Forums

Pełna wersja: Podstawowe informacje dotyczące doboru skanera
Aktualnie przeglądasz uproszczoną wersję forum. Kliknij tutaj, by zobaczyć wersję z pełnym formatowaniem.
Skoro tutaj jesteś, to znaczy, że poszukujesz pomocnych informacji pozwalających na dobór skanera do swoich zadań. Poniżej znajduje się kilka wskazówek, które na pewno nie udzielą odpowiedzi na wszystkie nurtujące Ciebie pytania, ale z pewnością będą stanowiły trop, którym należy się kierować przy doborze skanera.

Na początku należy sobie odpowiedzieć na pytanie dotyczące przeznaczenia skanera. Masz do wyboru następujące kierunki działania:
  • inżynieria odwrotna
  • digitalizacja w celach archiwizacyjnych [np muzealnictwo]
  • metrologia przemysłowa

Inżynieria odwrotna oraz metrologia przemysłowa może dotyczyć obiektów precyzyjnych. Należy wówczas rozglądać się za skanerami z wysokiej półki. Rozwiązania w okolicach powyżej 200.000 zł to właściwy kierunek. Wszelkie inne skanery w cenach około 25.000 Euro (100.000 zł) są za słabe technicznie. Wykorzystują przeważnie tanie komponenty, konstrukcja nie jest stabilna, niska jakość komponentów.

Jeśli obiektu mają być skanowane z kolorową teksturą, wówczas musi to być system z kolorowymi kamerami (skanery światła strukturalnego, białego) lub z możliwością nałożenia tekstury na skan, przy czym tekstura taka musi być pobrana ze źródła zewnętrznego.

Gabaryt detalu i precyzja kopiowania
Następnie należy spojrzeć na gabaryty detali i oczekiwanej dokładności skanu. Jeśli skaner ma deklarowaną dokładność 0.05mm, to nie możesz skanować obiektów powyżej 2.5m x 2.5 i liczyć na utrzymanie wyniku końcowego na poziomie 0.1mm.
W przypadku skanerów światła strukturalnego, jeśli pole pomiarowe skanera jest mniej więcej 5x mniejsze od maksymalnych gabarytów obiektu, wówczas należy wspomagać się systemami fotogrametrycznymi jak np DPA firmy AICON 3D Systems GmbH.
Oczywiście powyższy wymóg jest w mocy, jeśli chcesz utrzymać dużą precyzję wyniku końcowego. System DPA pozwala na stworzenie mapy referencyjnej, która dla skanera będzie stanowiła odniesieniem pozycji urządzenia w trakcie skanu.
Dla skanerów laserowych umieszczonych na ramionach pomiarowych, należy uwzględniać błąd skanera oraz ramienia. Są to systemy wygodne w obsłudze dla małych detali, gdyż możemy manewrować głowicą skanera w 6-7 osiach, lecz nie są ona tak precyzyjne jak światła strukturalnego a masa systemu może powodować drętwienie ręki dla dużych obiektów. Szczególnie dla małych obiektów- skanery światła strukturalnego są rekomendowane ze względu na swoją dokładność. Błąd skanowania dodatkowo wzrasta, i to w sposób istotny, gdy ramię pomiarowe jest przenoszone, by dotrzeć w kolejne miejsca obiektu.

Pamiętaj- skanery służą do pomiaru obiektów o kształtach swobodnych. Jeśli twój obiekt jest blachą i kładziesz szczególny nacisk na krawędzie, wówczas bądź ostrożny. Skanery nie "lubią" krawędzi..

Trzy kąty triangulacyjne
A cóż to takiego?
To kąt, jaki powstaje pomiędzy kamerami a projektorem, a jego wartość pozwala na wyliczania danych 3D. Systemy oparte na jedną kamerę pomiarową oraz projektor posiadają tylko 1 kat (zawarty pomiędzy kamerą a projektorem). Rozwiązania takie są wrażliwe na skoki temperatury, dane są mniej rzetelne, wymagają więcej pozycji skanowania.
Systemy oparte o dwie kamery pomiarowe (nie wszystkie!) pozwalają na pomiar z trzema kątami- dane stereo (obraz wspólny dla obu kamer- najlepsza jakość danych), kamera lewa, kamera prawa, stereo+kamera lewa, stereo+kamera prawa, stereo + kamera lewa +kamera prawa. Takie rozwiązanie to najlepsza jakość danych (rzetelność) i trzy razy więcej danych pomiarowych z jednej pozycji skanera.
Producencie oferujący skanery z trzema kątami triangulacyjnymi będą zawsze rekomendowali pomiar stereo, który charakteryzuje się najlepszą jakością, precyzją i najmniejszym zaszumieniem.

Rozdzielczość skanera
Rozdzielczość skanera wpływa na szczegółowość odwzorowania kształtu, jego zmienności. Nie ma ona większego wpływu na dokładność wymiarową. Pamiętaj, że duży skok rozdzielczości (np w przypadku skanerów światła strukturalnego), ma wpływ na ilość szumów.
Najlepiej, gdy skaner swoją konstrukcją umożliwia łatwe przezbrajanie. Zmieniając pole pomiarowe np z obszaru 280x280 na 140x140, nie tylko poprawiamy dokładność skanowania, ale dwukrotnie zwiększa się gęstość punktów. Jeśli natomiast ponownie zmniejszymy pole pomiarowe na 70x70mm, chmura punktów jest ekstremalnie gęsta dla skanerów o rozdzielczości 5Mpix i wększych. System potrafi wówczas uzyskać dokładność <0.01mm, co jest nieosiągalne dla skanerów zamontowanych na ramionach pomiarowych.

Barwa detali
Nie zeskanujesz obiektów szklanych. Należy je wówczas pokryć kontrastem. Niektóre skanery na ramionach pozwalają na skanowanie obiektów błyszczących, kolorowych. Skanery światła strukturalnego- zależnie od jakości skanera i producenta, pozwalają na skanowanie obiektów kolorowych, czarnych. Obiekty refleksyjne wymagają matowienia.
W przypadku skanerów światła niebieskiego, istotne znaczenie ma barwa obiektu. Elementy pomarańczowe muszą być pokryte kontrastem. Wynika to z faktu,iż barwa komplementarna do barwy światła, jest niewidzialna dla skanera.
Poniższa grafika pokazuje zależność barw komplementarnych.
[Obrazek: attachment.php?aid=22]

Oprogramowanie
Nic tak nie irytuje użytkowania sprzętu, jak słabe, niestabilne oprogramowanie.
Zwróć uwagę na:
  • Algorytmy pozwalające na metody łączenia skanów (markery, bez markerów, stoliki automatyczne itp)
  • Parametry związane z triangulacją chmury punktów. Głównie chodzi o to, czy oprogramowanie będzie tworzyło ładne, kształtne trójkąty, czy będą raczej efektem chaosu.
  • Optymalizację wyniku pod względem wielkości. Dobrej jakości chmura punktów dla obiektu 10x10cm powinna być w okolicach 30-40MB. Niektóre źle dopracowane programy potrafią wygenerować siatkę trójkątów w okolicach kilkuset MB.
  • Szybkość scalania danych po skanowaniu. Jeśli na pokazie masz do czynienia z 10 skanami i ich łączenie trwa np 2 minuty, to wyobraź sobie projekty posiadające 200-300 skanów. Dobry program powinien połączyć 10 skanów w okolicach 30 sekund, nie więcej.
  • Ograniczanie rozdzielczości. Wyobraź sobie obiekt gabarytów 500x500, który charakteryzuje się dużą zmiennością kształtu. Musisz wykonać kilkadziesiąt skanów najlepiej w pełnej rozdzielczości. Możesz być pewny, że system zacznie potrzebować więcej czasu z każdym kolejnym skanem. Dowiedz się, w jaki sposób dostawca systemu radzi sobie z tym zagadnieniem. Czy stosuje metody ograniczające obciążenie procesora.

Łączenie skanów
Tutaj patrz na to, czy skanowanie wymaga używania markerów referencyjnych (wzrost kosztów i czasu przygotowania do skanowania), czy obsługuje stoliki CNC, jak szybko składa skany i przede wszystkim w jaki sposób optymalizuje siatkę.
Upewnij się, czy oprogramowanie sprawnie radzi sobie z obróbką skanów, czas łączenia, czy pokazuje jakość łączenia. Jaki masz wpływ na modyfikowanie parametrów chmur punktów.
Podczas łączenia istotnym jest filtrowanie danych niechcianych (zeskanowane np podłoże). Dowiedz się, jak dostawca systemu rozwiązuje problem czyszczenia chmury np przy skanowaniu automatycznym.

Akcesoria
W przypadku skanerów światła strukturalnego, do wyboru masz akcesoria w postaci sondy stykowej (pomiar otworów), stoliki numerycznie sterowane, pakiety oprogramowania (np nakładanie tekstur, wykrywanie krawędzi). Skanery też mogą być montowane na robotach przemysłowych (ABA, KUKA i inne).
Stoliki obrotowe lub wychylno-obrotowe są uzasadnione, gdy obiekty są symetryczne, duża ilość skanować. Obiekt w tym czasie może być skanowany a ty możesz wykonywać inne zadania. Stoliki obrotowe mogą mieć nośność do 300kg! Zatem jest w czym wybierać. W przypadku stolików wychylno-obrotowych, detal jest automatycznie nie tylko obracany, ale i wychylany względem skanera. Mają one mniejsze nośności, ale są bardzo wygodne i znacznie przyspieszają uzyskiwanie wyniku. W przypadku tych stolików, ograniczeniem też może być gabaryt detalu. O szczegóły pytaj przedstawiciela handlowego.
Innym dodatkiem do skanera może być system fotogrametryczny pozwalający na skanowanie dużych obiektów z zachowaniem precyzji skanu.

Ale najważniejsza jest zasada, że kupując tanio, kupujesz dwa razy. Zapamiętaj, że dobry skaner, to również możliwość świadczenia usług. Ze słabym sprzętem nie zyskasz wielu zleceniodawców.
Zatem jeśli stać Ciebie na ryzyko kupienia sprzętu, który będzie mało dokładny, to tak samo Ciebie stać na sprzęt droższy, eliminując elementy tego ryzyka.

I myślę, że ostatnia najważniejsza rada- wykonuj benchmark skanerów!!! Patrząc na wynik, nie wierz na słowo. Upewnij się, że system jest powtarzalny. Zrób benchmark. Porównaj na jednym i tym samym detalu różne skanery. Ostatecznie wykonaj pomiar detalu metodą inną, dokładniejszą i sprawdź, który z systemów jest bliżej prawdy.

Nie bez znaczenia na cenę ma fakt, czy kupujesz u pośrednika, czy bezpośrednio od producenta. Każdy musi przecież z czegoś żyć.
Dla zainteresowanych w załącznikach znajduje się tabela przygotowana do porównania skanerów firmy AICON do rozwiązań konkurencyjnych. Można ją wykorzystać wg uznania.
Powodzenia!
Bardzo pomocny post.