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Escáner 3D SinapTec

Posted by SinapTec 
Escáner 3D SinapTec
June 19, 2016 03:43PM
Este fin de semana largo empecé un nuevo proyecto, el diseño y construcción de un scanner 3D económico con el menor hardware posible.

Lo primero que hice fue trabajar en el álgebra y en los primeros algoritmos, si bien me queda bastante álgebra por resolver creo que ya tengo resuelta una de las partes mas complicadas.
En la imagen se ve una cuadricula, el soft detecta esa cuadricula con la que calibra la cámara, calcula las distorsión radial y la distorsión tangencial (apropósito uso una webcam de mala calidad para ver como resuelve la distorsión); luego dibuja los eje XYZ en perspectiva. Por último hago click en la imagen y calcula la posición donde hice click en la cuadricula (X, Y y Z=0).



La primer hoja de fórmulas muestra como llevar puntos 3D al plano de la imagen, algo así como realidad aumentada (lo que hice con los ejes dibujados), esta parte es la mas sencilla ya que OpenCv lo resuelve automáticamente, pero tuve que analizar como hacerlo manualmente para lograr el proceso inverso, es decir como a partir de puntos del plano de la imagen calcular punto 3D en el mundo real (lo que hace un escaner 3D); esto se ve reflejado en la segunda hoja de fórmulas.




Re: Escáner 3D SinapTec
June 25, 2016 06:34PM
Finalmente después de trabajar en la matemática y algunos algoritmos, decidí que forma física va a tener el escáner 3D. Los elementos necesarios son: una cámara estática que grabe video (webcam, smartphone, etc.), una línea laser vertical estática, un patrón de calibración y una cama con un patrón impreso.
Se filmarán videos con la pieza a escasear ubicada sobre la cama y se moverá la cama usando los dedos, la misma se puede rotar, trasladar, levantar, etc.; de forma tal que la línea laser se interfiera con al pieza a escasear.

VIDEO EN YOUTUBE

Pros:

1) Hardware mínimo y económico.
2) Pegando la pieza a la cama se podrían hacer uno o varios escaneos con distintas posiciones de la cámara y el laser, sin necesidad de hacer un alineado posterior de las nubes de puntos.
3) Al no trabajar en tiempo real se podrán procesar los videos en cualquier computadora sin importar el poder de cómputo, simplemente tardará mas o menos tiempo; y no hace falta que soporte OpenGL.

Contras:

1) Puede que la interpretación de la posición de la cama en el espacio no sea lo suficientemente precisa para lograr escaneos de calidad.
2) Algoritmo más complicado que usando una cama giratoria.
3) Al trabajar con videos no se podrá ver en tiempo real como se genera la nube de puntos.

El video es un ejemplo de cómo el programa interpreta el patrón de la cama y de esta forma determina a partir de la información 2D de la cámara, su posición en el espacio 3D. Está tomado con un smartphone viejo de gama baja que solamente filma de 640x480

Edited 1 time(s). Last edit at 06/25/2016 09:51PM by SinapTec.
Re: Escáner 3D SinapTec
June 25, 2016 07:42PM
Muy bueno!! Me tiene expectante este proyecto! Mis felicitaciones!!
Re: Escáner 3D SinapTec
June 26, 2016 02:52PM
Sigo avanzando con el Escáner 3D SinapTec. Hoy desarrolle un primer algoritmo para detectar la línea laser, no se si va a ser el algoritmo definitivo, pero funciona relativamente bien, como para hacer las primeras pruebas.


Re: Escáner 3D SinapTec
June 27, 2016 07:32AM
Esta buenisimo el proyecto y principalmente debe ser muy interesante para aprender! Ni bien tengas algo me anoto de beta! jaja saludos!
Re: Escáner 3D SinapTec
June 27, 2016 10:10AM
Quote
diegognavarro
Esta buenisimo el proyecto y principalmente debe ser muy interesante para aprender! Ni bien tengas algo me anoto de beta! jaja saludos!

Muchas gracias Diego, ya sos el beta tester oficial; uno de los primero en usar la AT328.02, el host y espero que también el escáner.

Estoy aprendiendo unas cuantas cosas y repasando muchas otras. Este es mi segundo intento de hacer un escáner 3d, la primera vez fue en el 2008, basado en el David Laser Scanner, pero finalmente frustré y lo abandoné, era muy complicado hacerlo desde cero, pero ahora que descubrí OpenCV, me animé a hacer otro intento.
Re: Escáner 3D SinapTec
July 05, 2016 08:39PM
Admiro la capacidad de programación... Hace rato que dejé de programar en esos tipos de lenguajes y creo que me oxide un poco...spinning smiley sticking its tongue out
Estoy más canchero en la programación de PLC´s , incluso ya deje de programar los PIC´s que antes hacia bastante seguido, me entusiasme con la practicidad de los Arduino para pequeños automatismos y para uso industrial el PLC. Como me gustaria estar ahi con vos para aprender o compartir ideas, mi apoyo moral y la posibilidad de ayudarte en algo desde ya !!
Re: Escáner 3D SinapTec
May 04, 2017 12:02PM
Hola arme un escaner 3D sin necesidad de un láser o plataforma solo un video filmado moviéndose lentamente y un programa dedicado a reconstruir ciudades en 3D




[github.com]

Edited 1 time(s). Last edit at 05/04/2017 12:03PM by qubotica.

--
[maquinaslibres.noblogs.org]
[4232.cf]
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Re: Escáner 3D SinapTec
May 06, 2017 04:46AM
Gracias por el dato, muy buen aporte.
Re: Escáner 3D SinapTec
May 08, 2017 06:04PM
Grande sinaptec.

Capas vuelva al ruedo... Estoy en eso....
Re: Escáner 3D SinapTec
May 08, 2017 06:55PM
Mira horus y sense (uno libre y el otro propietario) piden como mínimo para procesar la nube de puntos una i3. Así que más que un hardware son un software.
Lo que yo hice fue armar un video, exportar los fotogramas, quitar los fuera de foco y luego correr mve.
Ahora estoy viendo como hacer para eliminar los fotogramas fuera de foco o con barrido de movimientos, para eso seguramente use análisis de fourier.

Lo que tal vez estaría bueno es usar un webcam como la c270 o c920 quitarles el filtro de infra-rojo y proyectar una luz infraroja intermitente (pero es solo una idea)

Edited 1 time(s). Last edit at 05/08/2017 10:03PM by qubotica.

--
[maquinaslibres.noblogs.org]
[4232.cf]
Re: Escáner 3D SinapTec
May 13, 2017 08:11AM
Quote
tatubias
Grande sinaptec.

Capas vuelva al ruedo... Estoy en eso....

Por ahora tengo abandonado este proyecto, a lo mejor algún día lo retome. Ahora estoy bastante metido en internet de la cosas

Edited 1 time(s). Last edit at 05/13/2017 08:11AM by SinapTec.
Re: Escáner 3D SinapTec
May 13, 2017 05:50PM
Quote
SinapTec
Quote
tatubias
Grande sinaptec.

Capas vuelva al ruedo... Estoy en eso....

Por ahora tengo abandonado este proyecto, a lo mejor algún día lo retome. Ahora estoy bastante metido en internet de la cosas

Ahí me llegaron unos nodemcu algo divertido para hacer con iot?
Re: Escáner 3D SinapTec
May 17, 2017 09:09AM
si te pones mas en esquisto podes manejar el GRBL con octoprint desde una raspberry pi o similar

[plugins.octoprint.org]

Support Grbl style GCODE for using CNCs and Laser engravers with OctoPrint.

This plugin modifies the gcode sent and recieved to translate what is needed.

NOTE Additional configuration required:

Serial Connection > Advanced options > “Hello” command = M5
Features > Send a checksum with the command > Never
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