Einführung
Dimensional Körperscanner wegen seiner berührungslosen Technik, das Publikum, hohe Genauigkeit und in Echtzeit automatische Handling-Eigenschaften, ist seit jeher ein Forschungsschwerpunkt gewesen. US Textil- und Bekleidungstechnik Unternehmen ein geschichtetes Konturmessinstrument zu entwickeln, Deutschland Assyst Bullmer TELMATOptifit hat ein dreidimensionales Körper Messinstrument entwickelt. China, Hong Kong Polytechnic University entwickelt und baute einen Prototyp Moiré-Fotoausrüstung, die Büste zu messen und dann weiter CubiCam dreidimensionale Körper Scanning-System entwickelt;
Festland in den späten 1990er Jahren einige Hochschulen und Forschungsinstituts Forschung auf diesem Gebiet, wie die Hauptabteilung für Logistik Rüstmeister Ausrüstung Institut und Beijing Institute of Clothing gemeinsam entwickelte „Dual-View-und Projektionsgitter“ Körpermesssystem. Derzeit ist dieses dreidimensionale Körper Meßsystems gibt es immer noch viele Mängel, wie beispielsweise eine CCD-Kamera, Auflösung und Kalibrierungsprozess beschränkt die Genauigkeit des Systems und die Computer komplexen Schnittstellen; Prüfung von Raumfahrtsystemen relativ groß ist, nicht demontierbar, nicht geeignet für einen weiten Bereich von Förderung, Preis ist in der Regel höher, Praktikabilität nicht stark ist. Entwickelt für diesen Zweck eines Mikrocontroller als Master-Einheit Konfigurationssteuersystem, eine CCD-Kamera und eine Punktwolke Erfassungs- und Verarbeitungssoftware durch reverse multidirektionale dreidimensionale Scanner Körperscanner entwickelt.
Eine dreidimensionale Scanner Prinzip Phasenverfahren
Phasenverschiebungsverfahren, das auch als phasenmess Profilometrie bekannt [6 genannt, ist die Verwendung eines sinusförmigen Gitterprojektionsoberfläche des Objekts erfasst dreidimensionalen Konturinformationen werden in der Lichtintensitätsverteilung moduliert, die Bilderfassungs Nahfeldlicht auf der Oberfläche des Objekts, das heißt Phasenkarte und der geometrischen Beziehung bestimmt dreidimensionale Oberflächenkonturinformation, um die dreidimensionale Oberflächenrekonstruktion zu vervollständigen.
Phasenverschiebung, R ist die Bezugsebene ‚bzw. CCD- Kamera Linseneintrittspupille und die optische Mitte der Pupille,‘ jeweils das optische Zentrum des Projektionssystems und Austrittspupille des Linsenpupille optischen Pfad Verfahren in Fig. 1 gezeigt. Datum des Objekts an jedem Punkt, der auf der Referenzebene projiziert wird, ist auf der Höhe des Liniensegmentes HH ‚ist der gemessene Objektpunkt Tag. A, Punkte sind Punkte, an diesem Tag, Riesen zu dem Schnittpunkt der Referenzebene R. verbinden G ein Schwarz-Weiß-sinusförmigen Gitter ist und die Teilung der Befestigungsplatte, die Lichtquellenvorrichtung emittiert weißes Licht Q auf die gemessenen Objektoberfläche wird durch das Gitter G projiziert werden, da die unebenen Oberflächentopographie des Gegenstandes, Zeilenregel einer Projektionsgatters verzerrt, das heißt, ein phasenmoduliertes bilden Figur, durch die CCD-Kamera aufgenommen, die Abbildungsebene fallen. Lassen O der Ursprung eines Koordinatensystems ist, die Referenzebene der Kamera Fuß von der Austrittspupille zu der optischen Mitte der meisten L, das optische Zentrum des Projektionssystems und die optische Abbildungsverbindungslänge Gerätecenter E ist d, die Höhe des Objekts an einem Punkt HH ‚ist Ilz die beiden Bilder des gleichen Phasenwert als Punkt h ‚bzw.
Auf einer Bezugsebene R B, Punkt A und Phase, eine Phasendifferenz, die durch A erzeugt wird, = a; sinusförmigen Gitterabstand Gateleitung G Platte auf die Bezugsebene auf dem Gate-Leitungsabstand projiziert wird, sind P, die zwei Gate Linien sind Tonhöhenfrequenz. Pflanze n. Die h ‚wird durch die Koordinate des Objektpunkts repräsentiert, aufgrund der großen Parallelschaltung Projektionssystem optischen Zentrum der optischen Mitte der Kamera auf die Bezugsebene R, gibt AAHB,
2 Dreidimensionales Messsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel
Hierin gemäß dem Phasenverschiebungsverfahren dreidimensionale Scanner bauen, Workflow ist in Abbildung 2 dargestellt. Bilden parallele Lichtstrahlen, die für die Phasenmodulation auf dem Gitter einfällt, das Gitter, nachdem auf einen Testkörper nach Design durch eine Linse verlief, so dass eine Punktquelle von weißem Licht durch die Kombination von Linsen, Mikroraster auf der Führungsschiene montiert ist, durch mechanische Struktur, Schraube, auch die Achszapfen mit einem Schrittmotor, der Schrittmotor verbunden ist, wird durch die Schneckenwelle in eine horizontale Bewegung gedreht wird, wodurch die Gitterphase des Fahren auf der Schiene Verschiebebewegung, um die Phasenverschiebungsverfahren zu realisieren; Phasen nach dem Abschluss der Übernahme durch die Smart Fig CCD-Kamera, die jeweils durch ein vorgegebenes Rastergitter bewegte, erfasst eine CCD-Kamera das Bild und die gespeicherten Rasterbild durch die dreidimensionale Rekonstruktion des menschlichen Umkehrprozesses abgeschlossen sind erworben.
3 Hardwaredesign
3.1 Hardware-Gesamtkonzept
Einzelphasen-Steuersystem von Fig Abbildungssystem basierend auf Single-Chip-Design, je nach den Bedürfnissen und Anforderungen der relevanten Hardware-Systeme Kontrollmenge funktionieren, soll das Steuersystem die Datenerfassung hat, Pulsbreitenmodulation (PWM) Signal erzeugt wird, die Kommunikation mit dem Host-Computer, eine Sensorsteuerung 3.2 Aufbau des Projektionsfunktionsmodul Gitter die gesamte Lichtquelle Routing, eine Kondensorlinse, Isolierglases und anderen Komponenten des Projektionsobjektivs und dem Gitter, muss die Lichtquelle für die hohe Helligkeit, hohe Lichtausbeute, geringe Wärmeentwicklung, eine lange Lebensdauer Anforderung erfüllt werden, 12V / 5W des Auswählens LED als Punktlichtquelle. Kondensorlinse besteht aus zwei plankonvexen Linse, die gegenüber der konvexen Oberfläche angeordnet ist, und wirkt, um das Licht gleichmäßig bestrahlte auf dem Gitter konvergieren, um eine gleichförmige Lichtintensität zu erhalten, während der volle Verwendung von Licht, um die Helligkeit und Gleichmäßigkeit des Gitters auf dem Objektbild zu erhöhen. Ein Beugungsgitter eine periodische räumliche Struktur des Bildschirms oder optischer Eigenschaften aufweist, wobei der Abstandshalter die räumliche Periode des Schlitzes oder Linien, sinusförmigen Gitter zur Verwendung in dem vorliegenden System die räumliche Periode entspricht das Intervall der Projektionsobjektives Art von Rasterlinien eine konvexe Linse ein reelles Bild des Gitters zu bilden.
3.3 System Design Phasenverschiebung Gitter
Durch einen Schrittmotor-Kupplungen, Antriebsschraube Sinusgitter horizontale Bewegung auf der Schiene, die nach Abschluss der phasenverschobene für den nächsten sinusförmigen Gitter Schrittmotor angetrieben Umkehren der Rückkehr in die Anfangsursprungsphasenverschiebung auftritt. Da die Gitterlinien 5O sind, die Teilung von 0,50 mm, 0,125 mm jeweils bewegen, wodurch die Phasenverschiebung erfordert System Gitter hat eine hohe Auflösung und Positioniergenauigkeit. Sinusförmiges Gitter in dem Positionierungsblock eingebettet ist, wobei der Block durch den Positionierungsmechanismus zur gleichen Zeit erfordert Schiene montiert auf einer Schiene, einfache Wartung, und daher wird die Auswahl einer Präzisionsrollführung, das heißt, der Block zur Positionierung des Schiebers bewegte. Weniger anfällig, wenn ein hohe Empfindlichkeit slider, glatt und langsam bewegendes zu Kriechen;, also ein Punktkontakt ist, einen niedrigen Reibungskoeffizienten (0.003 bis 0.005) mit Rollführungskugeln als Wälzkörper mit der V-förmigen Spuroberfläche unter Verwendung von kleines, High-Speed Vibrations stoppen.
3.4 intelligentes CCD Kamerasystem
Der optische Projektionspfad ein Phasensinusgitter Fig traf auf dem menschlichen Körper, wodurch die Notwendigkeit für die Erfassung, Erfassen von Bilddaten für die Computerverarbeitung zu erzeugen. Dieses Messsystem verwendet den USB 2.0 Standard MVC2000 Hochgeschwindigkeits-, hochaufgelöste Bilderfassungssystem zu folgen, wird es Linse vergrößern, der CCD-Sensor-Chip, die Videosignalverarbeitungsschaltung, Schnittstelle eine Datenübertragung, Energieversorgung, integrierte Gehäuse als Ganze, kann es Stecker sein, Diese Verwendung, und auf der Benutzer-Design basiert, Board-Level-Bereitstellung-Pakets kann nach Anforderungen der Nutzer angepasst werden, um die Entwicklung von mikroprozessorgesteuerten Schnittstellen Reservierungssystemen zu bieten einen kompletten SDK Development Kit.
4 Software Design
4_1 Gesamtdesign
Die Software-Funktionen können Vorverarbeitungsmodul, jedes Modul hat eine jeweilige Entwicklungsumgebung, über die Datenschnittstelle in verschiedene Teile des Mikrocontrollers Firmware-Modul, USB-Schnittstellentreiber, Mensch-Maschine-Schnittstellenmodul, MVC2000 System Einstellmodul, wird ein Bild unterteilt werden interaktive Funktionen n, Blockschaltbild der Systemsoftware in Abbildung 4 dargestellt. USB-Schnittstellentreiber Funktionen bieten Funktionen für den Hardware-Gerätebetrieb, wobei die Antriebshardware; Mikrocontroller-Firmware-Modul, den Mikrocontroller und seine Peripheriegeräte, einschließlich einer USB-Schnittstellensteuerregistern Initialisierung und Endpunkte Crossbar-Register und I / O-Port der Initialisierung initialisiert . MVC2o0O System Einstellmodul des Bilderfassungskameraparameter, Anregungsblitz Arbeit, MCU Steuerbefehle in Reaktion auf gesetzt. Bildvorverarbeitung Modul umfasst eine Phasenkarte reellwertige, trigonometrische, die Phaseninformation Abwickeln dreidimensionalen Körper zu erhalten, Mensch-Maschine-Schnittstellenmodul der Abschluss Reaktion auf das Ereignis Menüs und Dialogfelder, interaktive Funktionen zu realisieren.
4.2 Bemessung des SCM-Steuerungsmodul
Deutschland Keil Software Firma Keil C basiert auf der Programmiersprache C, eine leistungsfähige, aber direkte C805 Konfiguration 1F340 von I / O-Ports komplizierter, und Silicon Labs' einzige integrierte Entwicklungsumgebung (IDE), um schnell und einfach füllen Sie das I / O-Port initialisiert und kann Keil C darin integriert werden, so dass ein Programm in der Steuer Mikrocontroller IDE entwickelt. SCM-Steuerprogramm umfasst Systeminitialisierung, Interrupt-Verarbeitung und Datenübertragung Software-Watchdog, während die Reaktion der Systemperipherie und verschiedene USB-Schnittstellenanforderungen für verschiedenen Datenaustausch und die Ereignisverarbeitung unterbrechen.
4.3 Human Interface Design-
Das Messsystem interaktiven Schnittstelle Workflow-Framework, einschließlich einem Aufnahmemodus einrichten ausgewählt ist, wird der Zustand der relevanten Komponenten und Parametrierung, Befehl andere Ausführungsform der Aufnahme, aktuelle Alarmmeldung in Betrieb Fehlern und Steuerbefehlsausführung fehlschlägt, Software-Interface-Entwicklung im Zusammenhang mit dem Funktionsfeld, Popup-Meldung Fenstern, ziehen Sie die Symbolleiste nach unten, und nach und nach so weiter aktiviert.
Experiment 5
Entwickelt unter Verwendung der dreidimensionalen Scanner vom Scanner manikinunabhängige drei verschiedenen Orientierungen Projektionsgitter, und mit Hilfe der CCD ~ H Rasterbild-Erfassungseinheit, wobei jede Rastererfassungs Erfassen von Bildmodifikation 4 kann die Bildaufnahme in Webstühlen abgeschlossen sein. USB-Kommunikationsport der modifizierten Rasterbildeingabe in den Computer, und die Verformung der Gitterphase unter Verwendung von Verarbeitungs Abwickeln darstellen dreidimensionale Punktwolke zu erzeugen. Splicing-Technik mit einem Trübungspunkt automatischen Spleißen unterschiedliche Orientierungen des Modellpunktwolke unter Verwendung des Trübungspunktes des genähten Fig. 5 (a) in Fig. Texture-Sperr-Steuerung Beziehung, die darüber hinaus die Aufmerksamkeit auf die Konstruktionsparameter der einzelnen Bedienoberfläche Touch-Tasten zahlen muss die SPS zur Verfügung gestellt zu halten. , Um durch die Überwachung der Bildschirm auf dem Touchscreen und den Betrieb der gesamten Produktionslinie zu korrigieren. Das SPS-Programm ist sehr spezifisch in dieser sie nicht wiederholen.
Schlussfolgerung
Da die gesamten Produktionslinie im Konstruktionsprozess unter voller Berücksichtigung des Performance-Index und jede Steuer Bedürfnissen, im Weg der industriellen Ethernet, der modulare Aufbau der Steuereinheiten, sie zu kontrollieren, jede der Kontrollpunkt auf der Produktionslinie in der Mittelkonsole es kann die Überwachung zentralisiert werden, sowohl für die Bequemlichkeit der Überwachungseinrichtungen, sondern auch den Betrieb und die Verwaltung und Wartung der gesamten Produktionslinie zu erleichtern, eine bessere Technologie, um die normale und einen effizienten Betrieb des Systems zu gewährleisten. Die gesamte Linie Produktion vergangenen sechs Monaten läuft, um eine gute Wirkung, den Zugang zu den Nutzern.
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