Спосіб безконтактного вимірювання 3d координат об`єкта

Спосіб безконтактного вимірювання 3D координат об'єкта, який включає освітлення поверхні випромінюванням та реєстрацію зображення променів, який відрізняється тим, що почергово освітлюють тестову та вимірювану поверхні горизонтальним та вертикальним бінарними патернами, виділяють лінії патернів, визначають 2D координати точок перетину патернів, за якими визначають третю координату глибини і формують 3D зображення вимірюваної поверхні. (19) (21) u200901556 (22) 23.02.2009 (24) 26.10.2009 (46) 26.10.2009, Бюл.№ 20, 2009 р. (72) БІЛИНСЬКИЙ ЙОСИП ЙОСИПОВИЧ, ЮКИШ МАРИНА ЙОСИПІВНА, ЮКИШ СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ (73) ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 3 44900 4 b. виділення ліній на зображеннях з вертикабінарними патернами, виділення ліній патернів, льним та горизонтальним патернами тестової визначення 2D координати точок перетину патерплощини; нів, за якими визначають третю координату глибис. знаходження масиву точок перетину патерни і формують 3D зображення вимірюваної повернів на тестовій площині; хні. 3) на вимірюваній поверхні виконують: На Фіг.1 наведена структурна схема пристрою a. послідовне захоплення зображення з вертидля реалізації способу, на Фіг.2 - положення точок проекційної системи на екрані та об'єкті, на Фіг.3) кальним і горизонтальним патернами вимірюваноформування вертикального патерна (горизонтальго об'єкта; b. виділення ліній на зображеннях з вертиканий формується аналогічно) та виділення контурльним та горизонтальним патернами вимірюваноних ліній, на Фіг.4) - точки перетину патернів. го об'єкта; Для реалізації запропонованого способу може с. знаходження масиву точок перетину патербути використаний пристрій, що містить (Фіг.1) нів на зображенні вимірюваного об'єкта; проекційну систему та відеокамеру, які під'єднані 4) знаходження координат глибини на основі до комп'ютера (ПК). Відеокамера та проекційна 2D координат точок перетину патернів на зобрасистема з'єднані між собою точним позиціюванням женнях вимірюваного об'єкта та тестової поверхні; базової відстані, а також синхронізовані в роботі за допомогою комп'ютера. 5) формування масиву точок з визначеними Проекційна система створює канал далекоме3D координатами та формування зображення витрування для знаходження відстані до площини, мірюваної поверхні. на якій знаходиться об'єкт, за допомогою лазера Для відновлення 3D зображення при відомому та два вимірювальних канали за допомогою сисзначенні базової відстані, дистанції знімання і котеми формування патернів. Робота таких каналів ординат світлової точки на екрані та об'єкті визнарознесена в часі для формування ліній горизонтачають координати глибини сцени за формулою (1): льного та вертикального патернів. Відеокамера ⎧ ⎛ x 2 + d2β2 ⎞(y − y )2 ⎪ ⎜ 1 ⎟ 2 1 виконує знімання лазерної плями та об'єкта, на ⎠ ⎪ Z1 = 1 ⎝ − (x1 − x 2 )2; ⎪ який спроектовані горизонтальні та вертикальні 2 β2 β , (1) ⎨ (B − y1) патерни. ⎪ x1 y1 ⎪ X1 = ; Y1 = Промінь світла від проекційної системи, яка ⎪ β β ⎩ знаходиться на відстані В від головної оптичної осі де β - лінійне збільшення; системи, формує світлову точку на поверхні об'єкd - відстань від площини, на якій знаходиться та (Фіг.2). Положення точки А, створене проекційоб'єкт, до оптичної системи; ною системою, що знаходиться в площині екрана у2, у1 - координати точки на екрані та об'єкті в Z, трансформується в точку А* на об'єкті і реєструплощині матричного фотоприймача по осі у, відпоється відеокамерою. Залежно від того, на якій відвідно; стані знаходиться вимірюваний об'єкт, одна і та ж х2, х1 - координати точки на екрані та об'єкті в сама зареєстрована світлова точка буде мати інплощині матричного фотоприймача по осі х, відпоше положення. відно; Запропонований спосіб виділення контуру зоВ - базова відстань. браження здійснюється в такій послідовності: Спільні точки вертикальних і горизонтальних 1) Почергово освітлюють тестову та вимірюваліній внаслідок накладання патернів і є шуканими ну поверхні горизонтальним та вертикальним бікоординатними точками. Такий спосіб дозволяє нарними патернами; ідентифікувати кожну двовимірну точку патерна на 2) на тестовій поверхні виконують: площині та на об'єкті відповідно та визначити її a. послідовне захоплення зображень горизонположення в просторі. тального та вертикального патернів на тестовій площині; 5 44900 6 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 44900 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601