「投影式3次元定規」はラズパイ用の小型レーザープロジェクターとUSBカメラを組み合わせ、対象物が凹面や凸面であっても長さが測れる投影式の定規です(図1)。

図1 3Dプリンターで各部品が収まるきょう体を作成

 図2が曲面上の長さを測定する仕組みです。まずは8個の並んだ赤い光点を対象物に投影します。8個の光点の両端を長さを測りたい部分に合うように光を当てます。この光点の並びをプロジェクターとは少しずれた位置にあるUSBカメラで撮影し、光点の間隔から測定する面の3次元座標を決定します。

図2 システム図。投影した光の点を撮影し、点群の3次座標を計算する

 3次元座標が測定できたら、8個の光点の隣り合う点のそれぞれの距離を計算し、その総和を求めます。これが測りたい曲面上の長さとなります。最後に求めた距離に合わせて、計測結果をレーザープロジェクターで対象物に投影します。測定結果は数字と目盛り(1cm単位)のグラフィックスで表示され、正確な長さが視覚的に確認できます(図3)。

図3 定規のイラストを実寸で印刷した紙を曲げて置き、その曲面を測っている様子
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