Visión tridimensional en un brazo robot para la automatización de escaneos

Abstract

[ES] El escaneo 3D mediante fotogrametría es una herramienta muy utilizada en la actualidad. Esta tecnología permite la obtención de modelos 3D de objetos a los que se le ha realizado una serie de fotos. Pero esta técnica se ve muy afectada por qué tipo objeto se va a escanear. Es decir, si se escanea un objeto con pocas texturas, será mucho más complicado obtener un modelo en 3D que represente la realidad. Este trabajo se centra en el diseño de un sistema de toma de imágenes para facilitar esta tarea de escaneado 3D mediante fotogrametría. Para ello, se conocerá de forma exacta desde qué posiciones y orientaciones se ha tomado imágenes y con ello se podrá realizar una mejor reconstrucción en 3D de los objetos con pocas texturas. Se ha desarrollado el software necesario para la automatización de la toma de imágenes. Programando funciones para seleccionar las posiciones donde se harán las fotos, el movimiento del robot y la toma de imágenes con la cámara. Además, se ha diseñado un adaptado para acoplar la cámara a la muñeca del brazo robot UR3. Con esto, se ha obtenido un sistema de toma de imágenes muy versátil. Ya que puede ser utilizado para otros fines, como control de calidad y detección de fallos en piezas. Pero además, cuenta con la importante ventaja de conocer con exactitud las posiciones y orientaciones desde las que se toma las imágenes, lo que aumenta en gran medida la calidad los modelos 3D obtenidos.

[EN] 3D scanning using photogrammetry is a widely used tool today. This technology allows obtaining 3D models of objects that have had a series of photos taken. But this technique is greatly affected by what kind of object is to be scanned. That is, if an object with few textures is scanned, it will be much more difficult to obtain a 3D model that represents reality. This work focuses on the design of an imaging system to facilitate this task of 3D scanning using photogrammetry. For this, it will be known exactly from which positions and orientations images have been taken and so, a better 3D reconstruction of the objects with few textures can be made. The software for the automation of image taking has been developed. Programming functions to select the positions where the photos will be taken, the movement of the robot and the taking of images with the camera. In addition, an adapter has been designed to attach the camera to the wrist of the UR3 robot arm. With this, a very versatile imaging system has been obtained. Since it can be used for other purposes, such as quality control and fault detection in parts. But in addition, it has the important advantage of knowing exactly the positions and orientations from which the images are taken, which greatly increases the quality of the 3D models obtained.

[CA] L'escaneig 3D per mitjà de fotogrametria és una ferramenta molt utilitzada en l'actualitat. Esta tecnologia permet l'obtenció de models 3D d'objectes a què se li ha realitzat una sèrie de fotos. Però esta tècnica es veu molt afectada per quin tipus objecte es va a escanejar. És a dir, si s'escaneja un objecte amb poques textures, serà molt més complicat obtindre un model en 3D que represente la realitat. Este treball se centra en el disseny d'un sistema de presa d'imatges per a facilitar esta tasca d'escanejat 3D per mitjà de fotogrametria. Per a això, es coneixerà de forma exacta des de quines posicions i orientacions s'ha pres imatges i amb això es podrà realitzar una millor reconstrucció en 3D dels objectes amb poques textures. S'ha desenvolupat el programari necessari per a l'automatització de la presa d'imatges. Programant funcions per a seleccionar les posicions on es faran les fotos, el moviment del robot i la presa d'imatges amb la cambra. A més, s'ha dissenyat un adaptat per a acoblar la cambra a la nina del braç robot UR3. Amb açò, s'ha obtingut un sistema de presa d'imatges molt versàtil. Ja que pot ser utilitzat per a altres fins, com a control de qualitat i detecció de fallades en peces. Però a més, compta amb la important avantatge de conéixer amb exactitud les posicions i orientacions des de les que es pren les imatges, la qual cosa augmenta en gran manera la qualitat els models 3D obtinguts .