Dスキャン精度の概念をどのように理解していますか？精度、精密度、体積精度の違いは何でしょうか？これらの3Dスキャン用語に戸惑っている方は、この記事が役に立ちます！
簡単に言えば、最も一般的な 3D スキャン用語は次のとおりです。
[3Dスキャンの効率] - スキャン処理の速度に影響します。
•ドット間隔
•フレームレート（FPS）
•視野（FOV）
•オブジェクトのサイズ
【3Dスキャンの精度】- 「3Dオブジェクトと実際のオブジェクトとの誤差」と「スキャンされたオブジェクトの品質」に影響します。
•正確さ
•精度
•容積精度
本記事では、「3Dオブジェクトと実物の誤差」と「スキャンしたオブジェクトの品質」について解説します。 （ 「3Dスキャンの効率や速度」については、 「【3Dスキャン豆知識】3Dスキャン効率を上げる4つの秘訣を公開！ 」をご覧ください。）
精度 vs. 精密度 vs. 容積精度
測定を行う際には、測定値が既知の値または確立された値にどれだけ近いかを表す正確さと精密さを考慮する必要があります。国際標準化機構（ISO）はこれを「測定方法及び結果の正確さ（正しさと精密さ）」と呼び、正確さをランダム誤差と系統的誤差の組み合わせとして定義しています。正確なデータは、自動車の改造や工業製造などの用途において特に重要です。
正確さ
ある測定条件のもとで、複数回の測定を一組として、その測定結果の推定値と真値との乖離の度合いを「測定結果と真値との近さの度合い」と捉えることができます。
精度
特定の測定条件下では、1 回の測定で複数の測定間で測定値が分散し、精度が低下し、標準偏差が大きくなるという特徴があります。
出典：シャイニング3D精度（繰り返し測定精度とも呼ばれる）とは、同一条件下で複数回測定を行った後の測定値の安定性（一貫性）を指します。アスリートが標的を射撃する際に常に中心エリアに命中するように、3Dスキャナーの精度は標的に命中したエリアに例えることができ、精度は複数回の命中における安定性に例えることができます。
容積精度
精密なテストと計算から導き出された式により、モデルの体積変化をスキャンした際に測定値と実際の値との誤差関係が表示されます。
ほとんどの 3D スキャナー メーカーは、複数のキャプチャにわたる精度である体積精度も指定しており、スキャンされた部分のサイズが大きくなるにつれて、グローバル精度は低下します。
例: 0.05mm + 0.15mm/m。
例えば、部品の長さが2メートルの場合、スキャナーの精度は0.05 + (0.15 * 2) = 0.035 mmになります。これは、元のシングルスキャン精度と比べて大きな差です。したがって、特に車などの大型の物体をスキャンする場合は、シングルスキャン精度よりも体積精度の方が重要です。
ちょっと追加です!!
•写真測量モジュールを統合した一部の3Dスキャナーでは、 スキャンベースの位置決めステッカーを使用して、オブジェクトの3D構造を事前にマークすることができます。これらのマーカーは、図面で点をつなぐのと同じように、3Dスキャナーにとって正確な参照点となります。写真測量ソースから得られる「構造」を使用することで、データの精度が向上します。
•写真測量法は、物体の写真をさまざまな角度から複数回撮影し、その形状とサイズを計算する 3D スキャン技術です。
測定精度に影響を与える要因
メーカーや市場でのポジショニングに関わらず、3Dスキャナーの精度は温度、データの整合性、アルゴリズム、スキャン角度など、様々な要因によって変動します。そのため、精度の変動を防ぎ、最も信頼性が高く正確な3Dデータを取得する方法を理解することが不可欠です。
1. 温度
最適なスキャン精度を確保するには、スキャナーをウォームアップし、安定した温度に保つことも重要です。温度が安定したら、スキャン前にキャリブレーションを実施し、最高の精度を実現してください。ウォームアップ、温度安定、キャリブレーション、スキャンという一連の手順を踏むことで、最も正確な結果が得られます。
2. データの整合性
データの完全性は精度に影響を与える重要な要素です。不完全なデータは不正確な結果や歪んだ結果につながり、3D情報全体の品質に影響を与える可能性があります。したがって、最も正確な結果を得るには、データの完全性と真正性を確保することが不可欠です。
完全なデータ
3. アルゴリズム
キャリブレーションからデータ処理まで、3Dデータ収集においてアルゴリズムは重要な役割を果たします。アルゴリズムは、スキャンしたオブジェクトの正確な再構成を保証する複雑な数式の集合です。キャリブレーションもまた、このプロセスの重要な要素であり、スキャナーの精度を確保し、アルゴリズムの正しい動作に必要なデータを提供します。
4. スキャン角度
理想的には、スキャナーは対象物に対して可能な限り垂直に設置する必要があります。この位置に設置することで、スキャナーはマーキングをより正確に抽出し、より正確な3Dデータを取得できます。
FreeScan UEでスキャン
より大きな物体をスキャンすると、累積誤差が大きくなります。ただし、グローバルマーキングや写真測量法など、いくつかのスキャン手法は、これらの誤差を軽減するのに役立ちます。
グローバルマーカー
ポイント クラウドをスキャンする前に、まずグローバル マーカーをスキャンすることができます。これにより、アルゴリズムは精度を最適化し、より正確なデータを取得し、最終的に体積精度を向上させることができます。
写真測量
写真測量は、グローバルマーキングデータの精度を向上させることができます。適切なスケールファイルをインポートし、対象物のサイズに基づいて、スキャン前に対象物の近くに一致するスケールを配置することができます。一般的に、写真測量は、産業用途において高精度が求められる大型部品の測定に適しています。2つの手法のうち、写真測量はグローバルマーキングよりも優れていると考えられています。
写真測量法を使用して航空機モデルをスキャンします。
SHINING 3Dメトロロジーグレード3Dスキャナファミリーの測定精度の比較
高精度かつ小型の物体の測定には、 AutoScan InspecとOptimScan-5M Plusの2つのモデルをお勧めします。AutoScan Inspecは全自動で操作性に優れており、 OptimScan-5M PlusはAutoScan Inspecよりも少し大きい物体の測定も可能です。
FreeScanシリーズはどのように選べばよいでしょうか？スキャンするオブジェクトが大きく、高精度が求められる場合は、写真測量機能が搭載されているFreeScan UE Proを選択できます。これにより、位置合わせプロセスにおけるエラーを大幅に削減できます。
FreeScan UE Proアプリケーション
最後に、 FreeScan Trakについてお話しましょう。他のスキャナーとは異なり、このスキャナーはスキャン対象物にラベルを貼る必要がありません。大きな対象物にラベルを貼るのが難しい場合は、このスキャナーの使用を検討してみてはいかがでしょうか。
精度、精密度、容積精度については理解できましたが、SHINING 3D のスキャナーについてはまだよくわかりませんか?
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メーカーのウェブサイトや仕様書には、様々な用語が記載されていることがよくあります。重要なのは、容積精度とグリッド解像度、そしてそれらがお客様の特定のニーズにどのように適合するかです。
精度や解像度といった技術仕様は、様々な3Dスキャナーを簡単かつ迅速に比較するのに役立ちますが、それだけが唯一の決定要因ではありません。ブランドの認証、歴史、ソフトウェア、アフターサービスなども考慮する必要があります。
3D スキャナーの選択に困っていたり、自社のケース (および予算) に実際に何が必要なのかわからない場合は、どうすればよいでしょうか?
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