ОБЪЕМНЫЕ ТЕХНИКИ

ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Компьютерная томография (КТ), микротомография и магнитно-резонансная томография (МРТ) используются для получения цифровой модели объекта, включая его окружение, например неразрушающий контроль материалов, реверс-инжиниринг или изучение биологических и палеонтологических образцов. Несмотря на то, что они используются в промышленной области, они также широко распространены и в медицине.

МЕДИЦИНА

Компьютерная томография (КТ) — медицинский метод визуализации, который создает трехмерное изображение внутреннего пространства объекта, с помощью большой серии двухмерных рентгеновских снимков. Точно так же работает и магнитно-резонансная томография — другой медицинский метод визуализации, обеспечивающий более контрастные изображения мягких тканей тела, чем компьютерная томография (КТ). Поэтому МРТ-сканирование намного эффективней в неврологии (мозг), опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы и поиска онкологии (рак). Эти методики создают объемные цифровые 3D модели, которые можно визуализировать, изменять и преобразовывать в традиционную 3D-поверхность, используя алгоритмы экстракции изоповерхности.

Рис.5: Рентгеновский снимок КТ. 3D модель (верхнее левое изображение) с помощью двухмерных рентгеновских снимков; 3D модель - моделированная срез за срезом.

Рис.5: Рентгеновский снимок КТ. 3D модель (верхнее левое изображение) с помощью двухмерных рентгеновских снимков; 3D модель — моделированная срез за срезом.

 

СТЕРЕОЗРЕНИЕ

Компьютерное стереозрение — это результат получения информации из 3D цифровых изображений (такие как камера ПЗС). Сравнивая две точки расположения камеры, 3D информация может быть извлечена из относительных положений объектов в двух группах. Это более простой процесс, чем стереоскопическое зрение.

 

Активные vs. Пассивные стерео-сканеры

Стереозрение активного сканера использует луч, такой как лазер или структурированный свет, чтобы решить задачу стереопозиционирования. Конкурент активного сканера – пассивные сканеры. Пассивные сканеры не излучают ничего на объект, а вместо этого полагаются на обнаружение отраженного окружающего излучения.

 

РУЧНЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ СКАНЕРЫ

Ручные лазерные сканеры моделируют 3D изображение, используя механизм триангуляции. Лазерный луч (или полоса) проецируются на объект из ручного излучателя (сенсор), который измеряет расстояние до поверхности объекта. Внутренняя система координат собирает данные. Поэтому для получения данных, если сканер находится в движении, необходимо определить место положения устройства. Сканер определяет положение объекта при помощи базовых пространственных объектов поверхности (обычно наклеивающиеся отражающие элементы — метки). Эти сканеры могут также использовать фактическую форму (структура объекта или цвет), применяя процесс внешнего контроля.

Для более точного позиционирования, лазерный 3D сканер иногда использует метод внешнего слежения. Для быстрого и точного 3D сканирования можно использовать фотограмметрию, обеспечивающуюся 3 камерами (или более). Оба метода используют инфракрасные светодиоды, подключенные к сканеру. За инфракрасными светодиодами наблюдает камера(ы) через фильтры, обеспечивающие независимость от внешнего освещения. Компьютер собирает данные сканирования (облако точек), которые затем записываются в качестве точек трехмерного пространства. Затем после обработки преобразуются в триангулированную сетку, а после — в модель CAD.

 

3D сканер HandySCAN использовался для оцифровки металлического литья. Система использует метод стерео, чтобы одновременно исследовать отражательные маркеры (для положения) и рефлексивные маркеры (для расположения) и лазерное проецирование (для обнаружения геометрии).

3D сканер HandySCAN использовался для оцифровки металлического литья. Система использует метод стерео, чтобы одновременно исследовать отражательные маркеры (для позиционирования), рефлексивные маркеры (для расположения) и лазерное проецирование (для обнаружения геометрии).

3D СКАНЕР HandySCAN, CREAFORM

Переносной 3D сканер HandySCAN, производство Creaform. Это портативные и универсальные 3D сканеры с функцией самопозиционирования. Creaform, применяет его для определения положения объекта по отношению к сканеру. Главная особенность этого устройства — портативность. Его возможно с легкостью перенести к объекту, вместо того чтобы перемещать объект.

Как только сканер и объект расположили в соответствии с требованиями, камера фиксирует данные с поверхности. Камера фиксирует две лазерные полоски, пересекающие друг друга, проецирующиеся на поверхности объекта. Данные сканирования записываются в виде множества координат, полученных в результате триангуляции. Выходной формат файла — STL.

РЕКОНСТРУКЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА

Современные 3D технологии позволяют фиксировать 3D точки с очень высокой точностью. Благодаря этому стала возможной высококачественная реконструкция поверхности объекта, что крайне важно для реверс-инжиниринга. Большое количество исследуемых 3D точек позволяет анализировать точность находждения их координат, сравнивая их положение с ожидаемой ошибочной моделью, разработанной на стадии калибровки. Теперь высококачественные поверхностные измерения посредством 3D сканирования могут быть использованы в метрологии 

 




Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники