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Basler Time-of-Flightカメラblaze – よくあるご質問(FAQ)

このページでは、Basler blazeの技術仕様に関するよくあるご質問を掲載しています。

1. Time-of-Flightとは何ですか?

距離測定法の一つで、光が光源から対象物に到達し、センサーに戻ってくるまでに必要な時間を計測し、距離を算出します。

2. ToFカメラの測定精度を教えてください。

周囲の環境にもよりますが、数mm単位の精度による撮影が可能です。詳細な測定データについては、取扱説明書をご覧ください。

3. Basler blazeの画素数を教えてください。

最新モデルのBasler blaze-101の場合、画素数(横×縦)は640×480です。なお、ToFカメラは画素構造が複雑であるため、一般的な2Dカメラよりも画素数が低めになっています。

4. Basler blaze-101に搭載されているセンサーを教えてください。

最新のソニー社製距離画像センサーDepthSense™ IMX556PLRを搭載しています。

5. ToFカメラの使用前にキャリブレ―ションを行う必要はありますか?

最適な測定精度を確保するには、キャリブレーションが必要になります。Basler blaze-101の場合、歪曲収差、測距エラー、温度ドリフトの補正を含め、キャリブレーション済みの状態で出荷されるため、センサーの調整なしでそのまま撮影いただけます。

また、blaze-101 APIを使用することにより、周囲の環境や被写体に応じてカメラの設定を変更することも可能です。

6. ToFカメラに最適な用途を教えてください。

物流、ファクトリーオートメーション、ロボット、無人搬送車(AGV)、農業、医療など、幅広い用途にご活用いただけます。

7. ToFカメラのフレームレートを教えてください。

Basler blaze-101の場合、最大フレームレートは30fpsです。

8. ToFカメラの測定精度に対する環境温度の影響について教えてください。

光パルス幅やシャッター速度に関して厳しい要件があるToFカメラは、環境温度の影響を大きく受けます。そのため、Basler blaze-101では、信号変動を個別に補正可能な温度センサーを複数搭載するなど、温度変化に強い設計を採用しています。

9. ToFカメラのレンズを変更できますか?

焦点距離、絞り値、レンズが変わると、キャリブレーションの効果がなくなります。特にレンズの場合、照明の波長に合わせて視野角を調整しているため、変更はおすすめできません。

10. レンズの視野角を教えてください。

カメラモデルにもよりますが、Basler blaze-101の場合、視野角(横×縦)は67°×51°となっており、広範囲(ユーロパレット2枚分または小型車1台分)の測定に対応しています。

11. ToFカメラに搭載されている照明を教えてください。

LEDまたはレーザーダイオードが一般的です。Basler blaze-101の場合、照明としてレーザーダイオード(VCSEL)が4つ搭載されています。

12. 内蔵されているレーザーダイオードは目に安全ですか?

Baslerでは、目の安全性を重視し、製品に対して厳しい基準を設けています。

Basler blaze-101の場合、レーザー製品の安全規格であるEN/IEC 60825-1:2014(第3版)のクラス1に準拠しているため、通常の予測可能な使用環境において安全であるといえます。また、被ばく放出限界を考慮し、電源制御装置(電気安全回路)、拡散板、カバーガラスなどにより目の安全性を確保しているほか、正確な動作を保証するため、品質管理の一環として製品組立後に全数検査も実施しております。

13. ToFカメラの撮影波長を教えてください。

基本的に照明とセンサーの波長が同じであれば問題ございませんが、光電効果を最大限に利用するため、人の目に見えない近赤外光を使用するのが一般的です。

ただし、850nmの波長の光は、暗い環境などでわずかに見えることもあるため、人によっては不快感や違和感を引き起こすおそれがあります。Basler blaze-101の場合、完全不可視の940nmに対応しているため、顔認識など人の近くで撮影を行う用途にも適しています。

14. ToFカメラの動作周波数を教えてください。

一般的なToFカメラの動作周波数は10~100Mhzです。

Basler blaze-101の場合、通常モード(20fps)において15Mhzまたは100Mhzをお選びいただけます。高速モード(30fps)については、長距離撮影が15Mhz、短距離撮影が100Mhzになります。

15. 動作周波数を変更できますか?(例:最大撮影距離15mにおいて10Mhzに変更)

工場出荷時のキャリブレーションにおいて、2種類の周波数(15Mhz、100Mhz)で動作するように最適化されているため、変更することはできません。

16. 屋外でもToFカメラを使用できますか?

センサーに入射した環境光はノイズとして処理されるため、測定精度に影響を与えることはありません。

Basler blaze-101は、周囲の環境に吸収されやすい940nmの波長に対応するなど、850nm対応のカメラより耐光性が高いため、屋外でも問題なくご使用いただけます。また、光効率の高い照明機器であれば、近赤外光が発生することはありません。詳しくは取扱説明書をご覧ください。

17. 屋内撮影の場合、940nm対応のToFカメラ(Basler blaze)より850nm対応のToFカメラのほうが適していますか?

屋内撮影の場合、850nm対応のToFカメラのほうが量子効率(QE)は高くなりますが、最大許容露光量を考慮すると、950nm対応のToFカメラは約1.5倍の光出力が可能であるため、実際に大きな差は生じません。屋内撮影では、照明、環境光、センサーの仕様(ダイナミックレンジなど)も確認するとよいでしょう。なお、照明については、高性能LEDなどDC入力タイプのものがおすすめです。

18. Basler ToFカメラはGigE Visionに対応していますか?

Basler blaze-101はGigE Visionに対応しています。また、各種画像フォーマット(ポイントクラウド、レンジマップ、輝度画像、信頼性マップ)や機能を設定する場合は、Basler blaze SDKに付属しているBasler GenTL Producerをご使用いただけます。

19. ToFカメラの保護等級を教えてください。

Basler blaze-101については、IP67クラスの防塵性・防水性(水深1m・30分浸漬)を有しています。

なお、保護ガラスなどのプロテクターを使用される場合は、距離測定に影響しない材質であるかをご確認ください。

20. ToFカメラの耐震性・耐衝撃性を教えてください。

ToFカメラはその設計上、構造化光やステレオビジョンを使用するカメラよりも耐久性が優れています。

Basler blaze-101の場合、EN 60068規格に準拠した耐震性・耐衝撃性を実現しているほか、第三者験機関の耐久試験においても、試験後に損傷がなく、正常に動作することを確認しています。試験の詳細については、取扱説明書をご覧ください。

21. 屋外でToFカメラを使用する場合、プロテクターに関して特に注意すべき点はありますか?通常のプロテクターでも問題ないでしょうか?

プロテクターを使用される場合は、本体の温度上昇を避けるため、日光が反射してレンズに当たらないように配慮する必要があります。

特に保護ガラスについては、必要な波長の光を透過すること、キズなどがないこと、反射防止タイプであることをご確認いただいたうえで、レンズとLEDを個別にカバーすることをおすすめします。

22. ToFカメラを複数台使用することは可能ですか?

ToFカメラを複数台使用することで、視野角が広がり、被写体をさまざまな角度から撮影できますが、各カメラの光パルスが干渉し合い、距離測定に不具合が発生するおそれがあります。

Basler blaze-101の場合、以下のような干渉対策をご利用いただけます。

  • イーサネット経由のソフトウェアトリガー:カメラを同期し、1台ずつトリガーを行うことで、撮影のタイミングをずらします。
  • Precision Time Protocol(PTP)機能:PTPプロトコルを利用し、カメラネットワーク全体のクロックを自動的に同期することで、マイクロ秒単位のトリガーを可能にし、撮影のタイミングをずらします。
  • Basler blazeのマルチカメラ機能:カメラごとに異なる周波数変調を使用することで、干渉を最小限に抑えます。

なお、上記の対策を組み合わせることも可能です。例えば、動いている物体を撮影する場合、PTP機能を利用して全カメラ同時にトリガーを行いながら、マルチカメラ機能で干渉を抑える方法がおすすめです。

23. 1つのシステムでBasler 3Dカメラと他の2Dカメラを同時に使用することは可能ですか?

はい。blaze SDKとpylon SDKを1台のコンピューターにインストールすれば、同時にご使用いただけます。blaze SDKには、各種サンプル(blaze-101とaceを組み合わせる場合など)が付属しています。

24. Basler blazeを制御するためにはGenICam対応のGenTL Producerをダウンロードする必要がありますが、GenICam規格の詳細や採用理由を教えてください。

GenICam規格はGenTL、GenApi、SFNCの3つの要素から構成されています。そのうち、GenApiとSFNCはカメラの設定に使用されるものです。一方、最も新しいGenTLは、画像データの転送について規定されています。

25. 実際の処理はカメラとホストのいずれで行われますか?CPU/GPUの要件についても教えてください。

カメラモデルによって異なります。例えば、一般的なステレオカメラはホスト側で深度計算を行いますが、Basler blaze-101の場合、高性能なNXPセミコンダクター社製プロセッサー上ですべての処理を行うため、ホスト側のCPU/GPUの要件を低めに抑えられます。

26. Basler blazeはROSに対応していますか?

はい。blaze SDKにLinux用ROSのドライバーとサンプルが付属しています。

27. 偏光フィルターを使用すれば、反射性の高い物体でも撮影できますか?

特殊な偏光照明が必要になりますが、光出力が非常に高いため、ToFカメラでは一般的に使用されておりません。

28. カメラの散乱光対策について教えてください。

レンズやレンズ背面の反射により発生する散乱光は、専門的な設定調整を行ったとしても、完全に防ぐことはできません。特に光源の近くに反射性の高い物体があると、大量の散乱光がレンズに入り、測定距離が実際より短くなるなど、不具合の原因となるほか、輝度画像を生成する際にもコントラストが低下し、白飛びが生じてしまいます。Basler blaze-101にはToFカメラ専用のレンズが内蔵されているため、散乱光の影響を最小限に抑えることができますが、光を発する物を周囲に置かないよう十分にご注意ください。

29. カメラに保護ガラスを取り付けることは可能ですか?

はい。保護ガラスを取り付ける場合は、940nmの波長の光を透過する反射防止タイプのものをご使用ください。なお、Basler blaze-101は、保護ガラスなしでもIP67クラスの耐震性・防水性を有しております。

30. 高画素対応のToFセンサーを開発する予定はありますか?

現在のところ、最新のToFカメラに使用されているセンサーVGA画素に対応していますが、引き続き市場の動向を注視しながら、カメラモデルのさらなる拡充に向けて、新たなToFセンサーの開発にも取り組む予定です。

Basler 3Dカメラに関するお問い合わせ

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