重み付き最小二乗法を用いた点群データによる3Dモデリングの高精度化処理の検討

摘要

近年，三次元測定機は，超精密分野での計測のみならず三次元モデルの寸法といったCAD入力データの取り込み（リバース·エンジニアリング)，人体計測など多方面において必要される技術となっている．三次元測定機とは，プローブと呼ばれる検出器を用いて三次元の座標データを検出する装置である．プローブには測定対象に直接触れて測定する接触式と，レーザスキャンやX線CTスキャナなどを用いて測定する非接触式の二種類がある．非接触式での測定では，三次元の座標データを短時間で取得出来るため，寸法検査などのリードタイムの短縮が可能である．また，接触式では測定不可能な複雑形状のモデルを膨大な量の点群データから三次元にモデル化できる．しかし，非接触式の測定は接触式と比較して測定精度が低いため，点群データから三次元モデルを構築する際に精度の低いものになる．そこで，高精度の三次元モデルを構築する手法として，点群データにばらつきのデータを付与することで重みを考慮した最小二乗法による三次元モデルの構築を行う処理方法を提案する．従来の点群データは座標データのみのデータとなっている．そのため，最小二乗法を用いて三次元モデル化を行う際に，測定された点の精度による重みが考慮されていない．そこで，点群データにその点ごとの計測誤差のばらつきのデータを付与することで，ばらつきのデータによる，最小二乗法で重みを考慮した高精度な三次元モデルの構築が可能となると考えられる．本研究では，非接触測定による計測誤差のばらつきを調査し，その傾向をもとにした，重み付き最小二乗法による3Dモデリングの高精度化処理の検討をし，評価を行ったので報告する．