レーザ光の光周波数掃引による高精度かつ高速な三次元形状計測システムの開発

Material type: 文書・図像類

Author: 飯山, 宏一ほか

Publisher: -

Publication date: 2020-05-20

Material Format: Digital

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Note (General)：: 金沢大学理工研究域フロンティア工学系光周波数が掃引されたレーザ光源を用いるFMCW光距離センサに関して，光周波数掃引幅が大きな面発光レーザを光源に用い，光周波数掃引の非線形性の影響を打ち消すk-サンプリング法の確立により，17cmの距離に対して測定精度2.7μmと，5桁の精度を実現した。この光距離セ...

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Material Type: 文書・図像類
Title: レーザ光の光周波数掃引による高精度かつ高速な三次元形状計測システムの開発
Author/Editor: 飯山, 宏一
Iiyama, Koichi
Author Heading: 飯山, 宏一
Iiyama, Koichi
Publication Date: 2020-05-20
Publication Date (W3CDTF): 2020-05-20
Alternative Title: Development of highly accurate and high-speed three dimensional object profiling system by using optical frequency-swept laser light
Periodical title: 令和1(2019)年度科学研究費補助金基盤研究(C) 研究成果報告書 = 2019 Fiscal Year Final Research Report
No. or year of volume/issue: 2017-04-01 - 2020-03-31
Volume: 2017-04-01 - 2020-03-31
Pages: 10p.-
Text Language Code: jpn
Subject Heading: 光干渉計測
FMCW法
距離計測
三次元物体形状計測
光イメージング
Measurement engineering
Target Audience: 一般
Note (General): 金沢大学理工研究域フロンティア工学系
光周波数が掃引されたレーザ光源を用いるFMCW光距離センサに関して，光周波数掃引幅が大きな面発光レーザを光源に用い，光周波数掃引の非線形性の影響を打ち消すk-サンプリング法の確立により，17cmの距離に対して測定精度2.7μmと，5桁の精度を実現した。この光距離センサを三次元物体形状計測に応用し，硬貨の形状および表面刻印の計測に成功した。また，レーザ光を空間的に掃引するガルバノスキャナの過渡応答を考慮して，データ取得とガルバノスキャナの角度変化のタイミングを最適化することにより，測定時間を600秒から22.6秒に短縮した。
High-accuracy and high-speed optical ranging system was developed by utilizing FMCW sensing system using an optical frequency-swept laser source. The measurement accuracy of 2.7 um at 17cm measurement length was achieved by using a vertical-cavity surface-emitting laser as the frequency-swept laser source and by utilizing the k-sampling technique. The developed system was applied to three-dimensional object profiling, and very fine profiling of the shape and incuse of a coin was successfully realized. Finally, the timing of the data acquisition and angle change of the Galvano scanner was optimized to stabilize the transient property of the Galvano scanner for high-speed profiling, and the measurement time of as fast as 22.6 sec was achieved for fine profiling of a coin, which is about 25 times faster as compared to the measurement time of 600 sec when a DFB laser is used as the frequency-swept laser source.
研究課題/領域番号:17K06457, 研究期間(年度):2017-04-01 - 2020-03-31
出典：「レーザ光の光周波数掃引による高精度かつ高速な三次元形状計測システムの開発」研究成果報告書　課題番号17K06457 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-17K06457/17K06457seika/)を加工して作成
DOI: 10.24517/00057531
Source: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=51228&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=51228&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
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Rights (production): CC BY-NC-ND
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Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA