Diseño y desarrollo de un sistema de escaneo láser 3D de bajo coste

Abstract

RESUMEN: Este trabajo trata de mostrar cómo construir un sistema de adquisición de datos económico, sencillo y rápido de elaborar, integrando elementos fácilmente asequibles y desarrollando un código simplificado. Se utilizarán sistemas tipo open software, gratuitos y sencillos de manipular. El sistema de captura de datos LASER permitirá la obtención de perfiles y contornos de objetos fruto del reflejo de un haz lineal laser mediante un sistema rotatorio que realizará barridos completos de 360 grados. La configuración del equipo está compuesto por un conjunto formado por un motor paso-paso controlable por programa, conectado a un brazo que da soporte a un LASER lineal de bajo costo y una Webcam que será la encargada de realizar la captura de las imágenes. El sistema de control del motor, monitorización y ajuste de parámetros está gestionado por un microcontrolador del tipo ARDUINO UNO, donde se ha desarrollado un código específico para controlar el paso, velocidad, barridos y ángulo máximo de abertura del sector de barrido. El proceso de captura de imágenes y posterior procesado de las mismas se ha realizado mediante dos códigos, ambos desarrollados en PROCESSING. Un primer programa controla la gestión de las imágenes: captura, procesado y esqueletización del haz laser. El segundo genera un archivo de texto externo con la nube de puntos en el espacio en coordenadas XYX + ángulo, tras someter las imágenes procesadas en la primera etapa a el proceso de triangulación.

ABSTRACT: This paper tries to show how to desing and build an economic data acquisition system, simple and fast to elaborate, integrating elements easily accessible and developing a simplified code. Open software systems will be used, free and simple to manipulate. The LASER data capture system, will allow the obtention of profiles and contours of objects resulting from the reflection of a linear laser beam by means of a rotating system that will perform full sweeps of 360 degrees. The configuration of the equipment consists of a set of a stepper motor programmable, connected to an arm that supports a low-cost linear LASER and a Webcam that will be in charge of the images capture. The motor control system, monitoring and adjusted by a different parameters is managed by a microcontroller of type ARDUINO UNO, where a specific code has been developed to control the pitch, speed, sweeps and maximum opening angle of the sweep sector. The process of image capture and subsequent processing of the same, has been made by two codes, both developed in PROCESSING. A first program controls the management of images: capture, processing and skeletonization of the laser beam. The second, generates an external text file with the point cloud in the space in XYX + angle coordinates, after subjecting the processed images in the first stage to the triangulation process.