طراحي و ساخت يك اسكنر استريويي فعال و صحت سنجي نتايج از ديدگاه مترولوژيك

بازسازي مختصات سه‌بعدي با استفاده از بينايي استريو در سه مرحله كاليبراسيون دوربين‌ها، تناظريابي و مثلث‌سازي انجام مي‌شود. تناظريابي را مي‌توان مهم‌ترين و موثرترين بخش بر دقت در فرآيند استريو دانست. در روش سنتي استريو غيرفعال اغلب از الگوريتم‌هاي كه بر اساس ويژگي تصوير عمل مي‌كنند، براي تناظريابي استفاده مي‌شود. استفاده از اين الگوريتم‌ها در تصاوير كم‌بافت يا با بافت زياد، نتايج ضعيفي به همراه دارد. مشكلات مربوط به تناظريابي در تصاوير استريو را مي‌توان با قرار دادن يك منبع نور فعال در كنار تجهيزات استريو، حل كرد. اين تحقيق به طراحي و ساخت يك اسكنر سه‌بعدي، با تركيب استريو غيرفعال و استفاده از يك ليزر خطي پرداخته است. در اين سيستم نقطه متناظر، از تقاطع خط ليزر با خط اپيپولار با استفاده از روابط رياضي و در مقياس پيكسلي استخراج شده است. سپس، دقت و قابليت دستگاه ساخته شده با استفاده از استانداردهاي مربوطه و شاخص‌هاي اندازه‌گيري مربوط به اين نوع اسكنر بررسي شده است. نمونه‌هاي آزمايش تحت اسكن 180 درجه قرار گرفته‌اند و بررسي دقت، تكرارپذيري، تجديدپذيري و عدم‌قطعيت سيستم گزارش شده است. نتايج گوياي دقت قابل قبول براي قطعات كوچك صنعتي با استفاده از سيستم پيشنهادي است.

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.