Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Eltrox Hurton
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Stołowy skaner 3D

Dyrek 05 Oct 2007 10:11 8227 30
  • #1
    Dyrek
    Level 16  
    Witam

    zacząłem temat tutaj: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic145369-120.html ale to bardziej się nadaje do robotyki amatorskiej/hobby :) Jest to praca dyplomowa nareszcie obroniona :)
    Skaner oparty o laser i czujnik CCD ze zwykłego skanera pracujący jako dokładny dalmierz, współrzędne punktów wysyłane do kompa i zapisywane w pliku tekstowym, następnie konwertowane przez AutoCad (podprogramik w Lisp'ie) do trójwymiarowej siatki.

    <object width="425" height="350"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/BP7GmmaD-L8"></param><param name="wmode" value="transparent"></param></object>

    skanowanie takiego obiektu jak na filmie trwa ponad 20min więc tak długiego filmu nie robiłem :)

    tutaj już konwertowanie otrzymanej chmury punktów na siatkę 3D
    <object width="425" height="350"><param name="movie" value="http://www.youtube.com/v/ryzKAmO2HPE"></param><param name="wmode" value="transparent"></param></object>

    Stołowy skaner 3D
    Stołowy skaner 3D
    Stołowy skaner 3D
    Stołowy skaner 3D
    Ethernet jednoparowy (SPE) - rozwiązania w przemyśle. Szkolenie 29.09.2021r. g. 11.00 Zarejestruj się za darmo
  • Eltrox Hurton
  • #2
    holcer
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Mógłbyś wrzucić jakieś schematy elektroniki i spis użytych części? Może też program do obsługi? Pozdrawiam
  • #3
    McRancor
    VIP Meritorious for electroda.pl
    A jak z rozdzielczością dalmierza? Jakiego rzędu zakresy/dokładności jesteś w stanie uzyskać?

    Jaki algorytm zastosowałeś do określenia punktu w jaki trafia odbity promień na linijce? Szukasz najbardziej jasnego piksela czy może coś ciekawszego?

    Czy praca jest gdzieś dostępna do wglądu?

    Gratuluję bardzo udanej pracy! :)
  • #4
    Halftheman
    Level 16  
    Gratuluje pracy :) i mgr :)

    Z tego co sie orientuje praca magisterska jest własnością uczelni na której student sie broni. Prawda? :|

    A wgląd do prac powinien mieć dostęp każdy poprzez http://www.ieee.org ? Czy tylko do publikacji naukowych? :|
  • #5
    michalxb
    Level 13  
    Jestem pod mega wrażeniem, cudowne urządzenie:)
    Jak tylko pomyślę do ilu celów można go wykorzystać...

    A tak na marginesie, czy ktoś już kiedyś coś takiego zbudował/wymyślił??

    Pozdrawiam.
    Michał M.
  • #6
    Dyrek
    Level 16  
    Witam

    holcer wrote:
    Mógłbyś wrzucić jakieś schematy elektroniki i spis użytych części? Może też program do obsługi? Pozdrawiam


    Niestety konkretnego schematu i programu nie podam (zbyt wiele czasu i nerwów temu poświęciłem aby inni potem mogli sobie bez wysiłku kopiować moją pracę a ponadto planuję rozwijać ten projekt może nie tylko hobbystycznie). Ale opisać co jak działa nawet dość szczegółowo to mogę :) Częściowo już to zrobiłem w przytoczonym już temacie: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic145369-120.html

    Halftheman wrote:
    Z tego co sie orientuje praca magisterska jest własnością uczelni na której student sie broni. Prawda? Neutral

    A wgląd do prac powinien mieć dostęp każdy poprzez http://www.ieee.org ? Czy tylko do publikacji naukowych? Neutral


    Nie wiem jaka jest cała strona prawna tego ale uczelnia ma prawo do treści zawartych w pracy, jej wykorzystania i publikacji.
    W moim przypadku temat pracy w początkowych założeniach miał zadanie stworzenie tylko oprogramowania pod AutoCAD napisanego w Lispie do tworzenia brył 3D z chmury punktów otrzymanej z jakiegoś wyimaginowanego skanera :) i uczelnia na to naciskała więc w pracy nie ma za wiele informacji na temat elektroniki oraz programu sterującego :)

    McRancor wrote:
    A jak z rozdzielczością dalmierza? Jakiego rzędu zakresy/dokładności jesteś w stanie uzyskać?

    Jaki algorytm zastosowałeś do określenia punktu w jaki trafia odbity promień na linijce? Szukasz najbardziej jasnego piksela czy może coś ciekawszego?

    Czy praca jest gdzieś dostępna do wglądu?


    Nie wiem czy uczelnia jakoś udostępnia prace, ja natomiast zamierzam stworzyć jakąś stronkę internetową jak będę miał czas.
    Rozdzielczość i zakres bardzo zależy od precyzyjnego mechanizmu poruszającego i ustawienia czujnika z laserem, u mnie zakres wynosi 167mm mierzone od środka obrotowej podstawy czyli można skanować obiekty mieszczące się w walcu o średnicy ponad 30cm. Zasięg można zmienić połakomić się na zbudowanie skanera np. budynków ale trzeba by się pobawić w skomplikowane mechanizmy optyczne.
    Teoretyczna rozdzielczość z wyliczeń wynosi ok 0,05mm ale praktycznie "na oko" wychodzi 0,5mm, wiąże się z tym jeszcze pewien błąd - nieliniowość. Nie zdążyłem na obronę napisać algorytmu linearyzującego (ale o tym cicho sza przed promotorem ;-) ) i otrzymane skany powinny być "grubsze" o około 5mm.
    Co do wyszukiwania punktu na linijce to algorytm dość prosty - w praktyce na linijce jest oświetlonych kilkadziesiąt pixeli naraz przez laser i często występuje przesterowanie - większość z nich ma maksymalną wartość więc szukam początku i końca "pasma" a potem dzielę przez dwa i mam teoretycznie środek (na coś bardziej wymyślnego nie miałem czasu)

    pozdrawiam
  • #7
    sepher
    Level 19  
    Widziałem już podobne urządzenie wykonane w ramach pracy magisterskiej, ale zbudowane na bazie linijkowego oświetlacza i kamery. Co do oświetlacza - dość łatwo zrobić coś takiego - wystarczy 'poświecić' laserem przez szklaną rurkę. Mechanika była zbudowana na bazie starego gramofonu ;). Po każdym obrocie o jakiś baaardzo niewielki kąt kamera robiła zdjęcie i szukała konturu obiektu (który był oświetlony linijką) na obrazie (całość oczywiście była wcześniej skalibrowana). Dokładność była też na poziomie ok. 0,5 mm, ale widziałem jak to wyglądało i porządniejsze wykonanie mechaniki, oraz zastosowanie kamerki o wyższej rozdzielczości (a tam użyto kamery cyfrowej o rozdziałce VGA podłączonej przez FireWire) mogłoby zwiększyć dokładność całości. Gratuluję projektu, wiem, że doprowadzenie do działania takiego urządzenia wymaga sporo pracy, nie tylko projektowej :).
  • #8
    Dyrek
    Level 16  
    Także widziałem kilka takich projektów opartych o kamerę i laser rzucający linie na obiekt (nawet dwa wykonane przez forumowiczów) dlatego zdecydowałem się nie powtarzać i zrobić to trochę inaczej w oparciu o linijkę CCD ze zwykłego skanera. Dało to możliwość osiągnięcia bez problemu faktycznej dokładności 0.5mm podczas gdy dla kamery 800/600 jest to prawdopodobnie wartość graniczna i chyba też teoretyczna, u mnie teoretycznie jest ok. 0,05mm a wykorzystałem niewiele ponad połowę pikseli czujnika. Przy ulepszeniu mechaniki, optyki i programu można na pewno spokojnie zejść poniżej 0,1mm. Ale właśnie w stosunku do metody z kamerą skanowanie trwa dłużej bo punkty mierzone są pojedynczo
  • #9
    qrdel
    Level 28  
    A czy możesz ujawnić sam sposób odczytywania CCD przez procek? (taktowanie, poziomy, timingi, schemat)

    Projekt jest super.
  • Eltrox Hurton
  • #10
    Dyrek
    Level 16  
    Sposób odczytu i podłączenia CCD jest dokładnie taki jak zaleca producent w pdf'ie (ja użyłem ILX518K firmy sony, tak dla przykładu poniżej dodałem jego note katalogową) 3 końcówki procesora taktują CCD a analogowy sygnał wyjściowy z czujnika jest konwertowany przez dedykowany do tego celu przetwornik A/D WM8143-12 (także zaadoptowany z tego samego rozebranego skanera dokumentów co czujnik). Podłączenie WM8143-12 do procka - no jakże by inaczej - według noty katalogowej producenta :) (może z wyjątkiem użycia tylko 8 linii danych zamiast wszystkich 12bit).

    Jednak długo zmagałem się z problemem odczytu danych z tego czujnika bo mimo robienia wszystkiego tak jak każe producent to układ nie działał :/ Po wielu bojach kazało się że przy jednorazowym odczycie układ był jakby martwy a odczytując go w pętli działał :| tak że teraz w skanerze przy pomiarze punktu brany pod uwagę jest siódmy odczyt linijki CCD a nie pierwszy. Nie wiem gdzie leży błąd bo nie mogłem tego wyeliminować.

    Dawanie tu schematu połączenia jest bezcelowe bo nie każdy skaner jest wyposażony akurat w ten przetwornik CCD (ja rozebrałem 5 i każdy był inny z czego do dwóch nie znalazłem żadnego opisu)
  • #11
    qrdel
    Level 28  
    Dzięki wielkie, właśnie takiego pdf'a nie potrafiłem nijak znaleźć.
    No, miałem nieco inne sensory, ale myślę że zasada jest zbliżona.
  • #12
    Dyrek
    Level 16  
    Zasada działania tak ale już sygnały sterujące nie koniecznie a rozmieszczenie wyprowadzeń już na pewno inne - mam dwa identycznie wyglądające czujniki tego samego producenta o tej samej ilości pixeli i podobnych parametrach a wyprowadzenia są całkiem inne, do tego jeden musi być sterowany aż sześcioma sygnałami taktującymi :/
    A chyba najlepszą skarbnicą dokumentacji jest strona http://alldatasheet.com/ - znalazłem tu opisy do większości wydłubanych linijek CCD nawet jeśli nie było ich na stronie producenta :)
    pozdrawiam
  • #13
    kamilekaaaaa
    Level 23  
    Sory moze nie jestem kumaty ale jak kolego przelicza odległośc przedmiotu od lasera.Reszta jest ok i kumam jak działa ale mam problem z opanowaniem czegos takiego jak dalmierz jak to dziala?
  • #14
    paw789
    Level 18  
    Taki dalmierz mierzy odleglość metodą traingulacji.

    Zapomnialem dodać ( bo bez tej instrukcji nie znajdzie :D ):

    Poszukaj na google lub na forum.
  • #15
    kamilekaaaaa
    Level 23  
    a jakies jasniejsze objasnienie. Nie jestem inzynierem!

    Dodano po 56 [minuty]:

    OKi, chyba mam. Wyswietlam linie na obiekcie i skanuje go pod pewnym kątem. Wtedy jest mozliwe wyliczenie odleglosci z profilu obiektu. Dobrze czy myle sie?
  • #16
    qrdel
    Level 28  
    Oglądałem dziś drukarkę 3D w realu - niesamowita zabawka.

    Konkretnie był ten model
    http://www.bimen.com.pl/pdf/objet_system_eden260.pdf

    ale firma ma też inne
    http://www.bimen.com.pl/

    być może będę z ich usług korzystał.
    Ale piszę dlatego, że dopiero Twoje urządzenie by się przydało do kompletu.
    Drukowanie dość drogie, ale obiekt rozmiaru papierosa (może dwóch) ma kosztować rzędu kilku euro.
    Głównym minusem jest nietrwałość produktów - żywica tylko do 50°C i wrażliwa na UV. Proszkowe mogą służyć jako forma do odlewów (do 1200°C) ale jednorazowa.
    Gdybyś znalazł absolutnie niezwykły obiekt do skopiowania, to możesz się pokusić o taki wydruk.

    Pozdrawiam
  • #17
    kamilekaaaaa
    Level 23  
    Dobra panowie tylko jak sie skanuje dzbanek to nie oswietla tego co jest za uchem. Czy myslal ktos z was o ruchomej glowicy skanera w plaszczyżnie xy tak by mozna było zeskanowac to co jest za uchem? Chodzi mi o ruch w polokregach.
  • #18
    Minner
    Level 18  
    kamilekaaaaa wrote:
    Dobra panowie tylko jak sie skanuje dzbanek to nie oswietla tego co jest za uchem.

    jakto nie? przecież to się obraca i złapie to co jest za uchem w pewnych zakresach kątów obrotu:|
  • #19
    Dyrek
    Level 16  
    Witam
    Ostatnio brakuje mi czasu na jakieś modernizacje/rozwój skanera :/ Dla ciekawskich zamieszczam część pisemną :) Początek to oczywiście lanie wody aby więcej stron było :) potem jest opisana konstrukcja i nawet schemat ale nie w finalnej wersji (od złożenia części pisemnej do obrony było trochę czasu na modyfikacje :) )

    Co do możliwości to fakt że ta konstrukcja najlepiej pozwala na skanowanie przedmiotów o bryle obrotowej, bardziej skomplikowane kształty, niewidoczne powierzchnie nie zostaną dobrze zinterpretowane (przykład z uchem dzbanka). Można zmienić właśnie mechanizm poruszania się dalmierza lub zwiększyć ilość czujników, kąt nastawienia ale i to nie zawsze zagwarantuje zrobienie pełnego skanu.
    Attachments:
  • #20
    kamilekaaaaa
    Level 23  
    Minner chyba że ten laser bedzie przebijal sie ucho. Dyrek co myslisz o mechanizmie do obrotu w osi xy. Mechanicznie mi dziala tylko mie wiem jak to przezucic na kompa do autocada i jak przeliczyc wielkosci. Terar robilem to przez proporcje. Moge zalaczyc zdjecie mechanizmu jak ktos jest zainteresowany. Uzylem mechanizm z kamery od telefonu konferencyjnego.
  • #21
    Dyrek
    Level 16  
    Nie bardzo rozumiem o co chodzi z tym obrotem xy, jakiś schemat/zdjęcie by pomogło. Obliczenia zależą właśnie od konstrukcji, nie obędzie się bez sin, cos, tw. Talesa i Pitagorasa. W załączonej wyżej dyplomówce przedstawiłem jak to jest wyliczane u mnie.
  • #23
    qrdel
    Level 28  
    Najprostszą metodą dołożenia _nielicznych_ niewidocznych punktów jest przesunięcie "dzbanka" na talerzu obrotowym i przeskanowanie jeszcze raz (albo parę razy). Tylko trzeba potem te "cząstkowe" skany jakoś pożenić.
  • #24
    kamilekaaaaa
    Level 23  
    Życzę szczęścia. Raczej jest to niemożliwe. Ta metoda co pokazałem daje chyba większe możliwości bo obiekt pozostaje w tym samym miejscu. A przeliczenie tego dla Dyreka nie bedzie problemem.
  • #25
    Dyrek
    Level 16  
    qrdel wrote:
    Najprostszą metodą dołożenia _nielicznych_ niewidocznych punktów jest przesunięcie "dzbanka" na talerzu obrotowym i przeskanowanie jeszcze raz (albo parę razy). Tylko trzeba potem te "cząstkowe" skany jakoś pożenić.

    No tak tylko chyba nie będziemy tego ręcznie przesuwać, całego talerza też nie, pozostaje dodać ruch "dalmierza" w poziomie a nie tylko w pionie tylko pozostaje kwestia czasu skanowania i komplikacji obliczeń.

    Kamilekaaaaa nadal nie bardzo rozumiem twojego pomysłu, ja mam linijkę CCD i dokonuje pomiaru tylko jednego punktu w danej chwili a Ty masz kamerę do której stosuje się inny układ - rzucanie prążków laserem na obiekt i jego obrót, w tym wypadku nie trzeba nawet ruszać kamerą.
    Naprawdę przydałby się jakiś rysunek z osiami obrotu, kierunkiem, kątami widzenia kamery/dalmierza/lasera (ale umieszczony przez link "Załaduj zdjęcie" pod oknem odpowiedzi bo mało kto chce dawać punkty za coś nieprzydatnego)
  • #26
    kamilekaaaaa
    Level 23  
    Dyrek ta kamera to jest wersja probna i nie bede jej uzywal. Zamias kamery wstawie czytnik ccd od skanera obiektyw uzyje do regulacji ostrosci. jak widzisz na zdjeciu obiektyw porusza sie w gore i dol i w lewo i prawo. Zrobie dzisiaj filmik jak to dziala i wysle na forum. Ale jak wiesz w jakich plaszczyznach porusz aie kamera od monitoringu to mozesz sobie wyobrazic jak to sie porusza. Teraz pracuje na statywem i umocowaniem tego wszystkiego w kwestii mechanicznej.
  • #27
    qrdel
    Level 28  
    Możliwe jest.
    Można np. wstawić płytkę na 2 łożyskach liniowych z ogranicznikami. Wtedy przesunięcie będzie dokładnie znane, nawet wykonywane ręcznie po pełnym obrocie.
    I nie mówcie mi o dzbanku z dwoma (trzema, ...) uchami, bo zawsze można wygenerować obiekt trudny, np. położyć butelkę, czy "rog bawoli, długi, cętkowany, kręty" i żądać obrazu wnętrza.
    Każda metoda działająca "na siłę" będzie generować nadmiar danych (i stratę czasu).
    Dlatego, do trudnych fragmentów - albo operator wskazujący jaki obszar przeskanować dokładniej (czyli z przesunięciem obiektu, czy oświetlacza, czy rejestratora), albo sztuczna inteligencja podejmująca te decyzje sama. (wszystkiego najlepszego, żeby coś absolutnie spaprać trzeba komputera)
  • #30
    holcer
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Projekt rzeczywiście bardzo ciekawy. Niestety oprogramowanie kosztuje 80 euro :?. Czy uzyskany w ten sposób "skan" da się wykorzystać np. do zrobienia kopii w za pomocą CNC? Z tego co zrozumiałem, to jest to po prostu siatka punktów, więc, jeśli każdy z nich ma jakieś wsp. X, Y, Z, to można powielić otrzymaną "bryłę"?
    Pozdrawiam
    Holcer

    P.S. Rzeczywiście - dopiero teraz "wczytałem" się w podaną stronę. Za darmo jest program do skanowania, a płacić trzeba za oprogramowanie do obróbki i łączenia skanów. Wg. opisu program zapisuje zeskanowane płaszczyzny jako pliki *.OBJ. Ktoś miał "styczność" z tym rodzajem zapisu? Da się to w innych programach otwierać i edytować?
    Pozdrawiam