Introduzione
Le procedure di scansione di oggetti solidi in 3 dimensioni restituiscono le superfici sotto forma di nuvole di punti. Quando una superficie è troppo grande o complessa per essere acquisita con una sola scansione siamo costretti a suddividerla in diverse parti e sovrapporle tra loro successivamente.
Si rende quindi necessaria una procedura, il più possibile automatizzata per ricostruire la superficie acquisita a partire dalle singole nuvole di punti.
Questa procedura prende il nome di registrazione (o allineamento). Quando andiamo a registrare quindi, non facciamo altro che cercare la migliore sovrapposizione possibile tra due “patch” di superficie di un oggetto.
In questo lavoro quindi si andrà ad implementare, tramite codice, un algoritmo che, date delle nuvole di punti, opportunamente movimentandole, effettuerà una operazione di registrazione
I moderni sistemi ottici di cui disponiamo, sono in grado di acquisire in poco tempo nuvole di punti rappresentanti la superficie dell’oggetto, senza necessità contatto col sistema di misura. La registrazione è quindi una delle operazioni necessarie durante il post-processing delle procedure di scansione multiple per avere una rispondenza del modello il più vicina possibile all’oggetto reale.
Per oggetti di grandi dimensioni, nel caso si eseguano diverse scansioni , esse vengono “riattaccate”
tra loro mediante l’uso di marker, che vengono posizionati in modo opportuno sulla superficie dell’oggetto, per poi essere sovrapposti tra loro mediante una procedura semi-automatica.
Sono state sviluppate anche tecniche che tengono conto della posizione relativa del sistema di scansione rispetto all’oggetto da acquisire, ottenuta tramite un particolare sistema di rilevazione, durante le diverse fasi di scansione. In base alle diverse posizioni di acquisizione, viene ricostruita la superficie dell’oggetto.
Questo lavoro invece, è stato sviluppato tenendo conto solo dei dati provenienti dalle nuvole di punti ma facendo l’ipotesi che le due nuvole siano in una posizione già parzialmente allineata.
Per utilizzare la procedura di registrazione quindi, dobbiamo portare le nuvole di punti in una posizione che sia prossima alla posizione ideale di allineamento.
Il primo approccio è stato l’impiego di una tavola rotante, per la quale è stata sviluppata una procedura di calibrazione, per la rilevazione dell’orientamento e la posizione dell’asse.
La tavola rotante però, una volta calibrata col sistema di acquisizione, consente di rilevare con grande precisione le posizioni di oggetti che possano essere da essi contenuti. Non consente tuttavia di capovolgere l’oggetto o spostarlo senza perdere i dati di calibrazione.
Si è quindi sentito l’esigenza di implementare un processo che fosse da essa indipendente.
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Si sono implementati due algoritmi, uno per la registrazione a coppie di nuvole e l’altro per registrazione multipla. Nella registrazione a coppie di nuvole, sono stati sviluppati tramite codici i due metodi principali presenti in letteratura (metodo punto-punto e metodo punto-piano).
Nella registrazione multipla, è stato implementato un ulteriore codice che, utilizzando anche i due precedenti, stabilisce una strategia per le priorità di registrazione delle nuvole.
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