Transcript Triangolazione ottica

La triangolazione ottica
parte 1
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Sistemi a triangolazione
Macroprofilometria
1,E-01
1,E-02
Telemetria
Risoluzione di misura [m]
1,E-03
Controllo dimensionale
1,E-04
1,E-05
Microprofilometria
1,E-06
1,E-07
1,E-08
Taratura
Vibrometria, NDT
Controllo di finitura
1,E-09
1,E-10
1,E-11
1,E-12
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]
Interferometri per taratura
Autofocus
Triangolatori SP - Laser
Triangolatori a campo intero
Interferometri per profilometria
Scatterometri
Triangolatori SP - Led
Telemetri
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Vibrometri
Micrometri ottici
Triangolatori MP
Una classificazione diversa
3D Measurements Techniques
Contact
Touch probe
CMM
Non-Contact
Reflective
Optical
Trasmissive
Non-Optical
Industrial CT
Acoustic Electromagnetic
Passive
Active
Shape from Focal Plane
shading
Triangulators
Stereo Vision
Interferometry
Active stereo
Time of Flight
Focal Plane
Holography Moiré
Laser stripes
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Shadow
projection
Whole field profilometers
Sensoristica a contatto (1)
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Industrial CT
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
La teoria
Optical
Passive
Active
Interferometry
Stereo Vision
Shape from Focal Plane
shading
Active stereo
Time of Flight
Focal Plane
Triangolatori
Lame di luce
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Holography Moiré
Shadow
projection
Profilometri a campo intero
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
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Visione Stereo Passiva (2)
G (xG,yG,zG)
S (xS,yS,zS)
Pdx
PSX
y
Retina sx
Retina dx
x
z
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Visione stereo passiva (3)
• Vantaggio: si utilizza l’illuminazione
della scena
•Svantaggio: si utilizza l’illuminazione
della scena
•Serve riconoscere
le features!
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Problema della corrispondenza (1)
S
d
O1
Baseline
Camera1
O2
Correspondence
P1
C1
Y
Camera2
P2
C2
Same object point, different position in the images: correspondence must be established
Image 1
Image 2
P1
P2
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Problema della corrispondenza (2)
S
z
O1
Baseline
Camera1
O2
b
P1
f
C1
Cc1
Pr1(-, c1)
Y
Camera2
P2
f
C2
Cc2
Pr2(-,c2)
Column coordinate of Pr1
Column coordinate of Pr2
Pr1
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Pr2
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)
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Visione stereo attiva
S (xS,yS,zS)
G (xG,yG,zG)
Pdx
Sorgente
y
CCD
x
z
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Test 1
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Test 2
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Visione stereo attiva
• La pancia deforma le
righe
• La forma dell’oggetto
modula il pattern
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Proiezione dei pattern
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
La misura 3D
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Comparazione visione stereo
passiva-attiva
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Layout ottico geometrico
FW
FH
Field of view
Z-Range
Proiettore
L
d
Video camera
• Comune a tutte le configurazioni che
vedremo
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Triangolazione SP
laser
oggetto
specchio O
Z

sensore
di
posizione
(x,z)
d
z
x
P
p
lente
l'
X
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
df
p  f tan
z2
z2
z 
p 

2
fd
d cos 
Triangolazione MP (lama di luce)
l
S
Piano di luce
S(xsg, ysg, zsg)
,
zp
Proiettore Laser
Op
L
d
j
i
k
CCD
O’
c
Punto principale
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica
Oc
zc
fc
yc
xc
S’ (i ,j )
S S
y
g
z
g
x
g
Profilometri a campo intero
LPn-1
LPn-2
LPS
LP1
yp
Projector plane
FW
xp
LP0
zp
Lp
S
Op
FH
d
j
Image plane
zc
i
k
Oc
Yc
S’(iS,jS)
G. Sansoni - SVPI-Triangolazione ottica