Einscannverfahren Flashcards
Was ist die Grundidee von Einscannen?
Digitale Darstellung von Objekten. Spart Zeit und erlaubt einem aktuell vorhandenen Design/Objekte neu zu erstellen, verbessern, usw.
Was sind die Vor- und Nachteile von Einscannen?
Vorteile:
- schnelle Datenerfassung
- einfache Informationserfassung
- gute Genauigkeit
- kosteneffizient
Nachteile:
- hohe Initialkosten
- “Line of Sight” Einschränkungen
- Umgebungstörungen
Was sind die 3 Klassen von Einscannen-verfahren?
Digitalisierung, Photogrammatic, und Laser Scans
Was ist Digitalisierung?
Es ist eins der 3 Einscannen-verfahren. Es werden dabei seriell, eins nach dem anderen, Orte einliest. Man benutzt dafür in der Regel einen Stift (kann Mechanisch, Akustisch, oder Elektromagnetisch sein). Es ist geeignet für feste, rigide, nicht-bewegliche Objekte.
Was sind die Vor- und Nachteile von Digitalisierung?
Vorteile:
- sehr Robust
- kleine Sensoren
Nachteile:
- es gibt uns lediglich Geometrie, die Topologie (wie die Punkte verbunden sind) muss man explizit geben
Mechanisch (vs. Akustisch vs. Elektromagnetisch)
Eins der 3 Digitalisierungs-verfahren.
2 Arten: Mechanischer Arm & Trägheitssensor
- Bei Trägheitssensor wird Trägheit über Gyroskope (Kreisel) gemessen… Basically this inertia sensor is an add-on to a mechanical arm to solve inertia issue
Was sind die Vor- und Nachteile von Mechanischer Arm?
Vorteile:
- Sehr genau
- Robust
- Schnell
Nachteile:
- Geringe Reichweite
- Tote Winkel
- Unbequem
- Trägheit (inertia)
Was sind die Vor- und Nachteile von Trägheitssensoren?
Vorteile:
- Autonom (kein Sender),
- Klein
- Keine Bereichsgrenzen
Nachteile:
- Drift durch Fehler
- Erfordert Stützung alle paar Sekunden
- Gestört durch Graviation/Vibrationen
Akustisch (vs. Mechanisch vs. Elektromagnetisch)
Eins der 3 Digitalisierungs-verfahren.
Benutzt Ultraschall (ähnlich wie “Echo Location”) mit Zeit/Frequenz Messung (“Time of Flight”)
2 Möglichkeiten:
- 3+ Sensoren woanders gefunden, Triangulation Position
- 3+ Sender und 3+ Sensoren, Triangulation Position und Orientierung (Je mehr Sender, desto besser kann man die Position erhalten, insbesondere kann man auch eine Orientierung des Objekts erhalten)
Was sind die Vor- und Nachteile von Akustische Verfahren?
Vorteile:
- Günstig
- Schnell
- Klein
Nachteile:
- Signalabschwächung
- Echos
- Gestört durch Umweltbedingungen (Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, usw.)
Elektromagnetisch (vs. Mechanisch vs. Akustisch)
Eins der 3 Digitalisierungs-verfahren.
Feldgenerator (Transmitter) erzeugt Magnetfeld, das von einem Sensor (Receiver) gemessen wird (Drei Empfängerspulen orthogonal angeordnet = neun empfangende Feldstärken).
2 Basistechnologien: DC Pulse Tracking (Ascention) & AC Tracking (Polhemus). Beide haben 9 Messerte basiert auf 3 Spulen.
DC ist weniger empfindlich aber hat geringere Genauigkeit und höheres Lag.
AC ist sehr empfindlich gegenüber leitenden Materialien, hat aber eine höhere Genauigkeit und kleineres Lag.
Was sind die Vor- und Nachteile von Elektromagnetische Verfahren?
Vorteile:
- Kleine Sensoren
- Gute Reichweite
- Keine Sichtbarkeit nötig
Nachteile:
- Gestört durch Metall und Magnetfelder
- Nicht kabellos
- Rauschen
Was ist Photogrammatic?
In kurz: Photogrammatic benutzt viele simultan aufgenommene Bilder, und berechnet die 3D-Daten durch Triangulation.
Es ist eins der 3 Einscannen-verfahren. Es benutzt viele Kameras, macht Bilder damit, und bringt die Objekte die in den Bildern abgebildet sind mit einander in Korrespondenz. Das heißt, dass die Kernproblematik Korrespondenzprobleme sind.
2 Varianten:
- Strukturiertes Licht = Projiziert Barcode drauf und versucht dann einen zeitlichen Barcode benutzen um eine eindeutige Korrespondenz zu definieren
- Optical Tracking = Outside in, Inside out (Infrarot-Licht und die Punkte was in Movies/Video Spiele hauptsächlich benutzt wird)
Einfachste Methode = Zwei Photos, die auf das Objekt zielen, aber die 90 Grad zu einander stehen.
- Probleme: Selbstverdeckung, Objektiv-basierte Verzerrung (Perspektivische Projektion hilft hier)
Komplexere Methode = Mindestens zwei Kameras, die festmontiert sind, und 6 bekannte “Anhaltspunkte”.
Was sind Laser Scans?
Es ist eins der 3 Einscannen-verfahren.
Schießt einfach ein Objekt rein (ein Strahl) und der Strahl kommt dann zurück und misst “Time of Flight” mehr oder weniger (im einfachsten Fall).
Anders gesagt: Ein Laser kreist um ein Objekt und scannt eine vertikale Linie für jeden Abstandspunkt auf diesem Kreis. Muss dann von zylindrischen Koordinaten in kartesische Koordinaten transformiert werden.
Probleme (& Lösungen zu den Problemen) mit Laser Scans
Probleme:
- Abdeckung: Teile können nicht eingescannt werden (Licht wird gestreut, absorbiert, verdeckt, usw.)
- Viel Rauschen
- Ober- und Unterteile nicht, bzw. schlecht, sichtbar
Lösung zu den Problemen:
- Interpolation & mehrere Scans (müssen später zusammengenäht werden)
- Glättung (möglicher Verlust von Genauigkeit)
- Mehrere Scans
