研究内容
原理から流れまで：レーザープロファイラを3D深度検査システムにする方法。
全体の流れ
原理：レーザー三角測量
センサーヘッドが表面にレーザー線を投影し、別の角度からカメラでその線を見ます。表面の高さが変わると画像内の線の位置がずれ、ヘッドは線上の各点の高さを1本のプロファイルとして算出します。
1本のプロファイルはレーザー線の直下の1列しかカバーしません。表面全体を得るには、物体（またはヘッド）を線と垂直な方向に動かして1本ずつ走査し、プロファイルを積み重ねます。
センサーデータの取得と出力
目標は、Pythonでプロファイルを安定して読み出し、再現可能な形式で保存することです。
- LJ-X8000シリーズの公式マニュアルと開発資料を確認し、利用できる通信方法とデータ形式を把握します（仕様は公式資料が基準です）。
- まず1本のプロファイルで、接続、読み出し、保存、描画を行います。
- 次に連続取得で、タイムスタンプを記録し、無効点を処理し、同じ物体の繰り返し測定でノイズを統計します。
3軸制御と同期
高さマップが正しいかどうかは、各プロファイルが正しい位置に対応しているかで決まります。
- まず通信、単軸の移動、原点復帰、リミットを確認します。速度より安全設定が先です。
- 次に一定速度でステージを動かし、エンコーダトリガまたはタイムスタンプでプロファイルと位置を揃えます。
- 確認：寸法が分かっている標準部品を走査し、得られた寸法が妥当か調べます。
高さマップと点群の処理
プロファイルを積んで高さマップにし、必要に応じて点群へ変換します。
- 無効点と外れ値を処理します。
- 平面フィッティングで水平補正し、傾きや全体のたわみを除きます。
- 段差の高さが既知の試料で、高さの測定誤差を確認します。
欠陥検出の流れ
最初のバージョンは、単純で説明できる手法から始め、複雑なモデルはその後に検討します。
- 基準（欠陥のない表面、または平滑化した表面）を作り、差分マップを計算します。
- しきい値とモルフォロジー処理のあと、連結成分で欠陥領域を見つけます。
- 欠陥の位置、面積、深さまたは高さを出力し、レポートを作ります。
再現性
どの実験も再実行できなければなりません。これがプロジェクト全体で最も大切な習慣です。
- パッケージのバージョンを固定し、環境をファイルで記述します。
- パラメータはコードに埋め込まず、設定ファイルに置きます。
- 生データは読み取り専用で保存し、処理結果は使用パラメータとともに別に保存します。
注記：このページは研究計画と学習の方向性を述べたもので、実験の進み具合に応じて変わります。機器の仕様や通信方法については、Keyenceの公式資料が基準です。