Fringeen perustuva 3D-kuvausjärjestelmä

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella ja rakentaa rakenteelliseen valaisuun perustuva 3D-kuvausjärjestelmä Satakunnan ammattikorkeakoulun TKI-laboratoriolle. Järjestelmän tarkoituksena on nopeuttaa ja helpottaa esineiden 3D-kuvausta.

Työ aloitettiin tutustumalla 3D-kuvaukseen sekä DAVID3-ohjelman käyttöön. Tämä piti sisällään kameran ja projektorin etäisyyden määrittelemistä sekä toisistaan että kuvattavasta kohteesta parhaan lopputuloksen saavuttamiseksi. Myös kuvausympäristön valaisulla havaittiin olevan merkitystä skannauksen onnistumiseen.

Kun järjestelmään tutustuminen oli tehty alettiin suunnitella itse järjestelmää, jonka tulee olla modulaarinen ja yksinkertainen käyttää. Järjestelmään kuuluu teline kameraa ja projektoria varten sekä automaattinen kääntöpöytä, jonka päälle kuvattava esine laitetaan kuvaustapahtuman ajaksi. Muutaman eri suunnitelman jälkeen päädyttiin lopullisiin ratkaisuihin, joiden pohjalta teline ja kääntöpöytä rakennettiin.

Kun järjestelmä saatiin valmiiksi, suoritettiin testikuvaukset, joiden perusteella selvitettiin täytyisikö järjestelmään tehdä muutoksia. Testikuvausten perusteella järjestelmä todettiin toimivaksi ja luovutuskelpoiseksi.

The meaning of this thesis was to design and build a structured light based 3D imaging system for the RDI laboratory at Satakunta University of Applied Sciences.The main purpose of this thesis was to make the 3D imaging of objects faster and more easily repeatable.

Work started by getting familiar with 3D imaging and how the DAVID3 program was operating. This consisted of defining the distance between the camera, projector and the object to be imaged so that the best final result could be achieved. Also the surrounding lighting was found to have significant effect to the success of the final result.

After getting familiar with the program and the requirements for a successful scan, began the planning of the system which was required to be modular and easy to use. The system consists of a stand on to which the camera and the projector are mounted as well as an automated turntable on which the object is placed for the duration of the imaging. After a couple of different design versions the final model with the stand and the turntable was ready.

After the setup was built a set of test scans were performed to determine if the setup needed to be somehow improved. Based on the imaging tests the system was found to work properly and is ready to be handed out.