Яйцебот 2

 

290312 002

3D принтер "Люмен"

 

lumen sm

3D сканер

 

3dscan

ЧПУ Выжигатель

 

woodburner

Контроллер Lumentino

 

lumentino sm

Устройство и теория

Пришло время собрать 3D сканер...

На данный момент в интернете достаточно много вариантов конструкций сканеров, но принцип действия большинства из них одинаков. Поэтому начать следует, как мне кажется, с принципа работы данного устройства. А уже потом, в других разделах, предстоит сделать выбор, какую конструкцию выбрать, какую использовать электронику, программное обеспечение и т.д.

Нашел хорошую статью, где достаточно подробно описан принцип работы. Привожу здесь ее перевод с некоторыми дополнениями. Для сканирования потребуется линейный лазер (лазер, формирующий линию), камера, вращающаяся платформа и сам объект.

howitworks

 

Как это работает?

Мы должны найти декартовы координаты (в некотором пространстве) точек, которые принадлежат сканируемому объекту.
В общем, мы ищем расстояние от оси вращения до точки, отмеченной красным лазером ("" на рисунке). Чтобы найти его, мы должны измерить, сколько пикселей между оптической осью камеры и точкой, отмеченной лазерным лучом. На картинке это расстояние помечено как "b". Когда мы получим эту информацию, мы должны преобразовать его в миллиметры (для этого надо знать, сколько пикселей приходится на миллиметр). Угол между лазером и камерой постоянен и равен "alpha". С помощью простых тригонометрических вычислений, мы можем вычислить "ro":
sin(alpha) = b / ro, что означает, что ro = b / sin(alpha)
Эта операция повторяется для каждого слоя. Количество слоев зависит от разрешения камеры. Если камера 640х480, то слоев 480. Затем платформа поворачивается на какой-то угол и вся операция повторяется.

 

polar coordinat system

Предыдущие операции дали нам координаты в полярной системе координат. В полярной цилиндрической системе каждая точка представлена следующими аргументами:

P = (ro, fi, z), где

  • ro - расстояние от точки до оси Z. Это наша расстояние, измеренное в предыдущей операции;
  • fi - угол между точкой и осью X. Это угол вращения платформы. Он растет на постоянную величину каждый раз при повороте платформы. Эта постоянная величина равна: 360 градусов / количество сканирований. Т.е. для 120 профилей вокруг объекта, платформа поворачивается на: 360 градусов / 120 = 3 градуса. Таким образом, после первого хода, fi = 3, после второго fi = 6, после третьего fi = 9 и так далее.
  • z - координата Z точки. Это значение имеет то же значение Z в декартовой системе.

 

Преобразование полярных координат в декартовы очень простое:
x = ro * cos( fi )
y = ro * sin( fi )
z = z