Минестерство образования и науки российской федерации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Факультет оптико-информационных систем и технологий
Кафедра оптико-электронных приборов и систем
ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
по теме: РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И ГАБАРИТНЫЙ РАСЧЁТ СИСТЕМЫ СКАНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ БЕСКОНТАКТНЫМИ МЕТОДАМИ (промежуточный)
Студент: Бутковский Алексей Брониславович
(подпись) (Ф.И.О.)
Группа: 3310
Руководитель: доцент, Михеев Сергей Васильевич
(подпись) (уч. степень, должность) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2015
СОДЕРЖАНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Структурная схема устройства сканирования 5
1.1 Определение возможностей камеры 7
1.2 Устройство и программное обеспечение 9
2 Габаритный расчёт 11
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 14
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
3D (3-dimensional) – что-либо имеющее 3 измерения
ЭВМ – электронно-вычислительная машина (в нашем случае это смартфон)
МПОИ – матричный приёмник оптического излучения
ОС – оптическая система
УС – устройство сопряжения
ПО – программное обеспечение
УО – устройство отображения
Image Capture Device Package – устройство захвата изображения
Optical Image Stabilization Mechanism - механизм оптической стабилизации изображения
Mirror – зеркало
Zoom Second Moving Lens Group – вторая группа увеличивающих линз
Image Sensor Substrate Assembly - сборка основания светочувствительной матрицы
Color Splitting Prism – цветоразделяющая призма
Sensors – светочувствительные матрицы
ЭФР – эквивалентное фокусное расстояние
Введение
В современном мире всё больше внимания уделяется мобильным разработкам, техническим решениям, которые, не применяя больших усилий можно взять с собой и иметь всегда под рукой. Руководствуясь этим, можно обозначить приоритетной задачей разработку именно таких устройств.
Частным примером такого устройства является проект данной научно-исследовательской работы. Это программа для мобильных устройств, позволяющая сканировать трёхмерные объекты. Как мы знаем, фотография является двухмерным представлением снимаемого объекта. Задачей же этой работы является разработка структурной схемы и габаритного расчёта мобильного устройства позволяющего обеспечить сканирование без существенной потери пространственных глубин объекта сканирования размером от 1 сантиметра до 5 метров. Без использования проецирования какого-либо дополнительного излучения на объект.
В данной работе будут представлены необходимые требования к устройствам.
1 Структурная схема устройства сканирования
Исходя из введения, одной из задач данной работы является создание структурной схемы устройства пассивного 3Dсканирования. Такие устройства обычно обладают двумя камерами для стереоскопической съемки. Наше же устройство должно базироваться на платформе мобильного телефона, а соответственно обладать всего одним компонентом для захвата изображения. Стереоскопическая съемка будет производиться путём перемещения устройства сканирования вокруг объекта.
Сканирование осуществляется следующим способом. Видимое излучение поступает от естественного источника на объект сканирования и отражается от него. Далее излучение поступает в устройство сканирования, проходит через оптическую систему, оцифровывается МПОИ, далее поступает на устройство сопряжения, которое отправляет полученное оцифрованное изображение объекта в ЭВМ. Здесь оно анализируется программным обеспечением: вычисляется форма изображения по проекциям и в полученном объекте вычисляются глубинные координаты. Полученный в ЭВМ результат сканирования выводится с помощью устройства отображения в соответствии с рисунком 1.
Рисунок 1 - Структурная схема пассивного 3D сканера: ОС – оптическая система, МПОИ – матричный приёмник оптического излучения, УС – устройство сопряжения, ЭВМ – электронно-вычислительная машина, ПО – программное обеспечение, УО – устройство отображения
Данная структурная схема является типовой для всех устройств этого типа.