「知恵の目」―マシンビジョンがドローン業界のアプリケーション開発を後押しする

ドローンの登場は、様々な分野や産業の発展に新たな活力を吹き込んだ。近年、無人航空機（UAV）に関する技術研究開発が盛んに行われており、UAVへのマシンビジョンの応用を探求することは、重要な方向性の1つである。

マシンビジョンシステムは、人間の目ではなく機械を使用してさまざまな測定や判断を行います。画像はマシンビジョン製品（CMOSやCCDなどの画像キャプチャデバイス）によってキャプチャされ、その後、処理ユニットに送信されます。デジタル処理により、サイズ、形状、色などの判断が行われます。

画像取得ユニット：主に光源、レンズ、カメラ、画像取得カードなどのハードウェアで構成され、検出対象を画像信号に変換します。

画像処理ユニット：主に画像処理ソフトウェアを用いて収集した画像を解析し、測定対象物のサイズ、位置、角度、数などの検出結果を取得します。

出力通信ユニット：主に画像処理ユニットで得られた結果を通信インターフェースを介してロボットやPLCによって制御される他のアクチュエータに出力し、実行する必要のある動作ロジックを完了させる。

PC型（ボード型）マシンビジョンシステム

パーソナルコンピュータ（PC）をベースとした視覚システムは、一般的に光源、光学レンズ、CCDまたはCMOSカメラ、画像取得カード、画像処理ソフトウェア、およびPCで構成され、比較的複雑なシステム機能を実現できる。

組み込み型マシンビジョンシステム

習得、使用、保守、設置が容易で、短期間で信頼性が高く効果的なマシンビジョンシステムを構築できます。組み込み型マシンビジョンシステムは、製品タイプに応じて、ビジュアルセンサーとスマートカメラの2つのカテゴリに分類できます。

識別する

識別用途において、マシンビジョンシステムはQRコード、部品識別コード、部品ラベルなどを読み取ることで識別を行い、また、固有のパターン、色、形状などを検出することで部品を識別することもできます。

マシンビジョンシステム認識

検出

検査用途において、マシンビジョンシステムは、欠陥、汚染物質、機能上の不具合、その他の不適合を検出することにより、製品が品質要件を満たしているかどうかを確認します。

マシンビジョンシステムによる検査

測定

計測用途において、マシンビジョンシステムは、測定対象物の幾何学的位置間の距離を計算し、その測定値が仕様を満たしているかどうかを判断することによって測定を行う。

マシンビジョンシステムの計測

位置付けとガイダンス

マシンビジョンアプリケーションでは、単純な組立検査から複雑な3Dロボットアプリケーションまで、カメラの視野内で対象となる物体や特徴を特定するためにパターンマッチング技術が必要です。マシンビジョンシステムは、部品の位置と向きを特定し、報告することができます。

マシンビジョンシステムの位置決め

画像取得・処理技術であるマシンビジョンは、ドローンと組み合わせることで、より高高度の画像情報を取得できます。この情報は、農業、測量・地図作成、セキュリティ、検査などの分野におけるドローンの応用にとって非常に重要です。

現在広く利用されているドローンによる空撮技術は画像情報を取得できるものの、制御機能が不足しており、リアルタイムでの画像送信は不可能である。マシンビジョンシステムは、ドローンと制御装置を接続する画像処理システムを構築し、画像センシング装置を搭載することで、画像情報のリアルタイム受信と処理を実現できる。

マシンビジョン技術の発展は、ドローンの発展に大きな可能性をもたらしました。ドローンの機能がますます充実していくにつれ、これまで困難だった多くの作業を人々がこなせるようになるでしょう。