Compact 3D camera scanner
Tamminen, Matias (2018)
Tamminen, Matias
Turun ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018121321374
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018121321374
Tiivistelmä
Tämä työ pyrkii toteuttamaan arkkitehtuuri kuvauksen laitteesta, joka kykenee mallintamaan 3D-ympäristöjä ja tallentamaan helposti käytettävään muotoon. Laite käyttää syvyysnäköä hyödyntävää kameraa kolmeulotteisten pistepilvimallien rakentamiseen reaaliajassa. Pistepilvimalleja voidaan käyttää etäisyyksien ja pinta-alojen mittaukseen. Laite käyttää jo olemassa olevia ohjelmistoja ja ohjelmisto kirjastoja 3D-mallinnuksen toteuttamiseen ja visualisointiin. Ympäristöjen reaaliaikainen mallinnus toteutetaan kameroita hyödyntävällä SLAM ohjelmistolla. Kyseisen SLAM ohjelmiston lähdekoodi on avoin ja saatavilla projektin GitHub websivuilta.
Työssä esitellään kaksi laitteelle mahdollista käyttötarkoitusta; huoneistojen 3D kartoitus ja esineiden 3D-mallinnus. Huoneistojen kartoitusta voidaan käyttää toimisto- ja elintilojen huonekaluston sijoittelun suunnittelemiseen tai pohjakarttojen piirtämiseen. Esineiden 3D-mallinnusta voidaan käyttää esimerkiksi 3D-printtaukseen.
Laitteen pääkomponentit koostuvat Nvidia Jetson prosessointiyksiköstä, Intel RealSense syvyysnäkökamerasta ja kosketusnäytöstä. Prosessointiyksikkö vastaanottaa kameroiden syöttämää kuvaa ja käyttää sitä SLAM algoritmeissa kartan muodostamiseen. Prosessointi yksikkö myös visualisoi rakentuvan kartan käyttäjälle kosketusnäytön avulla.
Laitteen ohjelmistorakenne koostuu useasta prosessista, jotka toimivat itsenäisesti. Prosessit voidaan jakaa kameran ajuriin, visualisointi ohjelmaan, ja useaan SLAM prosessiin. Ohjelmisto hyödyntää integroidun näyttökortin rautakiihdytystä, joka jakaa prosessointi kuormaa prosessorin kanssa.
Työssä esitellään kaksi laitteelle mahdollista käyttötarkoitusta; huoneistojen 3D kartoitus ja esineiden 3D-mallinnus. Huoneistojen kartoitusta voidaan käyttää toimisto- ja elintilojen huonekaluston sijoittelun suunnittelemiseen tai pohjakarttojen piirtämiseen. Esineiden 3D-mallinnusta voidaan käyttää esimerkiksi 3D-printtaukseen.
Laitteen pääkomponentit koostuvat Nvidia Jetson prosessointiyksiköstä, Intel RealSense syvyysnäkökamerasta ja kosketusnäytöstä. Prosessointiyksikkö vastaanottaa kameroiden syöttämää kuvaa ja käyttää sitä SLAM algoritmeissa kartan muodostamiseen. Prosessointi yksikkö myös visualisoi rakentuvan kartan käyttäjälle kosketusnäytön avulla.
Laitteen ohjelmistorakenne koostuu useasta prosessista, jotka toimivat itsenäisesti. Prosessit voidaan jakaa kameran ajuriin, visualisointi ohjelmaan, ja useaan SLAM prosessiin. Ohjelmisto hyödyntää integroidun näyttökortin rautakiihdytystä, joka jakaa prosessointi kuormaa prosessorin kanssa.