Algoritmo para detectar la línea laser

Sigo avanzando con el Escáner 3D SinapTec. Hoy desarrolle un primer algoritmo para detectar la línea laser, no se si va a ser el algoritmo definitivo, pero funciona relativamente bien, como para hacer las primeras pruebas.

Avances en Escáner 3D SinapTec

Finalmente después de trabajar en la matemática y algunos algoritmos, decidí que forma física va a tener el escáner 3D. Los elementos necesarios son: una cámara estática que grabe video (webcam, smartphone, etc.), una línea laser vertical estática, un patrón de calibración y una cama con un patrón impreso. 

Se filmarán videos con la pieza a escasear ubicada sobre la cama y se moverá la cama usando los dedos, la misma se puede rotar, trasladar, levantar, etc.; de forma tal que la línea laser se interfiera con al pieza a escasear.

Pros:

1) Hardware mínimo y económico.

2) Pegando la pieza a la cama se podrían hacer uno o varios escaneos con distintas posiciones de la cámara y el laser, sin necesidad de hacer un alineado posterior de las nubes de puntos.

3) Al no trabajar en tiempo real se podrán procesar los videos en cualquier computadora sin importar el poder de cómputo, simplemente tardará mas o menos tiempo; y no hace falta que soporte OpenGL.

Contras:

1) Puede que la interpretación de la posición de la cama en el espacio no sea lo suficientemente precisa para lograr escaneos de calidad.

2) Algoritmo más complicado que usando una cama giratoria.

3) Al trabajar con videos no se podrá ver en tiempo real como se genera la nube de puntos.

El video es un ejemplo de cómo el programa interpreta el patrón de la cama y de esta forma determina a partir de la información 2D de la cámara, su posición en el espacio 3D. Está tomado con un smartphone viejo de gama baja que solamente filma de 640x480

Escáner 3D SinapTec - Primeros Experimentos

Este fin de semana largo empecé un nuevo proyecto, el diseño y construcción de un scanner 3D económico con el menor hardware posible.

Lo primero que hice fue trabajar en el álgebra y en los primeros algoritmos, si bien me queda bastante álgebra por resolver creo que ya tengo resuelta una de las partes mas complicadas.
En la imagen se ve una cuadricula, el soft detecta esa cuadricula con la que calibra la cámara, calcula las distorsión radial y la distorsión tangencial (apropósito uso una webcam de mala calidad para ver como resuelve la distorsión); luego dibuja los eje XYZ en perspectiva. Por último hago click en la imagen y calcula la posición donde hice click en la cuadricula (X, Y y Z=0).

La primer hoja de fórmulas muestra como llevar puntos 3D al plano de la imagen, algo así como realidad aumentada (lo que hice con los ejes dibujados), esta parte es la mas sencilla ya que OpenCv lo resuelve automáticamente, pero tuve que analizar como hacerlo manualmente para lograr el proceso inverso, es decir como a partir de puntos del plano de la imagen calcular punto 3D en el mundo real (lo que hace un escaner 3D); esto se ve reflejado en la segunda hoja de fórmulas.

3D Printer Host 1.1 – Corriendo en Varios Sistemas Operativos

Mac

Raspbian (Linux para Raspberry PI)

Ubuntu 12.04.5 LTS (Linux)

Windows Clásico

Windows XP

SinapTec - 3D Printer Host 1.1 DISPONIBLE!!!

Ya está disponible la segunda versión del 3D Printer Host SinapTec, esta versión tiene un visualizardor de Gcode  muy sencillo y liviano. Otras funciones que agregué son: el cálculo de las dimensiones de la pieza a imprimir, el número de capas y también muestra las cantidad de capas impresas (ejemplo: 10 de 100 capas).

HostSinapTec11.zip

Al igual que la versión anterior hay que tener instalado Python 2.7.11 y PySerial 2.5

https://pypi.python.org/pypi/pyserial/2.5

https://www.python.org/downloads/release/python-2711/