Scanner 3 d
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Un escáner 3D digitaliza objetos físicos en 3D mediante diferentes tecnologías como óptica, contacto o silueta. Se usa para ingeniería inversa, modelado virtual, inspección de piezas, reconstrucción de accidentes y desastres naturales. Los escáneres 3D proporcionan mediciones precisas y densas nubes de puntos para representar objetos en formatos como STL o OBJ.
Scanner 3 d
- 4. DEFINICIÓN Un escáner 3D es un aparato que sirve para medir y digitalizar en 3D un modelo físico existente. La información capturada se somete a procesos de ingeniería inversa para extraer de esta densa nube de puntos, mallas poligonales, medidas y geometrías completas o concretas. ING. FAUSTO ACUÑA
- 5. TIPOS Hay diversas tecnologías que se emplean para la captura en el scanner 3D, como son: el toque físico, óptico, ultrasonido, etc. Cada tipo de tecnología tiene sus ventajas, y se utiliza para diversos fines. ING. FAUSTO ACUÑA De Contacto Sin Contacto
- 6. ING. FAUSTO ACUÑA Crea el modelo por toques físicos, a cada toque le corresponde un punto del modelo, obteniéndose modelos precisos. Se usa en fabricación, a partir de una maqueta se obtiene el modelo 3d. En comparación con otro tipo de escáneres, son lentos, pudiendo operar en torno a los 100Hz frente a los 10 o 500 kHz de los ópticos. DE CONTACTO
- 7. ING. FAUSTO ACUÑA Funcionan de manera que no es necesario tocar físicamente el objeto escaneado, utilizan algún tipo de radiación, tanto emitida por el escáner (escáneres activos) como capturada directamente del ambiente (escáneres pasivos). Entre los tipos de radiación se encuentra la luz (laser, infrarroja, natural), ultrasonido, radiográfica. SIN CONTACTO Escáner activo Escáner pasivos
- 8. ING. FAUSTO ACUÑA Escáner 3D de Tiempo de Vuelo .- Este tipo de escáneres utiliza un pulso láser emitido y lanzado a través de un espejo rotatorio. Este pulso es reflejado en la superficie escaneada y su reflejo retorna al escáner. A partir del tiempo de ida y vuelta de dicho pulso y su retorno es calculada la distancia, por esa razón se les denomina de tiempo de vuelo. Estos escaneres pueden capturar del orden de 10000 a 100000 puntos por segundo. ESCANER ACTIVO
- 9. ING. FAUSTO ACUÑA Escáner 3D de Triangulación.- Es un escáner activo que usa la luz laser para examinar el objeto. En este caso el brillo del laser en el objeto se examina mediante una cámara fotográfica para determinar su posición. Dependiendo de lo lejano esté el punto del objeto en que brilla el laser, incidirá en diversos sitios del campo visual de la cámara.. ESCANER ACTIVO
- 10. ING. FAUSTO ACUÑA Escáner 3D de Holografía Conoscopica.- Es una técnica interferométrica que consiste en hacer pasar un rayo reflejado en una superficie a través de un cristal birrefringente, esto es un cristal con dos índices de refracción, uno fijo y otro dependiente del ángulo de incidencia, el resultado son dos rayos paralelos que se hacen interferir con una lente cilíndrica, esta interferencia es capturada por un sensor CCD, la frecuencia de esta interferencia determina la posición del objeto en el que se proyectó el rayo láser. ESCANER ACTIVO
- 11. ING. FAUSTO ACUÑA Escáner 3D de Luz Estructurada.- Este tipo de tecnología utiliza la proyección de un patrón de luz determinado en el objeto y analizan la deformación del patrón para obtener el modelo. El reflejo se captura con una cámara fotográfica y posteriormente mediante unos algoritmos se determina la posición de cada punto en el espacio 3d. ESCANER ACTIVO
- 12. ING. FAUSTO ACUÑA Escáner 3D Estereoscópio.- Los sistemas Estereoscopios emplean generalmente dos cámaras de video, levemente separadas, examinando la misma escena. Analizando las diferencias entre las imágenes capturadas por cada cámara, es posible determinar la distancia de cada punto en las imágenes. Este método se basa en la visión estereoscópica humana. ESCANER PASIVO
- 13. ING. FAUSTO ACUÑA Escáner 3D Silueta.- Usan bosquejos creados de una sucesión de fotografías alrededor de un objeto tridimensional contra un fondo muy bien contrastado. Estas siluetas se estiran y se cruzan para formar la aproximación visual del objeto. Esta técnica no es capaz de detectar algunas concavidades de un objeto (como el interior de un tazón). ESCANER PASIVO
- 15. APLICACIONES ING. FAUSTO ACUÑA Modelado Virtual de cuevas.- La cueva virtual ha requerido procesar un altísimo volumen de datos: 200 barridos de un scanner láser 3D del espacio original, 6.000 millones de puntos de información de la cueva, más de 1500 fotografías digitales de alta definición, sonidos ambientales obtenidos in situ…videos, mapas y otra documentación.
- 16. APLICACIONES ING. FAUSTO ACUÑA Accidentes de Avión/Naves Espaciales.- La NASA y Boeing, han realizado el escaneo de todas las piezas del transbordador espacial que se encontraron de la aeronave (alrededor de 400), utilizando instrumentos láser y han reconstituido por completo con el método de anastilosis virtual, para analizar las causas del accidente del 1 de febrero de 2003.
- 17. APLICACIONES ING. FAUSTO ACUÑA Temblores y Terremotos.- Hokkaido, Japón. Septiembre 2003. Un temblor de magnitud 8,3 en la escala de Richter provoco importantes daños materiales y más de trescientos heridos. Con el fin de restablecer lo más rápido posible las infraestructuras ferroviarias y de carreteras, el escaneo láser 3D se impone como la herramienta de análisis más rápida y eficaz.
- 18. APLICACIONES ING. FAUSTO ACUÑA Escenas de Crimen y de Accidentes de Circulación.- Desde un simple accidente automovilístico, hasta el levantamiento completo de una escena de crimen, el escaneo láser aporta un registro numérico prácticamente exhaustivo de los hechos en un instante preciso.
- 19. APLICACIONES ING. FAUSTO ACUÑA Derrumbes y Hundimientos.- El 14 de febrero 2003, el patio de una escuela maternal en París se derrumbo sobre las obras de un nuevo túnel. El agujero se pudo rellenar con hormigón a los pocos días. La escena se había escaneado completamente en unas cuantas horas poco después del accidente.
- 20. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ING. FAUSTO ACUÑA Precisión: 35µm (.0014”) Repetibilidad: ±35µm, 2s (±.0014”) Stand-off: 95mm (3.75”) Profundidad del campo: 85mm (3.35”) Amplitud de escaneado: Campo cercano 34mm (1.34”) Campo remoto 60mm (2.36”) Resolución lineal: 640 puntos por línea Velocidad de escaneado: 30 imágenes/segundo (fps) 30fps x 640puntos/línea = 19.200puntos/segundo Laser: 660nm, CDRH Class II/IEC Class 2M Peso: 370g APLICACIONES Aeronáutica: ingeniería inversa, certificación, inspección de piezas Automoción: construcción de herramientas & certificación, alineación, inspección de piezas Máquina y herramienta: OMI, primera inspección e inspección periódica de piezas Moldes: inspección, escaneo de prototipos
- 21. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ING. FAUSTO ACUÑA Tipo: Digitalizador 3D sin contacto Método de medida: Triangulación por bloqueo de luz Lentes receptoras de luz (intercambiables): TELE Distancia focal f=25 mm MIDDLE Distancia focal f=14 mm WIDE Distancia focal f=8 mm Rango de escaneado: 0.6 a 1.0 m (en modo estándar) y 0.5 a 2.5 m (en modo extendido) Método de escaneado láser: Espejo rotatorio guiado por galvanómetro Rango de entrada en eje X (extendido): TELE 93 a 463 mm MIDDLE 165 a 823 mm WIDE 299 a 1495 mm Rango de entrada en eje Y (extendido) : TELE 69 a 347 mm MIDDLE 124 a 618 mm WIDE 224 a 1121 mm Rango de entrada en eje Z (extendido) : TELE 26 to 680 mm MIDDLE 42 to 1100 mm WIDE 66 to 1750 mm
- 22. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ING. FAUSTO ACUÑA Exactitud (X,Y,Z): ±0.05 mm Precisión (Z, s ): 0.008 mm Tiempo de adquisición (por escaneado): 2.5 segundos Tiempo de transferencia al host 1.5 segundos, aproximadamente Dispositivos de imagen: Datos 3D: 1/3 pulgadas del sistema de transferencia del CCD (340,000 pixeles) Datos de color: Comunes con datos 3d (separación de color por filtros giratorios Numero de pixeles de salida: Datos 3D / datos de color: 640x480 Formato de salida: Datos 3D: formatos de Konica Minolta, y (STL, DXF, OBJ, ASCII points, VRML) (Convertido a datos 3D por el software de edición de polígonos / accesorio estándar) Datos de color: RGB 24 bits datos de escaneado de trama Visor: LCD de 5.7 pulgadas (320*240 pixeles) Interface de salida SCSI II (DMA transferencia sincronizada) Potencia: Potencia AC comercial, 100 a 240 V (50/60 Hz), Dimensiones: 221 (ancho)x412 (alto)x282 (largo) mm Peso: Aproximadamente 15 Kg (con la lente puesta)
- 23. OPERACIÓN Gracias a lo anterior, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, líneas diagonales y figuras complejas tridimensionales. ING. FAUSTO ACUÑA
- 25. ING. FAUSTO ACUÑA fvacuna@espe.edu.ec Fono: 098336590