Forums

Pełna wersja: Metody łączenia skanów w trakcie skanowania
Aktualnie przeglądasz uproszczoną wersję forum. Kliknij tutaj, by zobaczyć wersję z pełnym formatowaniem.
Podczas wyboru skanera, nie tylko element sprzętowy jest istotny. Ważna jest jakość oprogramowania, która jest dostarczana wraz z urządzeniem.

Obrazowo można to opisać następująco:
[Obrazek: attachment.php?aid=31]

Wykonując serię skanów, nie są one w żaden sposób do siebie zorientowane. Należy zastosować techniki łączenia, jakie daje oprogramowanie.

Metoda punktów indeksowych
Jest to najbardziej znana metoda. Polega ona na śledzeniu i rozpoznawaniu pozycji 3D znaczników (naklejek), które są zazwyczaj umieszczone na detalu. Naklejki takie mogą być różnych rozmiarów (zależnie od pola pomiarowego skanera, naklejki te mogą posiadać różne rozmiary). Punkty referencyjne mogą być zarówno odblaskowe (retro) lub matowe. Te pierwsze są niestety drogie w eksploatacji.
Pomiar wygląda w taki sposób, iż skaner odczytuje pozycje naklejek, dokonuje skanowania, a następnie wykonujemy kolejny skan. W polu widzenia skanera musi być zawsze kilka tych punktów, aby były one w stanie określić współrzędne 3D. Zatem w przypadku skanerów światła strukturalnego, drugi skan musi objąć minimum 3 (najlepiej 5) punktów z poprzedniego skanu.

Zaletą tej metody jest automatyczne łączenie się poszczególnych skanów w jeden spójny obiekt oraz dość duża dokładność tego łączenia. Ponadto stosuje się ją do łączenia obiektów symetrycznych np koła zębate.

Wady tej metody to czas potrzebny do obklejenia obiektu, przewidywanie miejsc potrzebnych na punkty, aby zapewnić widoczność odpowiedniej ilości tych punktów dla każdego kolejnego skanu. To oznacza, że naklejając naklejki, musimy dobrze kalkulować miejsca naklejenia. Kolejna wada jest taka, iż metoda da nie może być stosowana w przypadku skanowania dzieł sztuki jak np obrazy olejne.
Skany muszą być wykonywane krok po kroku a kolejne punkty są rejestrowane przez system wraz z ich pomiarem. Ponadto punkty indeksowe zakrywają częściowo obiekt, stąd nie możemy naklejać na cechach mierzonych.

Jeśli pole pomiarowe skanera jest 5x mniejsze od maksymalnego gabarytu detalu, wówczas dla zachowania precyzji powinniśmy użyć metody punktów referencyjnych.

Metoda punktów referencyjnych
Metoda ta jest rozwinięciem punktów indeksowych. Polega ona na możliwości wczytania punktów referencyjnych ze źródła zewnętrznego np fotogrametrycznego DPA.

Zaletą tej metody jest niewątpliwie precyzja współrzędnych tych punktów. System fotogrametryczny jest znacznie dokładniejszy niż sam skaner. Zatem współrzędne punktów są określone dokładniej a skaner łączy skany na podstawie współrzędnych z tej metody.
Kolejna zaleta to możliwość skanowania z większym krokiem. Nie jest wymagane stosowanie nakładek skanów. Każdy skan może być wykonany w dowolnym miejscu obiektu, bowiem współrzędne punktów są już znane (określone metodą fotogrametryczną). Można zatem zeskanować np zderzak z przodu oraz z tyłu samochodu, pomijając to co jest pomiędzy nimi.
No i najważniejsza zaleta to możliwość skanowania obiektów teoretycznie o nieograniczonych gabarytach.

Wadą tej metody jest konieczność inwestycji w system fotogrametryczny 3D.

Metoda wykorzystująca automatyczny stolik obrotowy lub wychylno-obrotowy
Łączenie skanów odbywa się poprzez obrót detalem dookoła jego osi. W tym przypadku zazwyczaj nie są potrzebne żadne inne punkty referencyjne. Łączenie odbywa się na zasadzie najlepszego dopasowania.
Słabsze skanery mogą wymagać punktów indeksowych przy użyciu stolika. Są to jednak tanie rozwiązania i nie warte uwagi.

Zaletą tej metody jest przede wszystkim automatyzacja procesu skanowania. Nie ma potrzeby operowania detalem. Można wówczas zaprogramować sekwencję pomiarową i w czasie skanowania, przygotować kolejną próbkę.

Wadą jest ograniczony gabaryt, jaki możemy ustawić na stoliku (w szczególności dotyczy to stolików wychylno-obrotowych).

Metoda wykorzystująca kształt detalu
To jest rozwiązanie stosowane przez producentów posiadających większe doświadczenie w tej technologii. Do łączenia skanów nie jest potrzebne ani stosowania stolika obrotowego, ani naklejanych punktów, ani żadnej innej techniki wspierającej. System sam rozpoznaje geometrię i na tej podstawie dokonuje łączenia skanów.
Zaletą tej metody jest prawie zerowy czas potrzebny na przygotowanie detalu do skanowania. Czas potrzebny do uzyskania wyniku końcowego jest ograniczony do minimum

Wadą tej metody jest możliwość błędnego łączenia kształtów symetrycznych np kół zębatych.

System robotyzowane
Innym sposobem na automatyzację pomiarów jest możliwość zastosowania robota przemysłowego. Są to rozwiązania łączące ze sobą dwa systemy.

Zaletą takiego rozwiązania niewątpliwie jest możliwość skanowania dookoła detalu, pod różnymi katami w sposób całkowicie automatyczny.

Wadą jest nie sama technika a zjawisko, z jakim mamy do czynienia. Otóż okazuje się, iż obracając skanerem pod różnymi kątami- grawitacja powoduje pracę kamer. W związku z tym narasta błąd pomiarowy w przypadku konstrukcji "uniwersalnych". Rozwiązaniem np jest system stereoSCAN, posiadający dwa skrzydła z włókna węglowego, które trzymają kamery sztywno.


System hybrydowe
Inną metodą skanowania bardzo dużych obiektów jest łączenie układu pomiarowego (skaner) z układem śledzenia (kamery).
Jednym z takich rozwiązań oferowanych przez firmę AICON jest połączenie skanera z systemem MoveInspect lub 3D Arena.

Podsumowanie
Jeśli szukasz systemu, który będzie w stanie zeskanować obiekty o różnych stopniach skomplikowania geometrii, warto szukać wśród tych, które oferują wszystkie powyższe metody.
Skanery firmy AICON 3D Systems GmbH współpracujące z oprogramowaniem OPTOCAT, oferują w/w metody.