JP2017116512A - Three-dimensional scanning device and three-dimensional positioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、三次元空間を走査するための装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for scanning a three-dimensional space.
外部環境の三次元認識は、セキュリティシステムにおける侵入者の発見や自動車における歩行者の認識、ロボットにおける障害物の検知などに応用され、様々なシステムにおいて重要な技術となっている。しかし、認識に使用されるセンサには測定範囲の限界が存在するため、単一のセンサから得られる情報は限定的となってしまう。この課題を解決し、単一のセンサによって三次元空間の認識を行う手段として、動力装置によって駆動する何らかの可動機構をセンサに付加し、三次元空間を走査する方法が提案されている。 The three-dimensional recognition of the external environment is applied to the discovery of intruders in security systems, the recognition of pedestrians in automobiles, the detection of obstacles in robots, etc., and has become an important technology in various systems. However, since the sensor used for recognition has a measurement range limit, information obtained from a single sensor is limited. As a means for solving this problem and recognizing a three-dimensional space by a single sensor, a method of scanning the three-dimensional space by adding some movable mechanism driven by a power unit to the sensor has been proposed.
とりわけ、センサの特性に依存せず、なおかつ単一の動力装置によって稼働する機構は、いかなるセンサにも付加することが可能であるため汎用性が高く、動力装置の削減に伴う小型化や省電力化、低コスト化などが期待できる。 In particular, a mechanism that does not depend on the characteristics of the sensor and that is operated by a single power unit can be added to any sensor, so it is highly versatile. And cost reduction can be expected.
以上の特徴を有する機構例の1つとして、特許文献1で提案されている機構が挙げられる。スタッドボルトの軸周りを回転しながら移動するフランジと、それに従動するリンク機構によって、螺旋状の軌道による三次元空間の走査を実現している。 One example of a mechanism having the above characteristics is a mechanism proposed in Patent Document 1. A three-dimensional space scan by a spiral trajectory is realized by a flange that moves while rotating around the axis of the stud bolt and a link mechanism that follows the flange.
同様の特徴を有する別の機構例として、特許文献2で提案されている機構が挙げられる。複数のウォームギヤを組み合わせることで、単一の動力装置によるパン方向とチルト方向の回転を実現し、螺旋状の軌道によって三次元空間の走査を行う。 Another example of the mechanism having the same characteristics is the mechanism proposed in Patent Document 2. By combining a plurality of worm gears, rotation in the pan direction and tilt direction by a single power unit is realized, and a three-dimensional space is scanned by a spiral trajectory.
従来の機構で用いられている螺旋状の走査軌道L2を水平方向から観測した模式図を図13に示す。螺旋状の走査軌道では、1サイクルの走査を行う間に軌道が交差しないため、軌道間に連続的な死角が発生する。そのため、従来の機構を用いてセンサによる三次元空間の認識を行う場合、認識対象のエッジなど特徴的な部分が死角に入り込むことによる誤認識の発生が予測される。死角を小さくするためには軌道間隔d2を狭める必要があるが、それに比例して走査に要する時間が増加するため、走査効率が低下してしまう点が問題となる。 FIG. 13 shows a schematic diagram of the spiral scanning orbit L2 used in the conventional mechanism observed from the horizontal direction. In the spiral scanning trajectory, the trajectory does not intersect during one cycle of scanning, so that a continuous blind spot is generated between the trajectories. For this reason, when a three-dimensional space is recognized by a sensor using a conventional mechanism, it is predicted that a misrecognition will occur due to a characteristic part such as an edge to be recognized entering the blind spot. In order to reduce the blind spot, it is necessary to narrow the trajectory interval d2. However, since the time required for scanning increases in proportion thereto, the scanning efficiency is lowered.
螺旋状の走査軌道では、水平に近い軌道が垂直方向に複数積み重なることで、三次元空間が走査される。そのため、センサによる三次元空間の認識を行う場合、水平方向の測定間隔は走査速度の制御によって調整することができる。一方で、軌道間隔d2は機構の構造および機構からの距離にのみ依存するため、垂直方向の測定間隔については走査速度の制御による調整を行うことができず、測定環境に応じて垂直方向の測定分解能を変化させるといった使用は不可能である。 In the spiral scanning trajectory, a plurality of trajectories close to the horizontal are stacked in the vertical direction to scan the three-dimensional space. Therefore, when the three-dimensional space is recognized by the sensor, the horizontal measurement interval can be adjusted by controlling the scanning speed. On the other hand, since the orbit interval d2 depends only on the structure of the mechanism and the distance from the mechanism, the measurement interval in the vertical direction cannot be adjusted by controlling the scanning speed, and the measurement in the vertical direction is performed according to the measurement environment. Use such as changing the resolution is impossible.
従来の機構では、1サイクルの三次元空間走査が完了した後、次の走査を始めるためには動力装置の回転方向を変化させる必要がある。回転方向を変化させる際に、機構を搭載したシステムが慣性の影響を受けるため、システムの挙動に悪影響を及ぼしてしまう。 In the conventional mechanism, it is necessary to change the rotation direction of the power unit in order to start the next scanning after one cycle of the three-dimensional spatial scanning is completed. When changing the direction of rotation, the system equipped with the mechanism is affected by inertia, which adversely affects the behavior of the system.
以上の問題を踏まえて、本発明は死角を断片化し、垂直方向の測定分解能を向上させることができる走査軌道の提供、およびその走査軌道による三次元空間の走査を実現する、回転方向制御を必要としない単一の動力装置によって駆動する三次元走査装置の提供を目的とする。 In light of the above problems, the present invention requires a rotation direction control that provides a scanning trajectory that can fragment the blind spot and improve the measurement resolution in the vertical direction, and realize scanning of the three-dimensional space by the scanning trajectory. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional scanning device driven by a single power device.
本発明の三次元走査装置は、パン方向とチルト方向の回転角度を同時に変化させることで得られる単位走査軌道(図1)を複数組み合わせることで、三次元空間の走査を実現する。単位走査軌道は数1に示す式として定義される。rは機構中心から軌道までの距離、θは軌道の始端に対するパン方向の回転角度、θpは軌道の始端から終端に至るまでに要するパン方向の回転角度、すなわち1つの単位走査軌道が走査するパン方向の走査領域である。θtはチルト方向の最大角度と最小角度の差、すなわちチルト方向の走査領域であり、θmはチルト方向の最大角度である。数1は走査軌道がパン方向の回転角度のみに依存することを示しており、これは単位走査軌道が単一の動力装置によって実現可能であることを意味する。 The three-dimensional scanning device of the present invention realizes scanning in a three-dimensional space by combining a plurality of unit scanning trajectories (FIG. 1) obtained by simultaneously changing the rotation angles in the pan direction and the tilt direction. The unit scanning trajectory is defined as an expression shown in Equation 1. r is the distance from the center of the mechanism to the trajectory, θ is the rotation angle in the pan direction with respect to the start end of the trajectory, θp is the rotation angle in the pan direction required from the start end to the end of the trajectory, that is, the pan scanned by one unit scan trajectory. This is a scanning area in the direction. θt is the difference between the maximum angle and the minimum angle in the tilt direction, that is, the scan area in the tilt direction, and θm is the maximum angle in the tilt direction. Equation 1 shows that the scanning trajectory depends only on the pan rotation angle, which means that the unit scanning trajectory can be realized by a single power unit.
θを単調に増加させる場合、ある単位走査軌道の終端は、次の単位走査軌道の始端となる。よってi番目の単位走査軌道の始端をPSi、終端をPEiとすると、数2の関係が成り立つ。始端と終端が一致しない、すなわち数3の条件を満たす単位走査軌道では数4の関係が成立するため、θを単調に増加させることで単位走査軌道を変位させることが可能となる。変位させた単位走査軌道を統合することで、複数の単位走査軌道が交差した三次元メッシュ状走査軌道による三次元空間走査を実現することができる。三次元メッシュ状走査軌道がθの単調増加によって実現されることは、動力装置の回転方向の制御が不要であることを示している。 When θ is monotonously increased, the end of one unit scanning trajectory is the starting end of the next unit scanning trajectory. Therefore, if the starting end of the i-th unit scanning trajectory is P Si and the end is P Ei , the relationship of Equation 2 is established. In the unit scanning trajectory in which the start end does not coincide with the end, that is, in the unit scanning trajectory that satisfies the condition of Equation 3, the relationship of Equation 4 is established. Therefore, the unit scanning trajectory can be displaced by monotonically increasing θ. By integrating the displaced unit scanning trajectories, it is possible to realize three-dimensional spatial scanning by a three-dimensional mesh scanning trajectory in which a plurality of unit scanning trajectories intersect. Realization of the three-dimensional mesh scanning trajectory by monotonic increase of θ indicates that it is not necessary to control the rotational direction of the power unit.
上記の三次元メッシュ状走査軌道を用いて三次元空間を走査する装置の外観を図3に、内部構造を表した断面図を図4に示す。本発明は、装置下部のベース板と、ベース板に対して垂直に固定された軸材Aと、軸材Aを中心に自由に回転することができる回転板と、回転動力を供給する単一の動力装置と、その回転動力を回転板へ伝達する、回転軸が軸材Aの中心軸と一致する形で回転板に対して固定されたギヤPと、回転軸が軸材Aの中心軸と一致する形で軸材Aに固定され自らは回転しないギヤAと、ギヤAと噛み合い、回転板の回転に合わせてギヤAの周囲を自ら回転しながら円運動するギヤBと、中心軸がギヤBの回転軸と一致する形でギヤBに固定され、回転板上の穴に回転自由の形で挿入された軸材Bと、回転軸が軸材Bの中心軸と一致する形で軸材Bに固定され、ギヤBの回転に合わせて自ら回転する回転板上のギヤCと、ギヤCに噛み合う形で回転板上に配置されたギヤDと、回転板と挟み込む形でギヤCおよびギヤDを支持する支持板Aと、ギヤDの回転運動を往復直線運動に変換する、回転板上に配置された変換機構と、変換された動力によって往復直線運動を行うスライド板と、スライド板の可動範囲と平行に配置されたラックと、ラックと噛み合うギヤEを介してスライド板と接続され、スライド板の往復直線運動に合わせてチルト方向の往復回転運動を行うアームと、アームが固定される支持板Bによって構成されている。 FIG. 3 shows an appearance of a device that scans a three-dimensional space using the above-described three-dimensional mesh scanning trajectory, and FIG. 4 shows a sectional view showing the internal structure. The present invention includes a base plate at the bottom of the apparatus, a shaft A fixed perpendicular to the base plate, a rotating plate that can freely rotate around the shaft A, and a single unit that supplies rotational power. , A gear P that transmits the rotational power to the rotating plate, the rotation axis of which is fixed to the rotating plate so as to coincide with the central axis of the shaft A, and the rotating shaft that is the central axis of the shaft A The gear A is fixed to the shaft A in a manner consistent with the gear A and does not rotate by itself, the gear B meshing with the gear A and rotating circularly around the gear A according to the rotation of the rotating plate, and the central shaft The shaft B is fixed to the gear B so as to coincide with the rotation axis of the gear B, and is inserted into the hole on the rotating plate so as to freely rotate, and the rotation shaft is aligned with the central axis of the shaft B. A rotating plate fixed to the material B and meshing with the gear C on the rotating plate that rotates by itself as the gear B rotates. A gear D disposed on the support plate A, a support plate A that supports the gear C and the gear D in a sandwiched manner with the rotation plate, and a conversion mechanism disposed on the rotation plate that converts the rotational motion of the gear D into a reciprocating linear motion. The slide plate that reciprocates linearly by the converted power, the rack that is arranged in parallel with the movable range of the slide plate, and the slide plate that is connected to the slide plate via the gear E that meshes with the rack. In addition, the arm includes a reciprocating rotary motion in the tilt direction, and a support plate B to which the arm is fixed.
動力装置の駆動により回転板、ギヤB、ギヤC、ギヤD、支持板A、変換機構、スライド板、ラック、ギヤE、アーム、支持板Bが一体的にパン方向に回転し、これに伴い発生するギヤBの回転動力がギヤC、ギヤD、変換機構、スライド板、ラック、ギヤE、アームと伝達され、アームがチルト方向の往復回転運動を行うことで、前述の三次元メッシュ状走査軌道による三次元空間走査を実現している。 By driving the power unit, the rotating plate, gear B, gear C, gear D, support plate A, conversion mechanism, slide plate, rack, gear E, arm, support plate B rotate integrally in the pan direction. The generated rotational power of the gear B is transmitted to the gear C, the gear D, the conversion mechanism, the slide plate, the rack, the gear E, and the arm, and the arm performs a reciprocating rotational motion in the tilt direction. Realizes 3D spatial scanning by orbit.
本発明は、複数の単位走査軌道が交差することで構成される三次元メッシュ状走査軌道によって三次元空間の走査を行う。三次元メッシュ状走査軌道L1を水平方向から観測した模式図を図5に示す。従来の機構で用いられている螺旋状の走査軌道を示した図13と比較すると、水平に対して斜めの各単位走査軌道が交差することで、死角が断片化されている。これによって、認識対象が死角に入り込むことによる誤認識の発生を抑制することが可能となる。 In the present invention, a three-dimensional space is scanned by a three-dimensional mesh scanning trajectory formed by a plurality of unit scanning trajectories intersecting each other. A schematic diagram of the three-dimensional mesh scanning trajectory L1 observed from the horizontal direction is shown in FIG. Compared with FIG. 13 which shows the spiral scanning trajectory used in the conventional mechanism, the blind spots are fragmented by crossing the unit scanning trajectories oblique to the horizontal. As a result, it is possible to suppress the occurrence of erroneous recognition due to the recognition target entering the blind spot.
従来の螺旋状の走査軌道では垂直方向の測定分解能が走査速度に依存しないのと比較し、三次元メッシュ状走査軌道は水平に対して斜めの単位走査軌道によって構成されるため、垂直方向の測定分解能についても走査速度に依存する。そのため、状況に応じて走査速度を落として垂直方向の測定分解能を向上させるなど、柔軟な使用が可能となる。 Compared with the conventional spiral scanning trajectory, where the vertical measurement resolution does not depend on the scanning speed, the 3D mesh scanning trajectory is composed of unit scanning trajectories that are oblique to the horizontal, so vertical measurement is possible. The resolution also depends on the scanning speed. Therefore, it can be used flexibly, for example, by reducing the scanning speed according to the situation and improving the measurement resolution in the vertical direction.
また三次元空間の走査に要する動力装置の回転方向は一定であり、慣性力の発生を伴う回転方向の変化は不要である。すなわち、本発明をシステムに搭載することによる、システムの動作に対する悪影響を軽減することができる。 Further, the rotational direction of the power unit required for scanning the three-dimensional space is constant, and it is not necessary to change the rotational direction that accompanies generation of inertial force. That is, the adverse effect on the operation of the system by mounting the present invention in the system can be reduced.
それに加えて、いかなる種類のセンサに対しても付加することが可能な高い汎用性を有する点、単一の動力装置によって駆動することができる点といった、従来の機構が有する利点を損なわない装置となっている。また、提供する三次元走査装置は、センサを付加することで三次元測位装置として使用することが可能となる。
In addition, a device that does not impair the advantages of conventional mechanisms, such as high versatility that can be added to any type of sensor, and that it can be driven by a single power unit. It has become. In addition, the provided three-dimensional scanning device can be used as a three-dimensional positioning device by adding a sensor.
本発明は、図3および図4に示す各部品によって構成される。装置の土台となるベース板401の中心に、軸材A501が回転不可の形で垂直に配置される。ベース板401の上には、回転軸が軸材A501の中心軸と一致し、内輪502と外輪504によって構成されるベアリングが、内輪502をベース板401に固定する形で配置される。ベース板401とベアリング外輪504の擦過を回避することを目的として、ベース板401とベアリングの内輪502はスペーサー503を挟む形で固定される。ベアリングの外輪504には、アダプタA505、スリップリング506、アダプタB507、ギヤP404、回転板405が一体となり固定される。また、動力装置402によって回転動力が与えられるギヤM403が、ギヤP404に噛み合うように配置される。回転板405の中心に開けられた穴には軸材A501が回転自由の形で挿入され、ギヤP404は回転軸が軸材A501の中心軸と一致するように配置される。そのため、動力装置402によって与えられた回転動力はギヤM403を介してギヤP404へと伝達され、ベアリング外輪504に固定された構成部品が軸材A501を中心に一体的に回転する。
The present invention is constituted by the components shown in FIGS. A shaft member A501 is vertically arranged in a non-rotatable manner at the center of a
軸材B510は、回転板405および支持板A408に開けられた穴に回転自由の形で挿入され、軸材A501と平行に配置される。軸材B510には、回転板405を挟んでベース板401側にギヤB509が、支持板A408側にギヤC406が、それぞれ回転軸が軸材B510の中心軸と一致するように固定される。ギヤB509は、軸材A501の中心軸と回転軸が一致するように固定されたギヤA508と噛み合う形で配置される。ギヤA508は軸材A501に固定されており、軸材A501はベース板401に対して回転しないため、ギヤA508は自ら回転することはできない。そのため、回転板405の回転に伴って、ギヤB509は自ら回転しながらギヤA508の周囲を円運動することになる。このときのギヤA508とギヤB509の関係を示したモデルが図6である。回転板405がθ1回転した場合のギヤB509の絶対的回転角度はθ2であるが、ギヤB509は回転板405の回転に合わせて、軸材A501を中心とした円運動を行うため、回転板405に対する相対的な回転角度はθ2−θ1となり、数5によって得られる。ここでZaはギヤA508の歯数、ZbはギヤB509の歯数である。
The shaft member B510 is inserted into a hole formed in the
ギヤB509が回転すると、軸材B510を介して接続されたギヤC406も同時に回転する。ギヤC406に噛み合うようにギヤD407が配置され、回転動力はギヤD407へと伝達される。ギヤD407は、中心軸がギヤD407の回転軸と一致するように配置された軸材C511に、回転板405と支持板A408に挟み込まれる位置で固定される。軸材C511は回転板405および支持板B412に開けられた穴に回転自由の形で挿入され、軸材A501および軸材B510と平行に配置される。ギヤC406とギヤD407の関係を示したモデルが図7であり、ギヤB509とギヤC406の回転角度が同じであることを考慮すると、回転板405の回転に伴うギヤD407の回転角度θ4は数6によって得られる。ここでZcはギヤC406の歯数、ZdはギヤD407の歯数である。
When the gear B509 rotates, the gear C406 connected through the shaft member B510 also rotates at the same time. Gear D407 is arranged so as to mesh with gear C406, and rotational power is transmitted to gear D407. The gear D407 is fixed to a shaft member C511 arranged so that the center axis thereof coincides with the rotation axis of the gear D407 at a position between the
正面カム409は、回転軸が軸材C511の中心軸と一致するように配置され、支持板A408と支持板B412に挟み込まれる位置で固定される。正面カム409には図8に示す溝が掘られており、溝が掘られた面に対して垂直となる形で、カムフォロア512が溝に挿入される。カムフォロア512は可動範囲が直線方向のみに制限されたスライド板410に固定される。スライド板410の可動範囲と平行な直線Lと溝の中心線の交点をPcとすると、Pcは正面カム409の回転に合わせて2点間を往復する(図9)。Pcの動きはカムフォロア512の動きと一致するため、カムフォロア512が固定されたスライド板410は往復直線運動を行うこととなる。これによって、ギヤD407の回転運動をスライド板410の往復直線運動へ変換することが可能となる。単位走査軌道の実現を考えると、パン方向の走査領域の走査を完了、すなわち回転板405がθpだけ回転した際に、正面カム409は360度回転する必要がある。
The
スライド板410はラック411およびギヤE413を介してアーム414と接続されており、スライド板410の移動に合わせてギヤE413が回転、すなわちアーム414の角度が変化することになる。ラック411とギヤE413の関係を示したモデルが図10である。スライド板410の移動距離とギヤE413の回転距離が等しいことを考慮すると、回転板405の回転とギヤE413の回転運動の関係は数7となる。ここで、Lはスライド板410のスライド幅、θ5はギヤE413の回転角度、ZeはギヤE413の歯数、m3はギヤE413のモジュールである。
The
スライド板410が可動範囲を往復直線運動するのに合わせて、ギヤE413は角度θt/2を基準として、0からθtの角度を往復回転運動する。これを考慮すると、スライド板410が可動範囲の限界まで移動した際のギヤE413の回転角度はθt/2となるため、数8の関係が成り立つ。数8は、チルト方向の走査領域はギヤE413の歯数とモジュールおよびスライド板410のスライド幅に依存することを示している。本発明では円形の溝が掘られた正面カム409によって往復直線運動を実現しており、図8中のLがスライド幅に対応する。
As the
以上の原理によって、回転板405のパン方向の回転と、ギヤE413に固定されたアーム414のチルト方向の往復回転を単一の動力装置402によって実現することができる。アーム414の先端に、検出部416を装置の外側へ向ける形でセンサ415を搭載することで、三次元メッシュ状走査軌道による三次元空間の認識を行うことが可能となる。
Based on the above principle, the rotation of the
三次元メッシュ状走査軌道を実現するためには、数6および数8のパラメータを適切に選択する必要がある。数6におけるパラメータは、ギヤA508、ギヤB509、ギヤC406、ギヤD407の歯数である。正面カム409が360度回転することで単位走査軌道によるチルト方向の走査が完了することを考慮すると、数9を満たすようにパラメータを選択する必要がある。三次元メッシュ状走査軌道は始端と終端が一致しない単位走査軌道によって実現されるため、正面カム409を360度回転させるのに要する回転板405の回転角度は360の整数倍であってはならない。すなわち、θpは数3を満たす必要がある。例えばθp=350の単位走査軌道によって三次元メッシュ状走査軌道を実現する場合、Za=18、Zb=18、Zc=36、Zd=35とすれば、数9の条件を満たすことができる。
In order to realize a three-dimensional mesh scanning trajectory, it is necessary to appropriately select the parameters of Equation 6 and Equation 8. The parameter in Equation 6 is the number of teeth of gear A508, gear B509, gear C406, and gear D407. Considering that the scanning in the tilt direction by the unit scanning trajectory is completed when the
数8におけるパラメータは、スライド幅、パン方向の走査領域、ギヤE413の歯数およびモジュールである。例えばθt=90の単位走査軌道を、歯数25、モジュール0.8のギヤE413を用いて実現する場合、L=5πとすれば、数8の条件を満たすことができる。 The parameters in Expression 8 are the slide width, the scanning area in the pan direction, the number of teeth of the gear E413, and the module. For example, when a unit scanning trajectory of θt = 90 is realized using the number of teeth 25 and the gear E413 of the module 0.8, the condition of Expression 8 can be satisfied if L = 5π.
本発明は、単一のセンサによる広範囲の認識を可能とするため、セキュリティシステムや移動ロボットなどのシステムにおける、物体認識などへ導入することが可能である。 Since the present invention enables a wide range of recognition by a single sensor, it can be introduced to object recognition in a system such as a security system or a mobile robot.
r:軌道中心から走査軌道までの距離
θ:単位走査軌道の始端に対するパン方向の回転角度
PS:単位走査軌道の始端
PE:単位走査軌道の終端
401:ベース板
402:動力装置
403:ギヤM
404:ギヤP
405:回転板
406:ギヤC
407:ギヤD
408:支持板A
409:正面カム
410:スライド板
411:ラック
412:支持板B
413:ギヤE
414:アーム
415:センサ
416:センサの検出部
501:軸材A
502:ベアリング内輪
503:スペーサー
504:ベアリング外輪
505:アダプタA
506:スリップリング
507:アダプタB
508:ギヤA
509:ギヤB
510:軸材B
511:軸材C
512:カムフォロア
d1:三次元メッシュ状走査軌道の軌道間隔
L1:三次元メッシュ状走査軌道
θ1:回転板の回転角度
θ2:ギヤBの絶対的回転角度
901:正面カムに掘られた溝
Ln:スライド板の移動方向と平行な直線
Pc:Lnと溝の中心線の交点
r1:正面カムの回転軸から溝の中心までの最長距離
r2:正面カムの回転軸から溝の中心までの最短距離
L:Pcの移動幅
d2:螺旋状走査軌道の軌道間隔
L2:螺旋状走査軌道
r: distance from the center of the trajectory to the scanning trajectory θ: rotation angle in the pan direction with respect to the starting end of the unit scanning trajectory PS: starting end of the unit scanning trajectory PE: end of the unit scanning trajectory 401: base plate 402: power unit 403: gear M
404: Gear P
405: Rotating plate 406: Gear C
407: Gear D
408: Support plate A
409: Front cam 410: Slide plate 411: Rack 412: Support plate B
413: Gear E
414: Arm 415: Sensor 416: Sensor detection unit 501: Shaft material A
502: Bearing inner ring 503: Spacer 504: Bearing outer ring 505: Adapter A
506: Slip ring 507: Adapter B
508: Gear A
509: Gear B
510: Shaft material B
511: Shaft material C
512: Cam follower d1: Orbit interval L of the three-dimensional mesh-like scanning orbit L1: Three-dimensional mesh-like scanning orbit θ1: The rotation angle of the rotating plate θ2: Absolute rotation angle of the gear B 901: Groove Ln dug in the front cam: Slide Straight line Pc parallel to plate movement direction: intersection point of Ln and groove center line r1: longest distance from front cam rotation axis to groove center r2: shortest distance L from front cam rotation axis to groove center L: Pc travel width d2: orbital spacing of spiral scanning trajectory L2: spiral scanning orbit
Claims (5)
By superimposing multiple unit scan trajectories with different start and end points obtained by simultaneously changing the rotation angle in the pan and tilt directions, a 3D mesh scan trajectory is realized by scanning the 3D space in a mesh shape. A three-dimensional scanning device characterized by:
The three-dimensional using the three-dimensional scanning device according to any one of claims 2 to 4, wherein a sensor is added to a tip of the arm to realize recognition of a three-dimensional space by the sensor. Positioning device.
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