ОПТИКА
УДК 681.786.42
ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ТРЕХМЕРНОГО СКАНЕРА
АКТИВНОГО ТИПА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАРМОНИЧЕСКИХ
ТЕСТ-ОБЪЕКТОВ
А.А. Бенуни
,
В.Я. Колючкин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
e-mail:
Рассмотрены вопросы оценки качества трехмерных триангуляционных ска-
неров со структурированной подсветкой, предназначенных для регистрации
объeмных образов объектов. Предложена методика контроля качества три-
ангуляционных сканеров, основанная на оценке искажений, возникающих при
восстановлении отдельных пространственных гармонических составляющих
объекта в базисе финитных гармонических функций. Проведена апробация
этой методики при контроле погрешности восстановления объектов в виде
прямоугольников, имеющих разные размеры. Выведены математические соот-
ношения, которые позволяют оценить погрешность восстановления гармони-
ческих тест-объектов в триангуляционном сканере с гармонической структу-
рированной подсветкой при реализации алгоритма восстановления на основе
метода Фурье-анализа. Справедливость выведенной формулы подтверждена в
ходе экспериментов, в процессе которых осуществлялась регистрация и вос-
становление гармонических тест-объектов при разных пространственных ча-
стотах структурированной подсветки. Полученные результаты могут быть
использованы для оптимизации конструктивных параметров приборов и па-
раметров алгоритма при условии минимизации погрешности восстановления
формы объектов, имеющих заданную пространственную структуру.
Ключевые слова
:
трехмерный сканер, структурированная подсветка, контроль,
точность, погрешность, тест-объект.
ESTIMATING THE ERROR OF ACTIVE 3D SCANNER
BY USING HARMONIC TEST-OBJECTS
A.A. Benuni
,
V.Ya. Kolyuchkin
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia
e-mail:
The quality of 3D triangulation scanners with a structured light system, which
are designed for recording of 3D images of objects estimated. A technique for
check of triangulation scanner quality is offered which is based on estimation of
distortions arising in reconstruction of individual 3D harmonic constituents of the
object decomposition in the basis of finite harmonic functions. An approbation of this
technique was conducted during the check of reconstruction of rectangular objects
with different sizes. Mathematical relationships are deduced which make it possible to
estimate the error of harmonic test-object reconstruction in the triangulation scanner
with harmonic structured light system when the reconstruction algorithm based on
the Fourier analysis method is implemented. The validity of the derived formula
was verified during the experiments, in which the recording and reconstruction of
harmonic test-objects were performed at different spatial frequencies of the structured
light system. The obtained results can be used for optimizing constructive parameters
of instruments and algorithm parameters on condition that the error of shape
reconstruction for objects with a specified 3D structure is minimized.
Keywords
:
3D scanner, structured light system, check, accuracy, error, test-object.
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2013. № 2 79
