Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Analysis of the potential of using tilt-shift optics in the construction of a 3D structural light scanner

Marta Dominika Popławska

Abstract

Optical shape measurements methods used in 3D scanning are becoming more and more common techniques. Devices using method of structured light to create a digital model of a measured object are used in many fields, due to their accuracy and non-invasive. However, the optics used in the scanner, in the presented construction, generates some problems. Evaluating the possibilities of tilt-shift optics, it is possible to eliminate these problems. In this work we evaluating the effects of this change in the construction of the 3D structured light scanner. In the introduction it was presented the basic of 3D scanning, the purpose of the work, scope and plan of execution of the experiment. The next chapter discusses the methods of optical 3D measurement, particularly method of fringe projection. The construction of the 3D scanner, which uses structured light technique for measurements, was also described. The next chapter concerns the optics used in 3D scanners. There are presented the benefits that can result from the use of unconventional optics. Chapter 4 presented the possibilities offered by a special tilt-shift lens in comparison to a standard lens. The experience made at this work is described in chapter 5. The possibilities of eliminating such problems as: perspective distortion and mismatch of the focus plane. The steps of the experiment are described. Conditions for correct measurements, the whole procedure of calibration of the 3D scanner and verification of its correctness. Measurement data is presented in the form of a table with interpretation of the results. The conclusion and further development opportunities are summarized in the last chapter.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Marta Dominika Popławska (FM) Marta Dominika Popławska,, Faculty of Mechatronics (FM)
Title in Polish
Analiza potencjału zastosowania optyki typu Tilt-Shift w konstrukcji skanera 3D światła strukturalnego
Supervisor
Robert Sitnik (FM/IMPh) Robert Sitnik,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM)
Certifying unit
Faculty of Mechatronics (FM)
Affiliation unit
The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)
Study subject / specialization
, Mechatronika
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
10-06-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Robert Sitnik (FM/IMPh) Robert Sitnik,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM) Ksawery Szykiedans (FM/IMPh) Ksawery Szykiedans,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM)
Keywords in Polish
skanowanie 3D, optyka tilt-shift, przetwarzanie obrazów
Keywords in English
3D scanning, tilt-shift optics, image processing
Abstract in Polish
Optyczne metody pomiaru kształtu w tym skanowanie 3D, stają się coraz bardziej powszechnymi technikami. Urządzenia wykorzystujące metody z oświetleniem strukturalnym do stworzenia cyfrowego modelu powierzchni mierzonego obiektu stosowane są w wielu dziedzinach, dzięki swojej dokładności i nieinwazyjności. Zastosowana w skanerach optyka, w przedstawionej konstrukcji, generuje jednak pewne ograniczenia. Oceniając możliwości obiektywów tilt-shift, istnieje możliwość wyeliminowania tych problemów. W pracy zostały wykonane badania oceniające efekty zastosowania takiej zmiany w konstrukcji skanera 3D światła strukturalnego. We wstępie zostały omówione podstawy skanowania 3D i jego zastosowanie, przedstawiony cel pracy, a także zakres i plan działań. W kolejnym rozdziale omówione zostały metody optycznego pomiaru kształtu wraz z wykorzystywaną w doświadczeniu metodą projekcji prążków. Opisana została także konstrukcja skanera 3D, pracującego w technice oświetlenia strukturalnego. Kolejny rozdział dotyczy optyki stosowanej w skanerach 3D. Przedstawione są korzyści jakie mogą wyniknąć z zastosowania niekonwencjonalnej optyki. W rozdziale 4 przedstawione są możliwości jakie daje specjalny obiektyw tilt-shift w porównaniu do standardowego obiektywu. Wykonywane w ramach pracy doświadczenie opisane zostało w rozdziale 5. Zbadane zostały możliwości wyeliminowania problemów takich jak: zniekształcenia perspektywiczne i niedopasowanie płaszczyzny ostrości. Opisane zostały poszczególne kroki doświadczenia. Warunki do wykonania poprawnych pomiarów, cała procedura kalibracji skanera 3D oraz weryfikacji poprawności jego działania. Dane pomiarowe przedstawiono w formie tabeli wraz z interpretacją wyników. Wnioski oraz dalsze możliwości rozwoju zebrane zostały w ostatnim rozdziale.
File
  • File: 1
    278244_inz.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 34051

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT8a004970d28343e9b7645dea92f27c5c/
URN
urn:pw-repo:WUT8a004970d28343e9b7645dea92f27c5c

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page