物流向け3Dロボットビジョンの基礎知識

3Dロボットビジョンとは

3Dロボットビジョンとは産業用ロボットに取り付けられた位置検出・画層測定をするシステムのことです。これまでの産業用ロボットと違って人間のような柔軟な作業をすることができ、ティーチングも不要となるため作業者不足が深刻化している現場では3Dロボットビジョンの導入が増えてきています。

3Dロボットビジョンのしくみ

3Dロボットビジョンは人間の目の役目をするセンサ（カメラ）、人間の脳の役目をする撮像ワークを認識・判断する画像処理システム、画像処理結果に合わせて作業を行うロボットで構成されています。部品や製品を認識しながら作業を行えるので、これまでの産業用ロボットよりも高度な作業を行うことができます。

3Dビジョンで取得する縦・横・奥行きの3D情報は、3Dカメラによって取得されます。3Dカメラの方式は、主に「ステレオ方式」「ToF方式」「プロジェクション方式」があります。

方式	原理	特徴	制約
ステレオ方式	複数カメラで奥行き情報取得	空間把握能力高い	カメラ校正が必要
ToF方式	飛行時間で距離・奥行き測定	広範囲撮影、低コスト	屋外での利用に限界
プロジェクション方式	光の歪みから物体の奥行測定	高精度撮影	屋外利用に不向き

3Dロボットビジョンのしくみについて
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2Dとの違い

ロボットビジョンには縦横情報を取得する「2Dビジョン」と縦横奥行情報を取得する「3Dビジョン」があります。2Dビジョンはバラ積みされたワークの中からのピッキングなどはできませんが、3次元の画像情報を得られる3Dビジョンならワークの向きや位置に関係なくバラ積みしたワークの中からのピッキングや高精度の外観検査が可能となります。

種類	縦横情報	奥行情報	用途例
2Dビジョン	○	－	品質検査、パターン認識、バーコード読取、印刷物検査
3Dビジョン	○	○	物体把握、環境認識、ロボットナビゲーション、ボリューム測定

3Dロボットビジョンと2Dロボットビジョン
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3Dロボットビジョンの選び方

3Dロボットビジョンを導入したが事前の検討不足が理由で役に立たなかったというケースもあります。そうならないために導入前には自社に合ったビジョンシステムに対応しているか、自社に合ったソリューションを提案してくれるか、コスト、汎用性、操作性や設定方法はどうか、などしっかり確認することが重要です。

3Dロボットビジョンの選び方のポイント

• 対応している種類、サイズ、重さに対応しているビジョンシステムを選ぶこと
• 事前に設置スペース、計測範囲や距離を調査しておくこと
• 撮像に必要な解像度や画素数、既存の産業用ロボットとの互換性を踏まえて、コストと汎用性のバランスを考慮すること

3Dロボットビジョンシステムの
選び方のポイントとは？

物流現場に導入するメリット・デメリット

3Dロボットビジョンによって生産効率アップや省人化を実現できるというメリットがありますが、導入には時間やコストがかかるというデメリットもあります。3Dロボットビジョン導入前にはメリット・デメリットについて十分把握した上で導入プランを検証し製品を選ぶようにしましょう。

3Dロボットビジョンを物流現場に導入する
メリット・デメリットとは？

物流現場における3Dロボットビジョンの用途

物流現場の自動化を実現する3Dロボットビジョンの用途として箱、袋、混載タイプのデパレタイズ、デバンニング、パレタイズ、ピースピッキングについて解説し、導入事例についても紹介します。インターネット通販の普及によって人材不足が深刻な問題となっている物流業界では今後ますます3Dロボットビジョンの導入が増えることが予想されます。

倉庫などの物流現場における
3Dロボットビジョンの用途とは？

3Dロボットビジョンシステム導入で活用できる補助金制度

ロボットビジョンシステムのような高額な設備の導入は、コスト面が大きな負担となります。しかし、補助金を活用することで費用の一部について国や自治体の支援を受けることで、初期費用の負担を軽減しつつ導入が可能です。さらに、補助金申請には事業計画の作成が必要となるため、自社の強みや将来の方向性を見直す機会にもなります。

3Dロボットビジョンシステム導入で活用できる補助金制度とは？

AIを搭載した3Dロボットビジョンシステム

AIを搭載した3Dロボットビジョンシステムを導入することで、作業効率化やコスト削減、作業の精度向上など、複数の利点が期待されます。従来の3Dロボットビジョンシステムと比較して、AIの学習機能が複雑な作業や配置の変化に対して柔軟に対応できる点が特徴です。多くの企業で導入しており、自社の抱える課題に対応しています。

AIを搭載した3Dロボットビジョンシステムとは？

3Dロボットビジョンシステムの照明

3Dロボットビジョンシステムを活用するうえで、光の種類や照射方法が作業に大きな影響を与えます。照明の選定は、システム運用時に考慮すべき構成要素の一つです。照明を選ぶ際は、作業内容や対象物に対応する照明方式を選定します。選定を終えたら実際の環境で照明のテストを行い、照明条件が作業環境に適合しているかを確認します。

3Dロボットビジョンシステムの照明とは？

3Dロボットビジョンシステムのレンズ

3Dロボットビジョンには、人間の目と視野角が似ているエントセントリックレンズ、物体とレンズの距離で見え方が変わらないテンセントリックレンズが用いられています。ロボットを適切に活用するため、レンズのイメージサークル、解像度、マウントなどを確認することが大切です。性能と価格のバランスまで意識すると満足度を高められます。

3Dロボットビジョンシステムのレンズとは？

3Dロボットビジョンとコンピュータビジョンの違い

3Dロボットビジョンは、アームに取り付けた3Dビジョンで周囲の環境を認識してロボットを制御する技術です。カメラで取得した画像や映像を解析するコンピュータビジョンを活用しています。主な特徴は、物体の位置、形状、大きさを三次元で認識できることです。従来のロボットビジョンでは難しい複雑な作業にも対応できます。

3Dロボットビジョンとコンピュータビジョンの違いとは？

3Dロボットビジョンシステムの展示会

展示会に参加することで、進化する3Dロボットビジョンに直接触れる機会が得られます。自社の課題を専門家に相談できるうえ、フロントランナーが登壇するセミナーを受講できることもあります。展示会は、3Dロボットビジョンに対する理解を深められるイベントです。ここでは、日本国内で開催予定、あるいは開催された展示会の一部を紹介しています。

3Dロボットビジョンシステムの展示会とは？