طراحی و ساخت یک اسکنر استریویی فعال و صحت سنجی نتایج از دیدگاه مترولوژیک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد

2 دانشگاه یزد، یزد، ایران

3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند

4 گروه مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه هرمزگان

چکیده

بازسازی مختصات سه‌بعدی با استفاده از بینایی استریو در سه مرحله کالیبراسیون دوربین‌ها، تناظریابی و مثلث‌سازی انجام می‌شود. تناظریابی را می‌توان مهم‌ترین و موثرترین بخش بر دقت در فرآیند استریو دانست. در روش سنتی استریو غیرفعال اغلب از الگوریتم‌های که بر اساس ویژگی تصویر عمل می‌کنند، برای تناظریابی استفاده می‌شود. استفاده از این الگوریتم‌ها در تصاویر کم‌بافت یا با بافت زیاد، نتایج ضعیفی به همراه دارد. مشکلات مربوط به تناظریابی در تصاویر استریو را می‌توان با قرار دادن یک منبع نور فعال در کنار تجهیزات استریو، حل کرد. این تحقیق به طراحی و ساخت یک اسکنر سه‌بعدی، با ترکیب استریو غیرفعال و استفاده از یک لیزر خطی پرداخته است. در این سیستم نقطه متناظر، از تقاطع خط لیزر با خط اپیپولار با استفاده از روابط ریاضی و در مقیاس پیکسلی استخراج شده است. سپس، دقت و قابلیت دستگاه ساخته شده با استفاده از استانداردهای مربوطه و شاخص‌های اندازه‌گیری مربوط به این نوع اسکنر بررسی شده است. نمونه‌های آزمایش تحت اسکن 180 درجه قرار گرفته‌اند و بررسی دقت، تکرارپذیری، تجدیدپذیری و عدم‌قطعیت سیستم گزارش شده است. نتایج گویای دقت قابل قبول برای قطعات کوچک صنعتی با استفاده از سیستم پیشنهادی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design and build an active stereo scanner and validation of results from a metrological viewpoint

نویسندگان [English]

  • maryam ansari 1
  • ghasem amirian 2
  • seyed mohammad emam 3
  • Seyed Jalal Hemmati 4
1 M.S, mechanical engineering, yazd university
2 yazd university, yazd, iran
3 faculty of mechanical engineering, Birjand University of Technology, Birjand
4 Department of mechanical engineering, facualty of engineering, University of Hormozgan
چکیده [English]

3D model reconstruction by stereo vision is divided into three steps: the camera calibration, matching, and triangulation algorithm. The matching can be considered as the most important and effective part of accuracy. In passive stereo vision, matching is done by algorithms that are often based on image features. These algorithms yield poor results in low or high textured regions. The matching problem can be resolved by adding a light source to stereo rig. In this paper, a 3D scanner is designed and built by combining passive stereo and a slit laser. The match point is obtained as intersection between the epipolar line and the laser stripe on the image. It is solved by mathematical formulas on pixel scale. Then the accuracy and ability of the system are investigated by relevant standards and the measurement indexes. The test samples have been scanned over 180 degree and the accuracy, repeatability, reproducibility and reliability of the system are reported. The results show an acceptable accuracy for small industrial parts using the proposed system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 3D scanner
  • Stereo vision
  • Matching
  • Measurement index