Temat: Skanowanie 3D obrazu w celu pomiaru odkształceń deski podobrazia

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Temat: Skanowanie 3D obrazu w celu pomiaru odkształceń deski podobrazia"

Sylwia Kaczmarczyk
7 lat temu
Przeglądów:

1 Raport z przeprowadzonych badań Temat: Skanowanie 3D obrazu w celu pomiaru odkształceń deski podobrazia

2 Spis treści Spis treści Cel badań Skanowanie 3D pozyskanie geometrii Praca w oprogramowaniu SMARTTECH3Dmeasure Łączenie chmur punktów i tworzenie modelu referencyjnego w oprogramowaniu Geomagic Control Ponowne skanowanie obrazu w celu uchwycenia zmian w geometrii Łączenie chmur punktów z powtórnego skanowania i tworzenie modelu testowego w oprogramowaniu Geomagic Control Porównanie dwóch wyników skanowania tworzenie kolorowej mapy odchyłek i analiza Podsumowanie

1.Cel badań Zleceniodawcą badań jest Pan Andrzej Cichy z Wydziału Technologii Drewna SGGW. Obraz udostęooniony został z jego prywatnych zbiorów.

3 1.Cel badań Zleceniodawcą badań jest Pan Andrzej Cichy z Wydziału Technologii Drewna SGGW. Obraz udostęooniony został z jego prywatnych zbiorów. Celem badań wykonanych przez firmę SMARTTECH jest sprawdzenie deformacji deski podobrazia po poddaniu obiektu długotrwałym, zmiennym warunkom wilgotności powietrza. 2. Skanowanie 3D pozyskanie geometrii W pierwszym etapie zeskanowano obraz przed poddaniem go długotrwałym zmianom warunków wilgotności powietrza (rys.1). Rys.1. Pierwsze skanowanie obrazu Do pomiarów zastosowano niezwykle precyzyjny skaner Micron3Dcolor 24Mpix o objętości pomiarowej 200x300x220mm i dokładności 0,04mm. Gęstość próbkowania to 400 punktów na mm 2. Wynikiem skanowania jest chmura punktów (o współrzędnych X,Y,Z). Dzięki zastosowaniu wysokiej klasy kolorowego detektora o rozdzielczości 24Mpix, z pojedynczego pomiaru 3

uzyskuje się nawet do 24 milionów punktów. Daje to możliwość zadokumentowania wszelkich deformacji zarówno w strukturze farby, jak i odkształceń deski podobrazia.

4 uzyskuje się nawet do 24 milionów punktów. Daje to możliwość zadokumentowania wszelkich deformacji zarówno w strukturze farby, jak i odkształceń deski podobrazia. Wykonane zostały skany poszczególnych fragmentów obrazu, które następnie zostały połączone w oprogramowaniu. 3. Praca w oprogramowaniu SMARTTECH3Dmeasure Oprogramowanie SMARTTECH3Dmeasure służy do sterowania głowicą pomiarową oraz do edycji chmur punktów będących wynikiem skanowania 3D. Pomiar można wykonać za pomocą jednej z trzech metod: pojedynczy skan, pomiar na markery oraz z użyciem stolika obrotowego. Ze względu na kształt obiektu jakim jest obraz, wykorzystano metodę pojedynczych pomiarów. Wykonane zostało 20 pomiarów poszczególnych fragmentów całego obiektu. Następnie przeprowadzono operacje usuwania punktów szumowych powstałych w wyniku zakłócenia pomiaru zewnętrznym źródłem światła (rys.2). Dodatkowo usunięte zostały luźne grupy punktów mogące zakłócać późniejsze analizy. Rys. 2. Usuwanie punktów szumowych w oprogramowaniu SMARTTECH3Dmeasure 4. Łączenie chmur punktów i tworzenie modelu referencyjnego w oprogramowaniu Geomagic Control 4

Skany cząstkowe zaimportowano do oprogramowania Geomagic Control. W programie tym zostało przeprowadzone łączenia skanów cząstkowych w jedną całość (rys.3, rys.4).

5 Skany cząstkowe zaimportowano do oprogramowania Geomagic Control. W programie tym zostało przeprowadzone łączenia skanów cząstkowych w jedną całość (rys.3, rys.4). Spośród wszystkich skanów pozostawiono siedem, które w całości pokrywały obszar poddawany badaniom. Następnie usunięte zostały pokrycia pomiędzy poszczególnymi skanami (rys.5), a chmury scalono w jedną. Później chmura punktów przetworzona została na siatkę trójkątów. Siatka ta stała się modelem referencyjnym badanego obrazu (rys.6) Rys. 3. Wstępne dopasowywanie skanów na 3 punkty Rys. 4. Dokładne dopasowywanie 5

6 Rys. 5. Usuwanie pokryć w poszczególnych skanach Rys. 6. Gotowa siatka obrazu bez ramy jako model referencyjny 6

5. Ponowne skanowanie obrazu w celu uchwycenia zmian w geometrii Kolejnym etapem było poddawanie obrazu zmiennym warunkom wilgotności powietrza przez okres trzech miesięcy.

7 5. Ponowne skanowanie obrazu w celu uchwycenia zmian w geometrii Kolejnym etapem było poddawanie obrazu zmiennym warunkom wilgotności powietrza przez okres trzech miesięcy. W wyniku tego testu deska podobrazia odkształciła się. Aby zadokumentować powstałe odkształcenie obraz został zeskanowany ponownie przy użyciu tego samego urządzenia co poprzednio (rys.7). Ponownie wykonano 20 skanów. Wyniki powtórnego skanowania również zostały poddane operacjom usuwania szumów i luźnych grup w oprogramowaniu SMARTTECH3Dmeasure. Rys. 7. Ponowne skanowanie obrazu 6. Łączenie chmur punktów z powtórnego skanowania i tworzenie modelu testowego w oprogramowaniu Geomagic Control Podobnie jak w przypadku pierwszego skanowania chmury zostały połączone w oprogramowaniu Geomagic Control. Podczas łączenia wykonano najpierw operacje dopasowywania wstępnego na 3 punkty wszystkich chmur, a potem dokładnego za pomocą opcji Global Registration. Na koniec wybrano spośród nich siedem, które w całości pokrywały badany obszar. Po usunięciu pokryć pozostałe chmury punktów połączono w jedną i oznaczono ją jako obiekt testowy (rys.8). 7

8 Rys. 8. połączone chmury jako obiekt testowy 7. Porównanie dwóch wyników skanowania tworzenie kolorowej mapy odchyłek i analiza Ostatnim etapem było wykonanie porównania dwóch wyników skanowania i stworzenie kolorowej mapy odchyłek (rys.9), pokazującej zmiany jakie nastąpiły kształcie podobrazia. Tolerancja odchylenia wynosiła 0,1 mm. Największe odchylenie wyniosło 2,28 mm. Rys. 9. Kolorowa mapa odchyłek pokazująca zmiany 8

9 Wykonane zostało 12 przekrojów (rys.10) pokazujących zmianę, jaka nastąpiła po poddaniu obiektu długotrwałym, zmiennym warunkom wilgotności powietrza trzy pionowe i dziewięć poziomych. Na ośmiu z nich przeprowadzono pomiary odchyłek pomiędzy obiektem referencyjnym a testowym (rys.11). Rys. 10. Linie przeprowadzonych przekrojów Rys. 11. Przekroje z wykonanymi pomiarami odchyłek 9

Na każdym z przekrojów wykonano pomiary odchyłek w pięciu miejscach: na brzegach, w środku oraz w połowie odcinka między środkiem, a brzegiem (rys.12).

10 Na każdym z przekrojów wykonano pomiary odchyłek w pięciu miejscach: na brzegach, w środku oraz w połowie odcinka między środkiem, a brzegiem (rys.12). Dodatkowo wykonano pomiar promienia okręgu, którego brzeg tworzy wygięta deska obrazu, zarówno w obiekcie referencyjnym jaki i testowym. Rys. 12. Pomiary wykonane na przekroju 8. Podsumowanie Przeprowadzone przez firmę SMARTTECH 3D badania dowodzą, że pod wpływem poddawania obrazu zmiennym warunkom wilgotności powietrza deska podobrazia odkształca się. Dzięki zastosowaniu skanera 3D możliwe było dokładne zadokumentowanie powstałych zmian. Wykonane przekroje oraz kolorowa mapa odchyłek wyraźnie pokazują w jaki sposób zmienia się geometria badanego obrazu. Największe zmiany nastąpiły na brzegach i w środkowej części obrazu. Deska podobrazia w znaczącym stopniu wypłaszczyła się pod wpływem wilgotności co dokładnie zobrazowane jest dzięki pomiarom wykonanym przy pomocy skanera 3D przez firmę SMARTTECH przy użyciu profesjonalnego oprogramowania Geomagic Control. 10

Podobne dokumenty

Temat: Zaprojektowanie procesu kontroli jakości wymiarów geometrycznych na przykładzie obudowy.

Raport z przeprowadzonych pomiarów. Temat: Zaprojektowanie procesu kontroli jakości wymiarów geometrycznych na przykładzie obudowy. Spis treści 1.Cel pomiaru... 3 2. Skanowanie 3D- pozyskanie geometrii