The purpose of this study is to perform automatic measurement of a screw thread profile acquired with a 3D vision system. Measurements are carried out using a laser triangulation method. The triangulation method requires a calibration procedure to be performed on a measurement stand. The first stage of the calibration procedure allows one to compensate for lens and perspective distortion. Calculated projection model coefficients are also used to transform the image coordinate system into the world coordinate system. Next, a specially designed calibration target with known geometric dimensions is used to position the object’s rotation axis on the measurement plane and prepare it for the measurement procedure. This paper presents the algorithms used to perform a measurement for a single cross-section of a screw thread. For the chosen screw thread, the pitch, flank angles, and the radiuses at the crest and root are measured.
PL
Celem przedstawionych w artykule badań jest przeprowadzenie zautomatyzowanego pomiaru elementu gwintowanego. Pomiar profilu gwintu wykonano przy pomocy systemu wizyjnego 3D opartego na zasadzie triangulacji laserowej. W artykule przedstawiono opis kalibracji stanowiska pomiarowego. Pierwszy etap procedury kalibracyjnej pozwala na kompensację dystorsji układu optycznego oraz zniekształcenia perspektywicznego. Wyznaczone na tym etapie współczynniki macierzy projekcji wykorzystywane są również do transformacji układu współrzędnych obrazu do układu współrzędnych świata. Na kolejnym etapie specjalnie przygotowany cel kalibracyjny, o znanych parametrach geometrycznych, wykorzystany został do wypozycjonowania osi obrotu elementu na płaszczyźnie pomiarowej - wyznaczonej przez wiązkę laserową. W artykule przedstawiono algorytmy wykorzystane podczas wykonywania pomiarów na obrazie pojedynczego przekroju poprzecznego elementu gwintowanego. Przedstawione metody pozwalają na wyznaczenie skoku, kąta zarysu oraz promieni wierzchołka i dna zarysu gwintu.
This paper presents a method allowing for the quality inspection of a screw thread directly on a production line. The parameter evaluation was performed on a surface partial image obtained using 3D laser triangulation. Three characteristic values are being measured for each element: minor pitch, major pitch, and pitch diameter. The paper contains an overview and discussion of methods commonly used for screw thread measurements. The non-tactile 3D imaging method that was selected for this task is fast enough to be used on every element which leaves the production line, and it is accurate enough to provide reliable data about the quality of the final product. Thread parameter assessment is based on a two-stage algorithm. The first step provides data about the overall placement of the elements, along with a rough estimate of the major diameter. The final values are then calculated using the least squares minimization method. This algorithm was verified using synthetic data representing an ideal thread contour, and then implemented for the analysis of the actual thread surface of a 3D image. Detailed algorithm execution time measurements were presented, along with our method to decrease computational costs for performing measurements on each screw thread.
PL
Artykuł przedstawia metodę kontroli jakości elementów gwintowanych możliwą do realizacji bezpośrednio na linii produkcyjnej. Pomiar parametrów został przeprowadzony, bazując na częściowym obrazie gwintu wykonanym przy pomocy triangulacji laserowej. Opisano metodę pozwalającą na wyznaczenie trzech charakterystycznych parametrów gwintu: średnicy wewnętrznej, średnicy wewnętrznej oraz skoku gwintu. W pracy przedstawiono przegląd metod powszechnie wykorzystywanych do pomiaru parametrów gwintu. Do realizacji zadania wybrano ostatecznie bezstykową metodę obrazowania 3D, charakteryzującą się szybkością wystarczającą, by można ją było zastosować dla każdego elementu opuszczającego linię produkcyjną oraz dokładnością pozwalającą skutecznie oszacować jakość produktów opuszczających linię produkcyjną. Opracowany algorytm wyznaczania parametrów gwintu składa się z dwóch etapów. W wyniku kroku pierwszego otrzymano zgrubną informację o położeniu oraz parametrach obrazowanego obiektu. Drugi krok pozwala na dokładne wyznaczenie szukanych parametrów z wykorzystaniem minimalizacji funkcji błędu. Algorytm został zweryfikowany z wykorzystaniem danych opisujących kontur idealny, a następnie wykorzystany do analizy danych pochodzących z rzeczywistego pomiaru. W artykule zaprezentowano dokładne dane dotyczące czasu wykonywania algorytmu wraz z metodą skrócenia czasu obliczeń dla każdego pojedynczego elementu.
This paper presents a review of methods used for the acquisition of 3D images. A classification of such methods into contact and contactless and into active and passive methods is given. Special attention is given to show imaging methods that can be used for tasks involving product-manufacturing systems.
PL
W artykule zaprezentowano przegląd metod wykorzystywanych w akwizycji obrazów 3D. Przedstawiono klasyfikację tych metod z podziałem na metody kontaktowe i bezkontaktowe, aktywne oraz pasywne. Szczególną uwagę poświęcono metodom obrazowania, które mogą być stosowane w procesach wytwarzania produktów.
Evaluating the image quality is a very important problem in image and video processing. Numerous methods have been proposed over the past years to automatically evaluate the quality of images in agreement with human quality judgments. The purpose of this work is to present subjective and objective quality assessment methods and their classification. Eleven widely used and recommended by International Telecommunication Union (ITU) subjective methods are compared and described. Thirteen objective method is briefly presented (including MSE, MD, PCC, EPSNR, SSIM, MS-SSIM, FSIM, MAD, VSNR, VQM, NQM, DM, and 3D-GSM). Furthermore the list of widely used subjective quality data set is provided.
Analizowany jest problem wyznaczania map 3D w oparciu o sekwencję obrazów 3D (chmur punktów), uzyskiwanych z różnych miejsc otoczenia. Jednym z zasadniczych jego podproblemów jest pasowanie dwóch chmur punktów. Badana jest metoda integrująca algorytmy IPC i RanSaC. Najpierw wyznaczane są punkty charakterystyczne obrazu i ich deskryptory, następnie metodą RanSaC określa się wstepną transformację pomiędzy dwoma zbiorami punktów charakterystycznych a na koniec - oblicza dokładną transformację dla wszystkich możliwych par punktów gęstych chmur. Możliwe są różne metody detekcji punktów charakterystycznych i realizacji IPC. W pracy zbadano eksperymentalnie efektywność obliczeniową i skuteczność pracy metod wykorzystujących różne zestawy parametrów.
EN
It analyzes the problem of determining the 3D map based on the sequence of 3D images (clouds of points), obtained from different places. One principal subproblem is how to match two point clouds. Depicted is a scheme that integrates the ICP and RanSaC algorithms. First, there are detected characteristic points in the image and thier descriptors are calculated. Then, the RanSaC determines the initial transformation between the two sets of characteristic points. In the end, the IPC calculates the final transformation for all possible pairs of points of dense clouds. There are different methods for the detection of characteristic points and the implementation of the IPC algorithm. They are experimentally compared and evaluated, with regard to their efficiency and corecteness.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł prezentuje szybkie, oryginalne algorytmy zamykania i wypełniania tuneli dla obiektów wolumetrycznych 3D oraz ich przykładowe zastosowania w badaniach materiałów z wykorzystaniem tomografii rentgenowskiej. Pierwsze zastosowanie dotyczy aproksymacji objętości wiązadeł mostowych w popękanej stali nierdzewnej. Następnie zaprezentowano badania nad strukturą poliuretanowych pian auksetycznych. Trzeci przykład dotyczy badań nad zgrzewaniem dwóch płyt będących stopami aluminium. Wszystkie zaprezentowane przypadki pokazują przydatność algorytmów bądź to na etapie wstępnego przetwarzania tomograficznego obrazu 3D lub na etapie ekstrakcji interesujących obiektów.
EN
The article presents fast, original algorithms of tunnel closing and tunnel filling for volumetric 3D objects and their exemplary applications in materiał Science with the use of X-ray tomography. The first application concerns volume approximation of bridge ligaments in stress corrosion cracking of stainless steel samples. Moreover the authors present research on Structure of polyurethane auxetic foam. The third example concerns research on friction stir spot welding of aluminum sheets. All presented cases show usefulness of these algorithms in 3D tomography image processing or extraction of interesting objects from a 3D image.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule autorzy przedstawiają opracowane narzędzie do kompleksowego przetwarzania i wizualizacji dwu- i trówymiarowych tomograficznych danych pomiarowych. Aplikacja o nazwie TomoKIS Studio powstała w Katerze Informatyki Stosowanej w ramach projektu DENIDIA. Architektura aplikacji oparta jest na zestawie modułów, które pozwalają na w pełni dwukierunkową komunikacją, konfigurację oraz kalibrację dowolnego urządzenia tomografii elektrycznej znajdującego się w laboratorium Katedry, akwizycję oraz przetwarzanie danych pomiarowych, liniową oraz nieliniowa rekonstrukcję obrazów 2D i 3D w czasie rzeczywistym oraz wizulizację danych surowych i tomogramów.
EN
This paper presents the software tool for comprehensive processing and visualization of two- and three-dimensional tomographic data. The software named as "TomoKIS Studio" was developed in Computer Engineering Department at the Technical University of Łódź in the frame of DENIDIA ToK European Project. The main architecture is based on set of modules that enable e.g. fuli duplex PC-any capacitance tomography system (ECT) communication, any ECT system measurement calibration, data acquisition and processing, both: linear and nonlinear 2D/3D image reconstruction in realtime and raw data graphical presentation.
W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań testowych oraz metodykę wyznaczania średnic i objętości pęcherzy. Do określenia objętości gazu w przekroju pomiarowym wykorzystano dwa półob-razy z kamery wideo. W rezultacie złożenia obrazów otrzymuje się przestrzenny obraz pęcherzyków powietrza poruszających się w kolumnie aeracyjnej. Na tej podstawie przybliżono kształt pęcherzyków elipsoida.
EN
The paper presents results of tests and the method of determining diameters and volume of bubbles, A volume of air bubble in the measuring cross-section was showed by two half-images registered in a video recorder. A 3D image of air bubbles moving in the aeration column is a result of the composing of images. On this base a shape of bubbles was approximated as the ellipsoid.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Stents are playing an increasing role in the treatment of arterial stenoses and aneurysms. The goal of this work is to help the clinician in the pre-operative choice of the stent length and diameter. This is done by embedding a model of the stent within a real 3D vascular image. Two models are used. First, a simple geometrical model, composed of a set of circles or polygons stacked along the vessel centerline, is used to simulate the introduction and the deployment of the stent. Second, a simplex-mesh model with an adapted cylindrical constraint is used to represent the stent surface. Another axially constrained simplex-mesh deformable model is used to reconstruct a 3D vessel wall. We simulate the interaction between the vessel wall and the stent by imposing the condition that the model of the vessel locally fits the shape of the deployed stent model. Preliminary quantitative results of the vessel reconstruction accuracy are given.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.