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    04-Aug-2015
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NUMERISATION 3D

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Source : (http://www.david-laserscanner.com) Etape 01 : FabricationIl existe de nombreuses mthodes pour la mesure sans contact de surfaces, et la reconstruction d'objets 3D, mais le plus souvent, elles requirent des quipements complexes et coteux. Malgr une augmentation trs rapide de l'offre de solution performantes en terme de matriel et de logiciels, il existe une grande demande pour des alternatives low cost . David est une de ces solutions conomiques pour l'acquisition de donnes 3D. Les seuls matriels requis sont: un simple pointeur laser du commerce, et une web-cam, ou une camra standard en niveaux de gris.

Configuration hardware RequisePC: avec Windows 2000/XP/Vista/7 (32 ou 64 bit) et Microsoft .NET Framework 2.0 ou suprieur Laser: N'importe quelle source qui cre une ligne la plus fine et lumineuse possible. Un niveau laser 10 euros, trouv dans en grande surface de bricolage pouvant faire l'affaire. Camera: Le scanner fonctionne avec une Web-cam conomique, mme si bien sur, de meilleurs rsultats sont obtenus avec une camra haut de gamme. La couleur n'est ncessaire, que si vous souhaitez obtenir des textures colores. Parfois, de meilleurs rsultats peuvent tre obtenus avec une camra noir et blanc. La camra doit fonctionner avec des drivers WDM. Calibration Corner: Un calibration corner est ncessaire pour la calibration de la camra, et comme structure d'arrire plan pendant le scan. Il consiste en deux murs / plans positionns avec un angle de prcisment 90. Pour la calibration de la camra, vous trouverez des grilles de calibrations ( calibration pattern ) dans le rpertoire d'installation de DAVID, grilles qui doivent tre imprimes et colles sur les murs / plans.

Notice de constructionLes tapes suivantes montrent comment confectionner votre calibration corner. Cet exemple est ralis avec deux feuilles de plastique blanc rigide, du ruban adhsif, et une impression de la grille de calibration( choisie parmi les diffrents fichiers Calibpoints .pdf fournis avec le soft DAVID ). En thorie, il est possible d'agrandir ou de diminuer volont l'chelle de la grille de calibration lors de l'impression pour adapter au sujet digitaliser.

Mesurer prcisment la longueur du repre scale sur l'impression. Cette donne vous sera rclame durant le processus de calibration de la camra.

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Dcouper l'impression trs prcisment sur la ligne fine, repre par un symbole de ciseaux. Au final, il est important que les bords dcoups des deux parties, se positionnent prcisment bord bord.

Coller les impressions sur les plans, de manire ce que lorsque ils sont positionns 90, les bords dcoups se touchent trs prcisment bord a bord. Il est possible d'utiliser du ruban adhsif ( mat , viter le brillant ), mais aprs quelques jours d'utilisation, le papier risque de se gondoler. Il est donc prfrable d'utiliser de l'adhsif double face fin pour une meilleure longvit.

Utiliser un objet parfaitement rectangulaire pour positionner les deux plans un angle prcis de 90. Les lignes grises du systme de coordonnes, en bas de l'angle doivent tre ajustes parfaitement l'une en face de l'autre. Le repre double, doit tre positionn dans le champ de la camra, dans l'angle en bas droite !!!! Ces exigences doivent tre conserves tout le temps de la calibration et du scan!!!

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Vous pouvez assembler les plans l'aide de ruban adhsif, ou mieux l'aide de charnires visses.

Utiliser un angle de murs Alternativement, il est possible tout simplement d'utiliser l'angle d'une pice, sous rserve que les murs soient bien plans, que leur angle soit prcisment de 90, et permette de positionner les grilles de reprage de manire ce que leurs bords s'ajustent parfaitement. Se souvenir que le double repre doit tre dans le coin bas-droit (du champ de la camra).

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Etape 02 : Paramtrage

Calibration camraTlcharger et installer le logiciel DAVIDlaserScan3D :

Avant de scanner des objets, vous devez calibrer votre camra. Les tapes suivantes vont vous guider dans le menu de calibration de DAVID: Vrifier que la camra est connecte au PC, et que ses drivers sont correctement installs. Votre camra doit supporter le WDM: Driver de capture vido pour Windows (par exemple DirectShow Driver). Cliquer sur la liste droulante du haut, et choisir votre camra. Si elle n'apparait pas dans la liste, essayer de la reconnecter,et de rouvrir la liste droulante.. Aprs avoir choisi une camra, Il vous sera demand si vous autorisez DAVID lire et modifier les paramtres camra (description). Cette fonction amliore beaucoup le confort d'utilisation, en permettant de mmoriser et de naviguer parmi diffrents rglages de camra: pour la calibration, le scan , et l'acquisition de texture. Par consquence, cette fonction doit tre active moins que l'on ne rencontre des problmes. Au final, une nouvelle fentre s'ouvre, avec l'image live de la camra.

Si le format standard de l'image ( par ex la rsolution ou le nombre d'image par secondes (fps) ) ne vous conviennent pas, vous pouvez les changer grce au bouton changer format. Positionner votre camra en face du calibration corner ( voir page dmarrage ), de telle manire que les grilles de calibrations soient entirement visible dans le champ de la camra. Le principe de calibration automatique demande une image avec un grand contraste ( en gnral, les repres de calibration sont noirs sur fond blanc. si vous utilisez des repres blancs sur fond sombre, utiliser la fonction impression ngative). Pour obtenir un contraste adquat, vous devez ajuster les rglages camra ( en cliquant le bouton rglages camra, et/ou en ajoutant une source de lumire). Une image optimale doit ressembler ceci:

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A cot des 25 repres de calibration, il ne doit pas y avoir dans le champ de la camra, d'autres objets (zones de l'image) trop sombres. Gnralement, vous pouvez sauter le point 5. 1. a) OPTIONNEL: utiliser la gomme pour amliorer votre image de calibration. Si le mode automatique choue, regarder le message d'erreur. Souvent DAVID trouve trop de repres de calibration. Vous pouvez facilement aider DAVID en utilisant le mode Gomme. Utiliser alors le bouton de gauche de la souris, pour nettoyer l'image de la camra des faux repres ( zones sombre de l'image). Vous pouvez rtablir avec le bouton de droite. L'image cidessous montre une image non optimum, ou l'utilisateur a effac des zones sombres (blanc brillant).

b) AVANC : Mode calibration manuelle (pas recommand) Si vous avez un environnement trs difficile, ou mme le mode gomme est sans aide, vous pouvez dfinir vous mme les positions des repres. Slectionner le mode manuel. Utiliser la souris pour dfinir les points de calibration: o o o Bouton gauche souris: slectionner un repre (clic) ou dplacer le repre slectionn (clic+maintien). Bouton droit de la souris: ajouter un nouveau repre (derrire le repre slectionn). Bouton central de la souris: Retire le repre slectionn.

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L'ordre (0-24) est trs important! il doit tre identique celui de l'image suivante:

Vous devez positionner prcisment les points au centre de chaque repre. 2. Assurez vous que l'chelle d'impression de votre grille de calibration est correcte. La valeur entre dans la case chelle (mm) et la distance releve entre deux repre de calibration doit correspondre exactement.

3.

Cliquer la bouton Calibration camra. Si la calibration est russie, vous devez voir des petites croix rouges dans l'image live, qui matrialisent le centre des repres de calibration:

Si la calibration choue, d'abord essayer de rajuster les rglages camra (ouverture, exposition, conditions d'clairage ). Utiliser le mode gomme pour nettoyer les zones sales afin que les 25 repres soient les seules zones sombres de l'image. (voir tapes 4 et 5). Le message d'chec de la calibration devrait vous aider trouver le problme.4.

Cliquer le bouton Suivant pour passer :menu scan.

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Etape 03 : Scanner

Aprs avoir calibr la camra (voir Calibration camra) vous pouvez commencer scanner. Les tapes suivantes vous guiderons dans le boite de dialogue scan de DAVID: 1. Placer l'objet que vous voulez scanner entre la camra, et le calibration corner (proche du calibration corner). Il doit tre visible au centre du champ de la camra. La calibration corner doit tre visible droite et gauche de l'image:

2.

Mettre en route le laser, et le pointer sur la scne. Ajuster les paramtres de la camra (ouverture, exposition), la position du laser, et les conditions d'clairage de la pice, de manire ce que la ligne laser soit claire, brillante et visible, alors que le reste de l'image est le plus sombre possible:

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En outre, il est important de dconnecter tous les modes automatiques d'amlioration d'image de la camra (comme auto-exposition, gain auto, balance des blancs auto). 3. 4. 5. Les conditions d'clairage de la pice ne doivent pas changer significativement partir de maintenant! Eteindre le laser (ou tout au moins le pointer l'extrieur de la scne), puis presser Dmarrer ! Allumer le laser, le prendre la main, puis scanner la pice, en la balayant avec la ligne laser:

6.

Quelques points trs importants: o o la ligne laser doit tre visible sur le calibration corner la droite et la gauche de l'image, et sur l'objet au centre, EN MME TEMPS. La distance entre la camra et le plan du laser (c'est dire l'angle de triangulation) doit tre aussi lev que possible pour une bonne prcision. Sinon, vous aurez un message ANGLE D'INTERSECTION TROP FAIBLE Suivant vos rglage d'exposition sur la camra, vous serez peut tre oblig de limiter votr