8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
1/12
CARRERA DE INGENIERIA ELECTROMECÁNICA
SISTEMAS CAD-CAM
INFORME Nº 02
TIPAN CAJAS STALIN ORFAY
USO DEL ESCANER 3D
21/05/2014
PRACTICA N0 07
I. TEMA Uso del escáner 3D.
II. OJETI!OS Planificar la diagramación. Configurar el programa.
Crear un prototipo.
Revisar órdenes de dibujo, edición, modificación y visualiación.
III. MATERIALES Y E"UIPOS Computador.
!oft"are #umi!oft.
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
2/12
$scáner #oomeo %pti#um &'.
(odelo de una pieas a escanear.
I!. MARCO TE#RICO
E$%&'() 3D
Un ($%&'() 3D es un dispositivo )ue analia un objeto o una escena para reunir datos de suforma y ocasionalmente su color. *a información obtenida se puede usar para construir
modelos digitales tridimensionales )ue se utilian en una amplia variedad de aplicaciones.
Desarrollados inicialmente en aplicaciones industriales +metrologa, automóvil-, an
encontrado un vasto campo de aplicación en actividades como
la ar)ueologa, ar)uitectura, ingeniera, y entretenimiento.
$l propósito de un escáner 3D es, generalmente, el de crear una nube de puntos a partir de
muestras geom/tricas en la superficie del objeto. $stos puntos se pueden usar entonces para
e0trapolar la forma del objeto +un proceso llamado reconstrucción-. !i la información de
color se incluye en cada uno de los puntos, entonces los colores en la superficie del objeto
se pueden determinar tambi/n.
Imagen 1. Escáner 3D.
T*+,$ ( ($%&'() 3D
A%*,$
*os escáneres activos emiten alguna clase de se1al y analian su retorno para capturar la
geometra de un objeto o una escena. !e utilian radiaciones o ultrasonidos.
E$%&'() 3D ( *(+, ( (,
Un escáner 3D de tiempo de vuelo determina la distancia a la escena cronometrando el
tiempo del viaje de ida y vuelta de un pulso de lu. Un diodo láser emite un pulso de lu y
http://es.wikipedia.org/wiki/Metrolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Arqueolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Arquitecturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Arquitecturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Arqueolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Arquitecturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Metrolog%C3%ADa
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
3/12
se cronometra el tiempo )ue pasa asta )ue la lu reflejada es vista por un detector. Como
la velocidad de la lu C es conocida, el tiempo del viaje de ida y vuelta determina la
distancia del viaje de la lu, )ue es dos veces la distancia entre el escáner y la superficie.
$l distanciómetro láser sólo mide la distancia de un punto en su dirección de la escena. Para
llevar a cabo la medida completa, el escáner va variando la dirección del distanciómetro
tras cada medida, bien moviendo el distanciómetro o deflectando el a mediante un
sistema óptico.
2lgunos ejemplos de escáneres basados en el tiempo de vuelo
Callidus CP3455
*eica !can!tation4
*eica C65
(ensi 7!6558455 +aora 'rimble 7&-
%ptec 9*R9!
Riegl +toda la gama-
Imagen 2. Escáner de tiempo de vuelo.
E$%&'() &$() ( )*'%*' 3D
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
4/12
$l escáner láser de triangulación 3D es tambi/n un escáner activo )ue usa la lu del láser
para e0aminar el entorno. $l a de lu láser incide en el objeto y se usa una cámara para
buscar la ubicación del punto del láser. Dependiendo de la distancia a la )ue el láser golpee
una superficie, el punto del láser aparece en lugares diferentes en el sensor de la cámara.
$sta t/cnica se llama triangulación por)ue el punto de láser, la cámara y el emisor del láser
forman un triángulo.
Imagen 3. Escáner de triangulación 3D.
2lgunos ejemplos de escáneres 3D por triangulación
(inolta :ivid
E$%&'() *6()('%* ( 6$(
$ste tercer tipo de escáner mide la diferencia de fase entre la lu emitida y la recibida, y
utilia dica medida para estimar la distancia al objeto. $l a láser emitido por este tipo de
escáner es continuo y de potencia modulada.
$l rango y la precisión de este tipo de escáner es intermedio, situándose como una solución
entre el largo alcance de los dispositivos de tiempo de vuelo y la alta precisión de los
escáneres por triangulación.
2lgunos ejemplos de escáneres basados en diferencia de fase
;aro Poton,
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
5/12
'rimble ;&
55>, >565
E$%&'() 3D ( ($)%)
*os escáneres 3D de lu estructurada proyectan un patrón de lu en el objeto y analian la
deformación del patrón producida por la geometra de la escena. $l modelo puede ser
unidimensional o de dos dimensiones. Un ejemplo de un modelo unidimensional es una
lnea. *a lnea se proyecta sobre el objeto )ue se analia con un proyector de *CD o un
láser. Una cámara, desviada levemente del proyector de modelo, mira la forma de la lnea y
usa una t/cnica semejante a la triangulación para calcular la distancia de cada punto en la
lnea. $n el caso del modelo de una sola lnea, la lnea se barre a trav/s del campo del
panorama para reunir información de distancia una tira a la ve.
E$%&'() 3D ( ,
*os escáneres 3D de lu modulada emiten una lu continuamente cambiante en el objeto.
7eneralmente la fuente de lu simplemente cicla su amplitud en un patrón sinodal. Una
cámara detecta la lu reflejada y la cantidad )ue el patrón de lu cambia para determinar la
distancia viajada por la lu.
P$*,$
*os escáneres pasivos no emiten ninguna clase de radiación por s mismos, pero en lugar se
fa de detectar la radiación reflejada del ambiente. *a mayora de los escáneres de este tipo
detectan la lu visible por)ue es una radiación ya disponible en el ambiente.
E$()(,$%+*%,$
*os sistemas estereoscópicos utilian el mismo principio de la fotogrametra, utiliando la
medida de la paralaje entre dos imágenes para determinar la distancia de cada pi0el de la
imagen. $mplean generalmente dos cámaras de video, levemente separadas, mirando a la
misma escena. 2naliando las diferencias leves entre las imágenes vistas por cada cámara,
es posible determinar la distancia en cada punto en las imágenes. $ste m/todo se basa en la
visión estereoscópica umana.
S*(
$stos tipos de escáneres 3D usan bos)uejos creados de una sucesión de fotografas
alrededor de un objeto tridimensional contra un fondo muy bien contrastado. $stas siluetas
se estiran y son cruadas para formar la apro0imación visual de casco del objeto.
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
6/12
C,' 8 ( $)*, 9,(, :$, (' *(';
$ste tipo de escaneo 3D se basa en los principios de la fotogrametra. $s tambi/n algo
semejante en la metodologa a la fotografa panorámica, e0cepto )ue las fotos se toman de
un objeto en un espacio tridimensional para replicarlo en ve de tomar una serie de fotos de
un punto en un espacio tridimensional para replicar el ambiente circundante. ?6@
E$%&'() N,,(, O+*N
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
7/12
Imagen . !so del escáner Noomeo.
#o ay necesidad de )ue los puntos tradicionales, objetivos u otros medios de posicionamiento espacial, todo se ace automáticamente sin )ue el usuario final tener )ue
perder tiempo en la preparación del modelo. !egBn #oomeo, utilia complejos algoritmos
para posicionarse en relación con el tema y cuenta con una precisión de asta = 655m. !i
bien esto significa )ue no puede capturar bien como un detalle como la mayora de los
escáneres de mano competitivos, todava significa )ue es adecuado para mucas
aplicaciones de ingeniera inversa.
$l volumen recomendado para objetos analiados es de 65 cm3 a 6 m 3. $sto lo sitBa en el
e0tremo inferior de la escala para escáneres de mano, sin embargo #oomeo dice tambi/n la
fle0ibilidad del dispositivo significa )ue puede ser utiliado para escanear pieas en el
interior más grandes, como las alas de aviones, entre las tuberas au0iliares complejos, o en
la parte superior de las altas estructuras.
$l escáner viene con una aplicación de soft"are de ad)uisición de llamada #umi!oft. $sto
permite sencilla limpiea de la nube de puntos, mallado automático y e0portación a 2!C99,
&E
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
8/12
'ambi/n ay )ue tener muy en cuenta tambi/n las dimensiones de la misma.
%tro factor )ue influye considerablemente y dependiendo del escáner es la
coloración de la piea. Una piea muy colorida tendrá mucas fallas la momento de
tomar las fotografas.
C,, $( )(* ' ($%'(,
Primeramente se realian las pruebas para ver como captura el escáner la superficie
de la piea procurando observar la orientación más idónea.
(ediante una cone0ión a un ordenador se va tomando las lecturas asta tener su
imagen digital completa. Cada lectura debe tener un modo má0imo de precisión de
puntos de lectura.
!e procede a acer un mallado con el soft"are empleado de la figura o imagen
digital.
Una ve registrada la piea con los niveles precisos referidos se procede a la
impresión de la imagen digital con el uso de una impresora 3D. ?3@
!. PROCEDIMIENTO
$legimos la piea, la cual va a ser escaneada.
Imagen ". #ie$a a ser escaneada.
2ctivamos el soft"are #umi!oft para )ue se puedan ir cargando las imágenes capturadas
por el escáner.
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
9/12
Imagen %. &ctivación del so't(are Numi)o't.
Posicionamos la lu láser del escáner asta poder formar una v en la piea.
Imagen *. +ormación de una v para la toma de la 'otogra',a.
'omamos las fotografias asta poder completar la geometria de la piea.
$s necesario ir visualiando la fotografias tomadas para ver puntos de falla e ir corrigiendo.
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
10/12
Imagen -. Toma de 'otogra',as.
Imagen 1. #ie$a 'otogra/ada.
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
11/12
Imagen 11. #ie$a digitali$ada.
Imagen 12. #ie$a digitali$ada.
;inalmente mandamos a imprimir usando una impresora 3D.
!I. CONCLUSIONES
8/17/2019 Informe # 7 Uso Del Escaner 3d
12/12
$l prototipado es una operación dentro del proceso de mecaniado )ue nos permite
interactuar un soft"are con una má)uinaerramienta.
$l soft"are #umi!oft es una erramienta de dise1o para prototipado )ue realia
principalmente sólidos en 3D, y )ue nos permite interactuar con el escáner #oomeo
y la impresión o el mecaniado en una má)uinaerramienta.
$s muy importante )ue posicionemos de manera adecuada la lu del escáner en la piea en una postura idónea para realiar la toma de las fotografas de la piea.
!II. RECOMENDACIONES
Conocer previamente el uso y funcionamiento del escáner #oomeo %pti#um &' y
el soft"are #umi!oft para su adecuado manejo.
Usar pieas preferiblemente de color blanco, de esta manera la fotografa es más
e0acta y no vamos a tener márgenes de error e0cesivos.
Conocer previamente como se puede relacionar y cómo puede interactuar un
soft"are con una má)uinaerramienta.
!III. ILIOGRAF=A
?6@ ttp88es."iGipedia.org8"iGi8$scánerH3D
?4@ ttp88""".develop3d.com8reverseengineering8noomeooptinum
?3@ PD; Dialnet$scaneado$n3DEPrototipadoDePieas2r)ueologicas4>4I6JK
http://www.develop3d.com/reverse-engineering/noomeo-optinumhttp://www.develop3d.com/reverse-engineering/noomeo-optinum