G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica La triangolazione ottica parte 1

G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica

La triangolazione otticaparte 1


1,E-12

1,E-11

1,E-10

1,E-09

1,E-08

1,E-07

1,E-06

1,E-05

1,E-04

1,E-03

1,E-02

1,E-01

1,E-08 1,E-07 1,E-06 1,E-05 1,E-04 1,E-03 1,E-02 1,E-01 1,E+001,E+011,E+021,E+03

Range di misura [m]

Ris

olu

zio

ne

di

mis

ura

[m

]

Interferometri per taratura Interferometri per profilometria VibrometriAutofocus Scatterometri Micrometri ottici

Triangolatori SP - Laser Triangolatori SP - Led Triangolatori MPTriangolatori a campo intero Telemetri

Controllo di finitura

Microprofilometria

Controllo dimensionale

Macroprofilometria

Telemetria

TaraturaVibrometria, NDT

Sistemi a triangolazione


3D Measurements Techniques

Contact Non-Contact

Electromagnetic

Optical

Acoustic

Active stereo Time of Flight

Interferometry

Laser stripes

Active

Passive

Focal Plane

CMMTrasmissiveReflective

Industrial CTNon-Optical

MoiréHolography

Stereo Vision

Shadow projection

Focal Plane

Whole field profilometersTriangulators

Shape from shading

Touch probe

Una classificazione diversa


Sensoristica a contatto (1)


Industrial CT


La teoriaOptical

Active stereo Time of Flight

Interferometry

Lame di luce

Active

Passive

Focal Plane

MoiréHolography

Stereo Vision

Shadow projection

Focal Plane

Profilometri a campo interoTriangolatori

Shape from shading


Visione Stereo Passiva (1)

• Il sistema di visione• Soggetto a impressioni• Capace di eseguire misure

• Distingue dettagli con grande risoluzione• Distingue distanze con grande risoluzione e

con grande precisione• Non il mio sistema di visione

• A cosa serve il pollice


Visione Stereo Passiva (2)

x

z

y

PSX

Retina sx

Pdx

Retina dx

S (xS,yS,zS)G (xG,yG,zG)

PASSIVA


Visione stereo passiva (3)

• Vantaggio: si utilizza l’illuminazione della scena

•Svantaggio: si utilizza l’illuminazione della scena

•Serve riconoscere le features!


Problema della corrispondenza (1)

Baseline

Correspondence

Y

O1

C1

P1

Camera2Camera1

C2

P2

O2

S

d

Same object point, different position in the images: correspondence must be established

P1

P2

Image 1 Image 2


Problema della corrispondenza (2)

Baseline

Y

zO1

C1

P1

Camera2Camera1

C2

P2

O2

S

b

Pr1 Pr2

Pr2(-,c2)Pr1(-, c1)

f f

Column coordinate of Pr1 Column coordinate of Pr2

Cc1 Cc2


Proiezione dei pattern

• Non serve TUTTA l’immagine per estrarre l’informazione 3D, ma solo la parte illuminata

• La misura 3D totale può essere ottenuta proiettando pattern fissi o mobili (scansione)


Visione stereo attiva

x

z

y

Pdx

CCD

S (xS,yS,zS)

Sorgente

G (xG,yG,zG)


Test 1


Test 2


Visione stereo attiva• La pancia deforma le righe

• La forma dell’oggetto modula il pattern



Proiezione dei pattern


La misura 3D


Comparazione visione stereo passiva-attiva


Layout ottico geometrico

• Comune a tutte le configurazioni che vedremo

FW

Video camera

Proiettore

d

L

Field of view

FH

Z-Range


Triangolazione SP

x

laser

sp ec chio

o gge tto

(x ,z )

lente

Pp

senso re

p o siz io ned i

d

Z

l' X

O

tanfp

dfz

2

22

cosd

zp

fd

zz


Triangolazione MP (lama di luce)

Oc

S

f

S(xsg, ysg, zsg),

z

xg

ygi

S’ (iS

,jS

)c

O’

j

Piano di luce

d

zp

zc

xcyc g

c

CCD

L

Proiettore LaserOp

Punto principale


Profilometri a campo intero

FH

Oc

Op

Yc

zcij

Lpzp

yp

xp

FW

Image plane

S’(iS,jS)

LP1LP0

LPn-2

LPn-1

S

Projector plane

LPS

d

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