Domov › Firmvér › 3D skener s dvoma kamerami. DIY D skener

3D skener s dvoma kamerami. DIY D skener

Obchod opäť ponúkol, že niečo vezme na kontrolu. Keďže ma už dlho zaujímala otázka využitia tejto vecičky pre potreby dekoratívnej 3D tlače, vybral som si skener.

Samotný skener teda vyvinula španielska firma BQ, ktorá ho teraz prestala podporovať (údajne kvôli čínskym falzifikátom, ale je to pochybné. Teraz tento skener predáva aj americký CowTech. Zdroje pre 3D tlač dielov skenera sú voľne dostupné na (tam sú odkazy na softvér a elektroniku).

V súprave máme toto „voľné“:

Montáž je jednoduchá, ale je tu niekoľko bodov:
1. Netreba sa ponáhľať s doťahovaním všetkých matíc – budete musieť upraviť aj geometrické rozmery – zbiehavosť laserov v strede miesta, vzdialenosť k točne.
2. V mojom stojane sa fotoaparát trochu „zakolísal“, o zlomok milimetra - ale to stačilo na skreslenie obrazu. Eliminuje sa pridaním penového materiálu.
4. Gramofón bol priehľadný a nemal náter (ako na origináli) - natrel som ho plastidipom.
5. Skontrolujte kalibračné šachovnicové vzory. Neviem, ako vytlačili ten z mojej sady, ale proporcie štvorcov boli mimo. Vzal som to z internetu a sám som si to vytlačil.
6. Zaostrenie kamery nie je prispôsobené vzdialenosti od plošiny. Zložil som kryt a upravil zaostrenie na mieste.

Ako vidíte, „mozog“ skenera je bežný Arduino Uno kombinovaný so štítom ZUM Scan a ovládačom krokového motora A4988. Farma je riadená natívnym softvérom Horus od BQ.

Po zložení skener prešiel kalibračnými procedúrami v natívnom softvéri Horus.

Keďže som už vedel, že kvalita skenovania vo veľkej miere závisí od kvality osvetlenia (stabilita, difúznosť, teplota farieb), vopred som sa postaral o malý lightbox, aby som aspoň poskytol viac-menej porovnateľné podmienky. na testovanie.

Po výbere „kandidátov“ na konkurzy som sa pripravil.

Požiadavky na objekt sú nasledovné:
1. Predmet musí byť väčší ako 5x5 cm, ale menší ako 20x20cm
2. Predmet musí byť nepriehľadný a nehybný
3. Predmet nesmie vážiť viac ako 3 kg

Ťažké skenovanie:
1. Lesklé, svietiace predmety
2. Objekty sú príliš tmavé
3. Predmety s rozmazaným povrchom (napríklad vypchaté zvieratá)

Výsledkom skenovania je mračno bodov vo formáte PLY (ktoré je potom potrebné previesť na povrch). Tu pripravíte súbor STL.

Po prečítaní skenov som sa rozhodol vyskúšať to s jednoduchým valcovým predmetom.
Po niekoľkých pokusoch som sa presvedčil, že mám spoločný problém – mračná bodov z pravého a ľavého lasera sa nezhodujú a problém bol s proporciami.

V tejto veci sme nenašli nič užitočné okrem pokusu o kalibráciu nastavení webovej kamery (nie sú kalibrované, keď je spustený sprievodca kalibráciou) (chlap menom Jesus z podpory BQ už dlho neodpovedal na otázky). Aby ste to dosiahli, musíte urobiť niekoľko obrázkov s rôznymi polohami kalibračnej tabuľky. Urobil som. Situácia sa zlepšila, ale nie úplne.
Musel som manuálne upraviť kalibračný súbor (calibration.json v priečinku Horus-a) a pomocou pokusov a omylov som naskenoval valcový objekt, aby som sa uistil, že sa mraky zhodujú.
A všetko sa zdá byť v poriadku:

Ale nie - na zložitých objektoch sa fragmenty oblakov niekedy stále nezhodujú a vytvára sa veľa „slepých“ zón:

Okrem toho je zrejmé, že skenovanie jasne červených predmetov bude nemožné, aspoň pomocou štandardných laserov.

Môžete samozrejme pokračovať v experimentovaní so skenovaním pomocou samostatných laserov a v pokusoch skombinovať toto všetko v softvéri tretích strán a potom sa pokúsiť uviesť to do formy životaschopnej pre STL.

To všetko mi pripomína jeden vtip o lodiach vo fľašiach.

Ako vyrábate lode vo fľašiach?
-Do fľaše dám piesok, silikátové lepidlo, tyčinky a zatrasiem.
Ukázalo sa, že všetky druhy sračiek a niekedy - lode.

Vo všeobecnosti som si uvedomil, že nie som zástancom tohto druhu kreativity a mám podozrenie, že je jednoduchšie modelovať objekty od začiatku, ktoré sú v silách skenera.

A zložité - so zložitými si skener v bežnom režime neporadí, dva lasery mu nestačia - zostávajú mŕtve miesta. Aby ste tento problém odstránili, musíte skenovať v iných polohách a potom opäť bojovať s kombinovaním oblakov. Nie ďakujem.

Výsledkom je, že vec je vhodná len na štúdium základov laserového skenovania, na čokoľvek viac je absolútne zbytočná. Nie, samozrejme, je možné získať niečo podobné v obryse pôvodnému modelu, ale to je všetko (a to berie do úvahy všetky tamburíny s cloudovým spracovaním). Nie nadarmo sa Španieli vzdali tejto záležitosti.
Obchod hral na istotu – v popise sa úprimne uvádza, že výsledok závisí od polohy planét a nálady tety Sonyy z tretieho poschodia. Open source a to všetko, poďme spolu tancovať. Nie ďakujem.

Záver je nebrať, ale ak chcete extrémny lov, poskladajte si ho sami z toho istého, z ktorého kamarát vo vtipe vyrába člny.

Tovar bol poskytnutý na napísanie recenzie obchodom. Recenzia bola zverejnená v súlade s bodom 18 Pravidiel stránky.

Plánujem kúpiť +9 Pridať k obľúbeným Recenzia sa mi páčila +101 +156

FabScan je open source laserový 3D skener, ktorý si môžete urobiť sami. Moju som zostavil z MDF dosiek a rôznych dostupných materiálov a ako príklad som sa rozhodol pre vás rozvrhnúť proces tvorby.

Krok 1: Čo budete potrebovať

Pre oficiálny skener FabScan potrebujete:

Arduino UNO
Krokový motor A4988
Modul 3D laserového skenera FabScan-Shield pre Arduino
5mW červený laserový modul
Napájanie 12V - 1A
Webová kamera Logitech C270

Na vytvorenie krabice budete potrebovať 4 listy MDF s rozmermi 600*300*5 mm.

V mojom projekte som použil:

Arduino UNO
Bipolárny krokový motor – NEMA 17 (200 krokov)
Krokový motor A4988
5mW červený laserový modul
Napájanie 12V - 2A
Webová kamera Logitech C270

Keďže budeme používať softvér FabScan, odporúčam držať sa ich zoznamu dielov, všetku dokumentáciu k referenčnému 3D skeneru FabScan nájdete jednoducho na internete.

Krok 2: Zostavenie krabice s galériou pre 3D skener

Zobraziť ďalších 4 obrázkov

Na zostavenie krabice skenera som použil Dremel a svoju fantáziu. Nie je to také jednoduché, pretože na získanie správneho 3D obrazu musí byť kamera, laser a krokový motor v správnych polohách. Ak sa nechcete obťažovať, môžete si kúpiť hotové diely, ale nebude to lacné.

Krok 3: Pripojenie modulov

Zostavenie hardvéru je pomerne jednoduché:
Pripojte modul FabScan k Arduinu a nastavte motor A4988 do polohy prvého kroku. Pripojte motor k výstupným kolíkom a laserový modul k analógovému kolíku A4. Nakoniec pripojte napájací zdroj a USB kábel.

Ak sa rozhodnete zostaviť skener podľa môjho zoznamu dielov:
Potom musíte pripojiť motor A4988 ku kolíkom 10, 11, 9, 8 na Arduine (v prípade potreby je možné kolíky zmeniť) a pripojiť laserový modul ku kolíku A4. Na konci pripojte aj napájací zdroj a USB kábel.

Krok 4: Kód pre Arduino

Použijeme oficiálny kód z FabScan. Nahrajte ho do Arduina a máte hotovo.

Ak máte nainštalovaný doplnok Codebender, môžete nahrať kód do Arduina kliknutím na tento odkaz.

Ak zostavujete skener podľa môjho zoznamu dielov, kliknite na tlačidlo Upraviť a postupujte takto:

Pridajte riadky #include const int stepsPerRevolution = 200;//zmena počtu krokov vášho motora Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 10, 11,8,9);
Nahraďte funkciu step() nasledujúcim: void step() ( myStepper.setSpeed(1); myStepper.step(1); )

Krok 5: Počítačový softvér

Použijeme obraz "FabScan Ubuntu Live DVD". Môžete si ho stiahnuť. Na tomto obrázku je už predinštalovaný softvér FabScan. Obrázok je možné zapísať na flash disk, ako to urobiť, nájdete na internete.

Dôležitá poznámka: Ak ste vybrali možnosť „Vyskúšať Ubuntu“, pred vypnutím počítača uložte svoje súbory!

Pozrite si priložené fotografie a postupujte takto:

Vyberte port v SerialPort
Vyberte fotoaparát v aplikácii Fotoaparát
Súbor - Ovládací panel
Kliknite na detekovať laser (v tejto fáze do skenera nič nevkladajte) a vyberte „povoliť“
Kliknite na "Fetch Frame" a uistite sa, že modrá vodorovná čiara sa dotýka hornej časti otočného taniera a žltá vodorovná čiara sa dotýka spodnej časti. Zvislá žltá čiara by mala prechádzať stredom otočného taniera. Uvoľnený fotoaparát môže spôsobiť skreslené skenovanie!

Po nastavení zatvorte okno ovládacieho panela, umiestnite objekt do skenera a kliknite na tlačidlo spustiť skenovanie.

Uloženie 3D obrazu:
Po dokončení procesu skenovania môžete 3D objekt uložiť do súboru vo formáte .pcd alebo .ply. Môžete ho uložiť aj vo formáte stl, ale nie je podporovaný na všetkých platformách. Môžete tiež otvoriť predtým naskenovanú položku výberom položky Súbor - OpenPointCloud.

Čo robiť s 3D súbormi?
Môžete si ich otvoriť v MeshLab a vytlačiť na 3D tlačiarni.
Ak chcete tlačiť objekty v MeshLab:

Uložte objekt vo formáte .ply
Otvorte súbor v MeshLab
V MeshLab vypočítajte normály (Filtre/Množina bodov/Vypočítajte normály pre množiny bodov)
Rekonštrukcia povrchu pomocou Poissonovej rekonštrukcie (Filtre/Point Set/Surface Reconstruction: Poisson)
Pripravený

FabScan je 3D laserový skener s otvoreným zdrojom.

Projekt sa začal počas vývoja bakalárskeho projektu Francisa Engelmanna. Nachádza sa oficiálna stránka projektu.

Na základe tohto projektu bol vyvinutý analóg, o ktorom sa hovorí v článku. MDF sa používa na box. Niečím iná je aj elektronická náplň.

Program Arduino je prevzatý z pôvodného projektu. Takže vďaka tímu FabScan za vynikajúci open-source 3D skener!

Tak poďme na to.

Požadované komponenty

Diely a komponenty pre pôvodný projekt FabScan:

ovládač krokového motora A4988;
Shield FabScan;
NEMA 17 bipolárny krokový motor (200 krokov);
Napájanie 12 V - 1 A;
Webová kamera Logitech C270.

Na korpus potrebujete 4 listy MDF. Rozmery - 600 mm x 300 mm. Hrúbka - 5 mm. Podrobnejšie informácie.

Časti a zostavy použité v tomto návode:

(200 krokov);
Ovládač krokového motora L298N;
5 mW laserový modul - výrobca Červená čiara;
Napájanie 12 V - 2 A;
Webová kamera Logiteck C270.

To znamená, že jednoducho nepoužijeme štít FabScan a použijeme iný modul ovládača krokového motora

Vývoj krytu pre 3D skener

Proces a výsledok vývoja tela nášho 3D skenera sú zobrazené na fotografiách. Hlavným problémom je čo najpresnejšia inštalácia kamery, laserového modulu a krokového motora. Ak si chcete uľahčiť život, tieto diely si môžete objednať za 35 eur.

Zostava 3D skenera

1. So štítom.

Nainštalujte štít FabScan na Arduino. Ovládač krokového motora A4988 je nainštalovaný na dodaných koľajniciach. Krokový motor je pripojený k príslušným kontaktom na typovom štítku. Laserový modul je pripojený na analógový kolík A4. Potom môžete pripojiť napájací a USB kábel. K dispozícii sú podrobnejšie pokyny.

2. Bez štítu.

Ak sa rozhodnete postaviť skener bez použitia štítu, pripojte ovládač krokového motora L298 na piny 10, 11, 9, 8 na Arduine (v princípe je možné tieto piny zmeniť vhodnými úpravami v náčrte). Laserový modul je pripojený na pin A4 na Arduine. Všetky. Môžete pripojiť napájanie a USB kábel.

Skica pre Arduino

Dôležitá poznámka! Ak používate možnosť „Vyskúšať Ubuntu“, pred vypnutím osobného počítača si uložte svoje súbory!

Postupujte podľa pokynov, ktorých fotografie sú uvedené nižšie:

Vyberte SerialPort;
Vyberte Fotoaparát;
Súbor - Ovládací panel;
Kliknite na Detegovať laser (zatiaľ neumiestňujte žiadne predmety pred skener) a vyberte "povoliť";
Kliknite na "Fetch Frame" a uistite sa, že modrá vodorovná čiara sa dotýka hornej časti otočného taniera a žltá horizontálna čiara sa dotýka spodnej časti otočného taniera. Okrem toho sa žltá zvislá čiara musí zhodovať so stredom otočného taniera. Ak nie je kamera správne nainštalovaná, výsledok skenovania nebude jasný!

Po nastavení zatvorte okno, umiestnite objekt do 3D skenera a kliknite na tlačidlo Spustiť skenovanie.

Poznámka: V tejto príručke sú uvedené ďalšie materiály o nastavení súboru configuration.xml.

Uloženie 3D obrazu

Po dokončení procesu 3D skenovania môžete naskenovaný 3D objekt uložiť s príponou .pcd alebo .ply. Môžete ho uložiť aj ako 3D súbor stl, ale táto funkcia nie je dostupná na všetkých platformách. Predtým naskenovaný a uložený objekt môžete otvoriť výberom položky Súbor - OpenPointCloud.

Čo bude ďalej?

MeshLab môžete použiť na spracovanie 3D naskenovaného objektu a jeho tlač na 3D tlačiarni!

Pri spracovaní súboru v MeshLab:

1. Uistite sa, že ste objekt uložili ako súbor .ply.

2. Otvorte súbor pomocou MeshLab.

3. V MeshLab vypočítajte normály (Filters/Point Set/Compute normals).

4. Potom prestavte povrch pomocou Poissonovej rekonštrukcie (Filtre/Point Set/Surface Reconstruction: Poisson)

Konečná zostavená konštrukcia je znázornená na fotografii nižšie.

Video pôvodného 3D skenera FabScan v prevádzke:

Veľká vďaka tímu FabScan za úžasný open-source skener na Arduine!!!

Nechajte svoje komentáre, otázky a zdieľajte osobná skúsenosť nižšie. V diskusiách sa často rodia nové nápady a projekty!

Ide o analóg slávneho laserového skenera FabScan, ktorý vyvinul Francis Engelmann. Ako škatuľku na takýto skener autor použil MDF, čo sa týka náplne, aj tá sa mierne líši od originálu.

Pôvodný program je pre Arduino, bol prevzatý z pôvodného projektu.

Materiály a nástroje na vytvorenie skenera:

4 listy MDV 600X300 mm, hrúbka 5 mm (sú potrebné na vytvorenie puzdra);
- krokový motor (NEMA 17 na 200 krokov);
- driver pre krokový motor L298N;
- 5 mW laserový modul (použitý od výrobcu Red Line);
- na napájanie zariadenia potrebujete zdroj 12 V - 2 A;
- model webkamery Logiteck C270.

Originál homemade produkt používa ovládač krokového motora A4988 a čo sa týka krokového motora, tak je to tiež NEMA 17. Inak sú prvky domáceho produktu úplne rovnaké ako v originálnej verzii.

Proces výroby skenera:

Krok jedna. Tvorba tela
Celý proces vytvárania krytu pre skener je možné vidieť na fotografii. Najdôležitejšou vecou v tejto veci je presnosť. Laserový modul, krokový motor a webkamera musia byť umiestnené jasne na správnych miestach v súlade s projektom.

Krok dva. Pripájame elektrické zariadenia

Existujú dva spôsoby pripojenia zariadenia, so štítom a bez neho. Pozrime sa bližšie na každú z týchto možností.

Pripojenie bez štítu
Ak sa rozhodnete zostaviť zariadenie bez použitia štítu, potom sú vodiče krokového motora L298 pripojené k pinom Arduino očíslovaným 10, 11, 9, 8. V zásade môžete použiť iné kontakty, ale budete musieť vytvoriť zmeny náčrtu.
Pokiaľ ide o laserový modul, je potrebné ho pripojiť na pin A4 na ovládači Arduino. Potom môžete pripojiť kábel USB a napájanie.

Spojenie so štítom
Na Arduino musíte nainštalovať štít FabScan. Pokiaľ ide o ovládač krokového motora, musí byť nainštalovaný na koľajniciach, ktoré sú na to určené. Kontakty krokového motora sú pripojené k príslušným kontaktom na typovom štítku.
Laserový modul musí byť pripojený na pin A4 na Arduine. To je všetko, potom pripojte napájací a USB kábel.

Krok tri. Inštalácia náčrtu
Teraz si musíte stiahnuť a nainštalovať oficiálnu skicu pre FabScan. Ak chcete flashovať Arduino, musíte si stiahnuť doplnok Codebender a potom kliknúť na tlačidlo „Spustiť na Arduino“. V tomto prípade je možné náčrt nainštalovať priamo cez prehliadač z oficiálnej webovej stránky.

Ak sa štít nepoužil, musíte kliknúť na tlačidlo Upraviť a potom pridať nasledujúce riadky:

const int stepsPerRevolution = 200; // zmenou tohto parametra upravíte počet krokov na otáčku hriadeľa vášho krokového motora

Stepper myStepper(stepsPerRevolution, 10, 11,8,9);
Nahradiť funkciu step():

myStepper.setSpeed(1);

myStepper.step(1);

Krok štyri. Softvér skenera
Ak chcete nainštalovať program, musíte si stiahnuť obraz „FabScan Ubuntu Live DVD“, po inštalácii sa zobrazí softvér FabScan.

V programe musíte vykonať niekoľko nastavení:

Najprv musíte vybrať SerialPort;
- potom vyberte Fotoaparát;
- potom Súbor - Ovládací panel;
- potom kliknite na detekovať laser a vyberte „povoliť“ (nie je potrebné umiestňovať žiadne predmety pred laser);
- Teraz kliknite na „Načítať rám“, pričom modrá vodorovná čiara by sa mala dotýkať spodnej časti otočného stola. Žltá čiara by mala byť v strede tabuľky. Ak fotoaparát nie je správne nainštalovaný, obraz bude Zlá kvalita.

To je všetko, program je nakonfigurovaný. Teraz môžete do skenera vložiť nejaký predmet a potom stlačte tlačidlo Spustiť skenovanie.

Krok päť. Uložte obrázok
Po dokončení skenovania objektu je možné obrázok uložiť vo formáte .pcd alebo .ply. Môžete ho uložiť aj vo formáte stl, ale to závisí od platformy, ktorú používate.
Ak chcete otvoriť objekt, ktorý bol predtým uložený, musíte vybrať Súbor - OpenPointCloud.

) sme sa rozhodli vyskúšať si jeho montáž a ak je to možné, vylepšiť jeho dizajn. Nevedeli sme si ani predstaviť, čo z toho vzíde, a ešte menej si predstaviť, že s ňou vyhráme niekoľko vedeckých a technických výstav. Ale v poriadku. Kto ma zaujem vediet vysledok, vitajte v kociku (vela foto).

Prvý prototyp

Najprv sme sa rozhodli zbierať laserový diaľkomer. Bol vyrobený na základe článku na rádioamatérskom fóre. Len laserové ukazovátko a fotoaparát. V jazyku Java bol napísaný program na spracovanie obrázkov. Pre jedno meranie boli urobené dve fotografie: s laserom a bez neho. Po ich porovnaní by sme laserový bod určite našli. Akonáhle to fungovalo, bol diaľkomer namontovaný na platforme, ktorá sa mohla otáčať v dvoch rovinách. Predtým, ako vám ukážem, čo som dostal, musím vás varovať - na letnej škole nie je veľa materiálov, takže sme dali dohromady prototyp z toho, čo sme mali:

Kamera je okamžite viditeľná a laser je ten mosadzný valec nad ňou. Na otáčanie platformy sme použili dva krokové motory, ktoré boli zase pripojené k riadiacej doske na mikrokontroléri Atmega32. K nej bol pripojený laser. Samotná doska bola pripojená k počítaču cez USB->UART adaptér. Program v počítači urobil snímky, spracoval ich, súradnice získaných bodov zapísal do súboru a odoslal príkazy riadiacej doske.

Výsledok bol zaujímavý. Áno, našli sme vzdialenosť. Áno, mohli by sme „zacieliť“ na akýkoľvek bod v pologuli nad skenerom. A naša radosť nemala hraníc. Ale keď sme zhodnotili čas skenovania pre túto hemisféru, ukázalo sa, že je to 48 hodín. A nie je to o fotoaparáte. A to ani na Jave. Problém bol v tom, že inštalácia bola taká chatrná, že sa po každom otočení na päť sekúnd kývala. Musel som urobiť meranie, otočiť sa a počkať päť sekúnd, kým sa neprestane kývať. A navyše knižnica pre fotoaparát ho pred každým záberom zapínala a následne vypínala. Toto trvalo 1-2 sekundy. Letná škola sa však končila a nebol čas to zopakovať: bola už noc pred termínom projektu. Alebo skôr ráno. Na druhý deň sme náš projekt prezentovali na súťaži pred vedeckou porotou a nečakane vyhrali. Pravdepodobne kvôli tomuto víťazstvu sme sa rozhodli pokračovať v práci na tomto projekte.

Verzia dva

V skutočnosti sa leto skončilo a začal sa školský rok. Chuť pracovať sa vytratila. Inštaláciu plánovali dokončiť do najbližšej súťaže, ktorá bola o celý mesiac. mesiac. A potom zrazu tri dni. Ale do mesiaca sme sa rozhodli zmeniť nastavenie. Pevne ho zložte, na laserové ukazovátko nainštalujte šošovku, ktorá vytvorí laserovú čiaru. To by umožnilo skenovať 720 bodov naraz (skener mal HD kameru). Iba tri dni vykonali svoje vlastné úpravy:

Druhý skener je zostavený z plastových pravítok, lepidla, maskovacej pásky a drží ho iba modrá elektrická páska. Namiesto šošovky je tu skúmavka. Na túto skúmavku svieti zelený laser. Odrazený lúč vytvára na obrazovke viac-menej rovnomerný laserový pás. Diaľkomer je pripevnený len k jednému motoru, ktorý ho otáča v horizontálnej rovine. Riadiaca doska bola nahradená STM32VLDiscovery. Ide len o to, že STM32 poznám lepšie a okrem toho Atmega vyhorela a programátor bol už dávno stratený. Nevyzerá to veľmi dobre, ale funguje to! Vibrácie sa znížili a rýchlosť sa úmerne zvýšila. Ale nie veľa. Tu bol objavený veľmi zaujímavý háčik – čínske laserové ukazovátko sa nezaplo hneď, ale v priebehu sekundy postupne zvyšovalo svoj výkon. Teda sekunda na kmitanie, sekunda na zahriatie lasera, sekunda na fotenie a sú dve. Takže máme 4 sekundy. Ale pri jednom meraní nájdeme vzdialenosti až 720 bodov! Proces skenovania vyzeral asi takto:

A výsledok je takýto:

Obrázok nevyzerá veľmi zaujímavo, ale hrnček bol v programe objemný. Dalo by sa na to pozerať z rôznych uhlov pohľadu.

Aká je skutočná konkurencia? Ale nič! Všetko sme dokončili o 4:00 a o 9:00 v stánku sme zistili, že laser vyhorel. Ako sa ukázalo, keď sme ho niesli z hotela do stánku, dostal sa doň dážď a po zapnutí zhorel. A keď to nefunguje, vyzerá to tak zle, že je ťažké uveriť slovám „fungovalo to pred 5 hodinami“. Boli sme naštvaní. Chuť pokračovať sa vytratila s dymom z lasera. Ale aj tak sa to zbieralo...

Tretia verzia

A opäť sa montovalo na súťaž. Navyše sme sa na to dlho a dôkladne pripravovali. Viac ako týždeň. A tu je výsledok:

Prvá vec, ktorá vás upúta, je, že teraz neskenujeme oblasť okolo skenera, ale objekt, ktorý sa otáča na plošine. Zohnali sme aj požadovaný objektív, všetko správne poskladali, prepísali program a vymenili aj ladiacu dosku za domácu. A teraz robíme len jednu fotku na meranie. Laser je dostatočne výkonný a šošovka je dostatočne dobrá na to, aby jedinečne lokalizovala laser na fotografii. Vďaka tomu nečakáme, kým sa laser zahreje – je vždy zapnutý. A teraz zapneme fotoaparát iba raz. To znamená, že čas sa strávi väčšinou otáčaním platformy a spracovaním obrazu. Do programu bola pridaná ponuka na výber presnosti. Čas skenovania je od dvoch do desiatich minút. V závislosti od zvolenej presnosti. S maximálnou presnosťou sa ukazuje, že plošina sa otáča o 0,5 stupňa na krok a vzdialenosť je určená s presnosťou 0,33 mm. Plošina je poháňaná krokovým motorom cez prevodovku. Samotná platforma je veľký disk a gumový valec na hriadeli motora je malý. Motor a laser boli riadené mikrokontrolérom STM32F050F4 cez tranzistory s efektom poľa. Na samom začiatku článku je sken hračky získanej pomocou tohto skenera. Keďže skener vytvára mračno bodov vo formáte .obj, po triangulácii môžeme naskenovaný objekt vytlačiť na 3D tlačiarni, ako je vidieť na tej istej fotografii. Na obrazovke vidíme model po triangulácii. Na modeli neboli vykonané žiadne manuálne práce.

Vyhrali sme súťaž. A dal prihlášku do medzinárodnej súťaže Intel ISEF. Začali sme teda pracovať na ďalšom skeneri.

Štvrtá verzia

Zapnuté tento moment Toto Najnovšia verzia skener, ktorý sme zostavili. Pre porovnanie je na platforme aj druhá verzia. K vývoju štvrtého skenera sme sa snažili pristúpiť čo najdôkladnejšie. Inštalácia bola nakreslená v CAD, diely vyrezané laserom, všetko nalakované, nič zbytočné zvonku nevytŕčalo. Zmeny: Platforma je teraz vlastne ozubené koleso. Je vyrezaný z plexiskla a po okrajoch má 652 zubov. To rieši problém, ktorý vážne poškodil skeny v predchádzajúcom skeneri: gumový valec by sa trochu šmýkal, a preto sa platforma často neotáčala o 360 stupňov. Skenovania boli buď „vystrihnuté“ alebo sa prekrývali. Tu sme vždy presne vedeli, ako je plošina natočená. Výkon lasera bol nastaviteľný softvérom. Vďaka tomu bolo možné meniť výkon lasera za chodu, čím sa predišlo osvetleniu nepotrebných častí pri slabom osvetlení. Aby sme ovládali všetku elektroniku, rozhodli sme sa neoddeľovať nová doska, ale jednoducho použite debug F401RE-Nucleo. Má nainštalovaný ST-LinkV2.1, ktorý funguje ako debugger a USB->UART adaptér.

Presnosť bola úžasná: uhlové rozlíšenie 0,14 stupňa. Vo vzdialenosti 0,125 mm. Skenovacia plocha je valec s výškou 20 cm a priemerom 30 cm.Cena všetkých dielov a rezania laserom v čase jeho vzniku (máj 2014) bola necelých 4000 rubľov.

Počas používania ho nastavíme na maximálnu presnosť iba raz. Skenovanie trvalo 15-20 minút. Získali sme takmer 2 milióny bodov. Notebook odmietol vypočítať model z mračna bodov. Experiment sa neopakoval.

Záver

V blízkej budúcnosti plánujeme obnoviť práce na projekte, a preto dokončíme program aj inštaláciu. Dúfam, že si o tom čoskoro napíšeme montáž krok za krokom, uverejníme kresby, programy a všetko ostatné. Toto sa už do tohto článku nezmestí.

Ďakujem všetkým, ktorí dočítali až do konca!

UPD:
Kolega našiel video o fungovaní skenera, ktoré sme natočili na ISEF:

Áno, väčšina videa nie je zaujímavá, ale na konci je model na notebooku.

A tu sú príklady naskenovaných objektov. Všetky ale patria do tretej verzie skenera.
Dropbox
V súbore model.obj môžete jasne vidieť, čo sa stane, keď sa tento gumený valček pošmykne na motore – pes má tri oči. Skenovanie bolo zastavené, čo spôsobilo výrez. Všetky súbory sú oblaky bodov. Môžete ho otvoriť pomocou MeshLab. Modely neboli spracované ručne. Úplne nespracované údaje. Zhora môžete vidieť „biele škvrny“ - oblasti bez bodiek. Kamera ich nevidí. Biele škvrny možno vidieť aj na iných miestach. Objavujú sa buď v oblastiach, ktoré sú príliš tmavé, alebo keď sa povrchy prekrývajú. Napríklad v súbore stn_10.obj sa rohy kôz navzájom prekrývajú, a preto sa vnútorný povrch rohov nenaskenoval.

Populárne v kategórii: