Misure senza contatto

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1 Misure senza contatto Remo Sala - remo.sala@polimi.it VBLab Dipartimento di Meccanica Politecnico di Milano 03 luglio Corso presso medicina legale 1 Messaggio: posso creare delle copie 2

2 Messaggio: posso creare archivi digitali 3 Nuvola di punti La forma è descritta tramite le coordinate di un certo numero di suoi punti: la nuvola. 4

3 Misure di forma senza contatto La coordinate dei singoli punti sono ricavate con metodi meccanici con contatto oppure ottici e quindi senza contatto nel senso meccanico del termine. Come esempi: Misura di un punto singolo; Misura dei punti contenuti in un piano; Misura dei punti su una superficie. 5 Misura di un punto singolo: una distanza diodo laser Laser a triangolazione Fotorilevatore Rifrazione in tutte le direzioni campo di misura 6 6

4 Misura dei punti contenuti in un piano Profilometro: Un laser proietta un piano di luce che viene osservato da una telecamera matriciale disposta con l asse ottico incidente rispetto a tale piano. 7 Scanner a triangolazione attiva Strumento semplice ed affidabile Acquisisce una linea di punti per volta 8

5 Misura dei punti su una superficie Scanner: Analizzando la deformazione delle ombre proiettate sul volto si risale alla sua geometria Frange di Moirè 9 Ricostruzione a partire da due immagini Stereoscopia: due telecamere 10

6 Scanner realizzato in laboratorio 1/2 Triangolazione attiva: tecnica senza contatto ottica sensore Misurando in due diverse posizioni d 2 11 Scanner realizzato in laboratorio 2/2 Profilometro: permette di acquisire il singolo profilo Sistema di movimentazione: permette di effettuare la scansione completa motore riduttore telecamera ottica diodo laser 12

7 Scanner con telecamere stereoscopiche Sistemi composti da due o tre telecamere stereoscopiche. 13 Scanner con telecamere stereoscopiche Il migliore esempio è rappresentato dal sistema di visione umano che utilizzando due occhi ricostruisce la realtà tridimensionale. 14

8 Scanner con telecamere stereoscopiche Due problemi: Matching (problema della corrispondenza) Depth estimation (problema della ricostruzione) 15 Scanner con telecamere stereoscopiche 16

9 Scanner con telecamere stereoscopiche 17 A cosa serve la nuvola di punti? Il reverse engineering serve a: - Generare un modello tridimensionale; - Realizzare un prototipo con tecniche RP; - Realizzare un prototipo con tecniche tradizionali; 18

10 Generare un modello tridimensionale E l operazione più complessa: Filtraggio dei punti; Riconoscimento delle feature (spigoli, fori ); Verifica ed eventuale modifica del modello; Esportazione del modello (IGES,..) ottengo un vero modello 3D modificabile. 19 Generare un modello tridimensionale Quando si usa? Se parto dal design fisico dell oggetto; Se ho l oggetto che intendo realizzare; Se ho un modello complementare dell oggetto; Perché si usa? genera una matematica modificabile 20

11 Realizzare un prototipo con tecniche RP RP = rapid prototyping: Questa tecnica permette di ottenere oggetti comunque complessi con una identica tecnica additiva che solitamente perviene all oggetto finito realizzandolo strato dopo strato. Le tecniche RP permettono di passare dal modello CAD direttamente all oggetto fisico. 21 Realizzare un prototipo con tecniche RP Quando si usa? Quando mi serve un modello fisico; Perché si usa? Accelera il time to market; Permette di eseguire verifiche sul progetto; Elimina potenziali errori; Permette di verificare le reazioni del mercato. 22

12 Realizzare un prototipo con tecniche RP 23 Realizzare un prototipo con tecniche RP La prima tecnica RP: la stereolitografia 24

13 Realizzare un prototipo con tecniche RP La più diffusa tecnica RP: la sinterizzazione laser 25 Realizzare un prototipo con tecniche RP Il concetto di tecnica RP: la stampa 3D 26

14 La scarpa La cardatura; La deposizione del cordolo; La scarpa su misura. 27 La implantologia Pianificazione intervento (misure ossee); Riduzione margini di incertezza; Migliore terapia. 28

15 Pianificazione di un impianto Panoramica della mandibola con le sezioni Panoramica 3D Singola slide TAC Sezioni della mandibola impianto 29 Esecuzione di un impianto 30

16 Misure meccaniche 1/2 Collaudo dimensionale di barra per turboalternatore con sistema di misura basato su due telecamere stereoscopiche; 31 Misure meccaniche 2/2 32

17 Sicurezza: verifica di identità rilevazione modello 3D volto; generazione di immagini geometricamente compatibili; verifica di identità quantitativa. 33 Scansione eseguita con scanner autocostruito Nuvola di punti File STL Problematiche attuali: sopracciglia ed assenza di texture 34