Програмно-апаратний комплекс для вимірювання геометричних параметрів зразка оптичним методом

Abstract

У випускній кваліфікаційній роботі представлено розробку програмно-апаратного комплексу для вимірювання геометричних параметрів об'єктів малого розміру (50–150 мм) з використанням оптичного методу лазерної тріангуляції. Система дозволяє отримувати тривимірну модель об’єкта на основі серії 2D-зображень, отриманих з веб-камери під час обертання об'єкта на кроковому моторі. Обробка зображень включає етапи фільтрації, бінаризації, виявлення лазерної лінії та побудову 3D-моделі методом визначення перетину площини лазерного випромінювання з променями камери. Для реконструкції об'єкта застосовано математичну модель пінхол-камери. Досягнута точність вимірювання становить ±0,5 мм. У роботі обґрунтовано вибір технічних засобів, проведено аналіз альтернативних методів. Розроблений комплекс не призначений для промислового використання, однак може бути легко модифікований з використанням промислових контролерів типу Siemens SIMATIC або Beckhoff. Практичне значення полягає у створенні доступної, модульної установки для вивчення технологій 3D-сканування в освітньому процесі, наукових дослідженнях і при розробці прототипів у сфері 3D-друку. Отримані результати демонструють ефективність недорогого підходу до точного тривимірного вимірювання об'єктів засобами інженерної автоматизації.