Escáner 3D de luz estructurada

Una luz estructurada Escáner 3D es un dispositivo de escaneo 3D utilizado para medir la forma tridimensional de un objeto utilizando un patrón de luz proyectado y un sistema de cámara.Una fuente de luz del cabezal de escaneo proyecta una serie de patrones paralelos en el objetivo de escaneo. Cuando la luz llega a la superficie del objeto, el patrón se deforma. Una cámara captura estas imágenes y las envía al software de escaneo 3D para su procesamiento.

Principio

La proyección de luz de banda estrecha en una superficie de forma tridimensional produce una línea de iluminación que parece distorsionada desde otras perspectivas que el proyector y puede usarse para la reconstrucción geométrica de la forma de la superficie (sección transversal de luz).Un enfoque más rápido y más general es proyectar simultáneamente un patrón que consiste en muchas franjas o franjas arbitrarias, ya que esto permite adquirir una gran cantidad de muestras simultáneamente. Cuando se ve desde diferentes ángulos, el patrón aparece geométricamente distorsionado debido a la forma de la superficie de el objeto.Se usa ampliamente un patrón de rayas paralelas, aunque son posibles muchas otras variantes de proyección de la luz estructurada. Imagen que muestra la deformación geométrica de una sola franja proyectada en una superficie 3D simple. El desplazamiento de las franjas permite una recuperación precisa de las coordinadas 3D de cualquier detalle en la superficie del objeto.

Generación de patrones de luz

Se han establecido dos métodos principales de generación de patrones marginales: interferometría y proyección láser.El método de interferometría de láser funciona con dos amplios frentes de haz láser plano. Su interferencia resulta en linetipos regulares y equidistantes. Se pueden obtener diferentes tamaños de patrones variando el ángulo entre estos haces. El método permite una generación precisa y fácil de patrones muy finos con profundidad infinita. de campo. Las desventajas son un alto costo de implementación, dificultad para proporcionar geometría de haz ideal y efectos típicos láser como el ruido de las motas y la posible interferencia de la auto-piezas reflejadas por los objetos. En general, no hay forma de modular rayas individuales, como Códigos grises.El método de proyección utiliza luz incoherente y básicamente funciona como un proyector de video. Los patrones se generan típicamente pasando la luz a través de un modulador de luz espacial digital, generalmente basado en una de las tres tecnologías de proyección digital más utilizadas en la actualidad, cristal líquido transmisivo, cristal líquido reflectante en silicio (LCO) o procesamiento de luz digital (DLP; micromirrores en movimiento ) Los moduladores tienen varias ventajas y desventajas comparativas para esta aplicación. Sin embargo, otros métodos de proyección pueden y se han utilizado.Los patrones generados por los proyectores de visualización digital tienen pequeñas discontinuidades debido a los límites de píxeles en la pantalla. Sin embargo, los bordes suficientemente pequeños son prácticamente insignificantes, ya que se aplanarán por el más mínimo desenfoque.

Un paquete de medición típico incluye un proyector y al menos una cámara. Para muchas aplicaciones, se ha determinado que dos cámaras en lados opuestos de un proyector son útiles.La luz estructurada invisible (o imperceptible) que usa luz estructurada no interfiere con otras tareas de visión por computadora donde los patrones proyectados confundirían. Los métodos de ejemplo incluyen el uso de velocidades de cuadros infrarrojas o muy altas alternando entre dos modos diametralmente opuestos.