تكنيك اعمال نويز نرم افزاري جهت بهبود دقت اسكنر ليزري

Improving the accuracy of laser scanning using a soft technique

يكي از رايج‌ترين شيوه هاي مدل سازي سه بعدي، استفاده از اسكنر ليزري با تكنيك مثلث بندي مي باشد. پارامترهاي موثر بر دقت اين اسكنرها به طور كلي به دو دسته سخت افزار و نرم افزار تقسيم بندي مي شوند. يكي از عمده ترين محدوديت هاي سخت افزاري، اندازه و تعداد پيكسل‌هاي موجود در دوربين بوده كه خطاي متريك و كوانتيزه كردن (نمونه برداري) را افزايش مي دهد و در نتيجه باعث خطاي زياد اندازه گيري در هنگام استخراج ابعاد مدل خواهد شد. با توجه به اين محدوديت، يكي از روش هاي موثر در بهبود دقت اسكنر، استفاده از تكنيك اعمال نويز و تكرار عمليات اسكن مي باشد. در اين مقاله، اعمال نويز از طريق ايجادجابجايي نسبي بين سنسور و لنز دوربين در حين عمليات اسكن، پياده-سازي شده است. اگر چه استفاده از تكنيك فوق باعث افزايش دقت مي شود ولي از طرف ديگر لزوم تغيير در تنظيمات سخت افزاري و تكرار عمليات اسكن، باعث افزايش زمان مدل سازي خواهد شد. در اين مقاله با ارايه ايده بديع اعمال نويز نرم افزاري،‌ تاثير روش ايجاد جابجايي نسبي بين سنسور و لنز دوربين بررسي و مطالعه شده است. در مقاله حاضر ضمن بيان اصولِ روش ارايه شده، الگوريتم اعمال نويز با استفاده از رگرسيون خطي شبيه سازي شده تا ضمن بهبود دقت،‌ زمان مدل سازي نيز كاهش يابد. نتايج به‌دست آمده بيانگر بهبود قابل توجه در دقت اندازه گيري مي باشد. تكنيك ارايه شده به‌صورت تجربي پياده سازي و مطالعه تجربي، صحت تكنيك و نتايج را تاييد مي نمايد. نتايج شبيه سازي و تجربي گزارش شده اند.

Ttriangulation technique is one of the most commonly techniques used in three dimensional measurements. Hardware and software used in 3D scanning systems are main error sources affected the accuracy of scanners. Depth reconstruction accuracy is a direct impact of the quantization process, and so it is related to the pixel size of the sensor. Dithering technique may be used to reduce the errors during quantization. The current study introduces a technique in which a relative fine movement between object and sensor is generated during picture capture. Although, using thistechnique will improve the accuracy of scanning but changing the hardware set up during the process is also time consuming. So to deal with this problem the dithering technique is simulated using the linear regression to reduce the scanning time. The paper firstly describes the theory of the noise introduction technique followed by modeling and simulation of the process by regression function. The results obtained from simulation show great improvement in measurement accuracy. To evaluate the result in a real world, a control rig was designed and built following which experiment was performed. The results showed considerable improvement in measurement accuracy. The result of both simulation and experiments are reported.