3D сканеры Ciclop и Piclop

Подписаться на 3Dtoday
rwpbb
Идет загрузка
Загрузка
23.03.17
6225
22
печатает на CR-7 Mini
3D-моделирование
19
PREVIEW
Два сканера со сходной идеологией, но разными аппаратными и программными решениями. Вероятно, самый простой способ отсканировать модель это поместить ее на вращающийся стол, осветить под углом лазерной указкой с цилиндрической линзой, превращающей точку в вертикальную линию, снять на камеру и вычислить смешение точек линии от вертикали вызванные моделью.

Года 3 назад идея была реализована в Испании BQ labs и опубликована под свободными лицензиями. Были выложены детали конструкции для печати на 3D принтере и очень красивая программа horus, написанная на Python. Для четкого выделения лазерной подсветки необходимо было управлять экспозицией камеры. В момент создания актуальной была Ubuntu 14.04. V4L2 поддерживает управление камерой, но она не стыкуется с официальной версией OpenCV.

Следуя принципу написания минимального собственного кода для получения работоспособного результата, разработчики слегка подправили текущую версию OpenCV. Решение правильное, рабочая установка была получена, а кто запоздал, пусть сам расхлебывает ситуацию, при которой установка на новые версии Ubuntu требует сноса всех программ, использующих более новые версии OpenCV. Идеологически система устарела, и авторам. вероятно, было не интересно править последующие версии тем более, что массового потребителя, использующего в своей работе Windows это не коснулось, поскольку в этой ОС используются драйверы от производителя камеры.

Сообщество конечно задачу попыталось решить, но идеального всех устраивающего результата похоже не добилось. Я воспользовался решениями, предложенными Fabien Devaux. Его версия horus не требует специальной версии OpenCV, но работает очень медленно. Он предложил свое решение этой проблемы, написав программу thot с интерфейс командной строки CLI (Command line interface). Программа имеет собственную систему автоматической калибровки, но можно воспользоваться и результатами калибровки, полученными с помощью horus.

Программа мне в целом очень понравилась, но вот автоматическая калибровка это не мой стиль :-). В случае ручной калибровки достижение результата это вопрос времени и терпения, а в случае автоматической это всегда лотерея. Конструкция Ciclop плохо приспособлена для калибровки путем перемещения лазеров и камеры, хотя конечно можно подправить автоматически полученные цифры для получения приемлемого результата с имеющимся расположением элементов конструкции.

Поэтому встретив в сети описание сканера на камере Raspberry Pi (с которой я хорошо знаком) и требующей именно точной механической юстировки элементов конструкции я решил ее повторить. Для управления в этом случае используется программа freelss, написанная на C++. У камер Raspberry Pi очень богатые возможности управления экспозицией, но в данной программе они не используются, а для точной подгонки используется регулируемое освещение.

На данном этапе я не стал переделывать программу и решил сравнить возможности сканеров как бы в первозданном виде. Поскольку я собирал свою конструкцию исключительно из имеющихся деталей, то в конструкцию были внесены некоторые изменения, а совместимость с исходным кодом программы была достигнута введением, вообще говоря, лишнего элемента на компьютере Arduino.

352424f10654172c70f2112e1dfcaddd.png
Сканеры позволяют добиться примерно одинакового результата. Высокое разрешение камеры Piclop не востребовано, как и возможность делать более 800 снимков за один оборот. Лимитирует разрешение воспринимаемая толщина лазерного луча. Воспринимаемая толщина линии зависит от яркости точки, которая в свою очередь зависит от отражающей способности материала модели и угла падения луча на поверхность.

При использовании нынешнего алгоритма выделения лазерного луча уменьшение толщины линии за счет лучшей фокусировки или увеличения единого порогового значения приведет к улучшению разрешения для ярких точек и к полной потере информации для более темных.

Сейчас у нас компромисс состоит в том, что за счет ограничения разрешения мы получаем информацию о всех точках поверхности, на которую упал лазерный луч. Потенциально для сканера Piclop можно написать программу которая при высоких разрешениях будет делать несколько снимков с разной экспозицией. Однако это увеличит и так не маленькое время сканирования с разрешением 5 Мп.

Если не рассматривать отдельных моделей с мелким слабовыраженным рельефом, разумное разрешение для этого сканера 1,9 Мп (1600 х 1200). При этом разрешении скорость сканирования у обеих сканеров порядка пяти минут, но учитывая меньше операций финальной обработки, результат со сканера Piclop будет получен чуть быстрее.

Мне оказалось легче добиться приемлемого результата при сканировании с двумя включенными лазерами на сканере Piclop с ручной калибровкой. Это достаточно трудоемко, но терпение и время позволяют добиться результата, тогда как автоматическая калибровка это лотерея, может сразу повезти, может не повезти никогда.
Подписаться на 3Dtoday
19
Комментарии к статье

Комментарии

23 Мар 15:29
2
Марко Бруни нервно курит танцует в сторонке)
23 Мар 15:36
4
"Письлоп" "Песелоп" "Пицлоп" ....... прямо из Кин-дза-дза взяли....

Название просто..... бомба. PiCyclop тогда......

23 Мар 17:16
3
Название устаявшееся и не мной придуманное https://groups.google.com/forum/#!topic/swindon-makerspace/w9f7ZpB1G9Y
23 Мар 23:33
2
Да я так, не парься.
24 Мар 00:18
2
Классный постер, не видел...
24 Мар 01:19
1
Ку!
1 Апр 14:29
0
Я сразу прочитал "пиклоп" - вроде нормально звучит. Ваши варианты даже в голову не приходили, пока не прочитал.
23 Мар 16:37
2
Может не совсем в тему, но я так и не смог победить несовпадение облаков двух лазеров. И камеру калибровал, крутя шаблон по всякому, и резкость настроил в камере, и добился тонкости/вертикальности линий лазеров - всё равно получаю два вложенных облака. Не могу понять в чём дело.
А как у Вас с такой проблемой?
23 Мар 16:46
1
Поэтому я и предпочитаю ручную калибровку. В horus можно попробоваить подправить у самой удачной калибровки цифры из предварительно сохраненного файла .horus/calibration.json . Ну и устранить дисторсию объектива в hjrus, кажется, это последний пункт в меню калибровки.
23 Мар 16:55
1
Тоже подозревал, что ручками надо ковырять методом подбора. Спасибо
5 Апр 13:08
1
23 Мар 18:09
3
Лучший для меня пост в Этом году!
Очень мало народа пишет про Ciclop, и напрасно.

Очень надеюсь, что напечатав его вертикальную стойку, буду поглаживать логотип bq,
и ... благодарно вспоминать Бруни с его "Джаггером".
23 Мар 18:23
1
потому что пациент скорее мертв чем жив :(

"ставили хорус на 16-ю убунту - порвали три баяна бубна...". одна только "wrong camera" сколько крови выпила
23 Мар 21:38
1
После победы над русским именем пользователя, и успешным запуском Horus на нерекомендуемой bq Windows XP - для меня просто нет другого сканера.

Осталось его только напечатать...
Дело за малым...

66b470380e9bd5f7ef7fa798165a4dcf.jpg
24 Мар 01:27
1
и ... благодарно вспоминать Бруни с его "Джаггером".
Свят, свят, свят...
Изыйди, Нечистая!
23 Мар 19:17
2
Практической пользы для массового рынка эти аппараты не имеют. Музейщики для ремонта экспозиций может прикупят на подачки гранты.
Точная поверхность со всеми царапинами на 3D-модели, а потом и на распечатке никому не нужна, а время потраченное на исправление ошибок сканирования и на сшивание сеток, скорее всего превысит время моделирования "по фото".
Детали технического назначения - однозначно бесполезный инструмент.
Детали типа статуэток и фигурок - таких заказов немного.
23 Мар 21:46
1
Технологии Развития,

Могу Вам рассказать про мой мотиватор создания сканера Ciclop от bq:

Была такая журнальная серия - партворк - "Шахматы Гарри Поттера".

В России она выпускалась раза два, от Деагостини, со штаб-квартирой на Украине.

Журнальные выпуски были довольно дорогие, и я купил всего четыре пешки...

Потом нашёл сайт 3Dtoday, нашёл пост iro4ki про Ciclop, поизучал посты уважаемого Daymon-а и их дискуссии - и вот -
я на сайте уже как выразился ТС, года три.

Вот Вам (совершенно наглядно) причина моего прибывания в FFF/FDM на сайте 3Dtoday:

https://youtu.be/noXMUVKUdOs



До того волшебного момента (описанного чуть выше) я не ожидал, что создания клонов пешки возможно.

С Уважением,
Ski.
24 Мар 01:26
1
Великолепно! Оно.
24 Мар 01:21
1
Каждый раз, когда я вижу этот сканер, мне хочется сделать его в виде Шемблера из первого Quake :D
24 Мар 02:12
1
Поздно.
Уже сделали.
Ну почти...
Надо чуток лапы ему "переломать", и всё сразу ОК будет...

34afcf558ff6389885b34f529c306f45.jpg





А у меня, представьте,

очень няшная оссоциация когда вижу bq ciclop, ничего с этим поделать не могу:

5b35444100aabf75f663760ea434c330.jpg
24 Мар 19:05
0
бесполезен, что один, что другой
26 Мар 21:23
0
Для понимания принципов сканирования - безальтернативен.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Почему периметры не соединялись

Wanhao D7 улучшаем печать без паяльников и отверток.

Переезд на воду

3Dtoday за 60 секунд от 13 декабря

General Electric продемонстрировала прототип нового 3D-принтера для скоростной печати металлами

Junior Skills по прототипированию в Туле 2017 года