ANÁLISIS DEL MÉTODO DE CORRIMIENTO DE FASE PARA ESCANEO Y RECONSTRUCCIÓN 3D DE OBJETOS

Carlos Alberto Ramos Arreguin, Juan Carlos Moya Morales, Rodrigo Escobar Diaz Guerrero, Jesús Carlos Pedraza Ortega

Resumen


Resumen

En el presente trabajo se muestra el análisis realizado al método de corrimiento de fase utilizado para el proceso de escaneo y reconstrucción de objetos 3D. El análisis se enfoca en el algoritmo de 3 pasos, y se analizan características del proceso de digitalización en objetos virtuales, así como en objetos reales, realizando consideraciones para cada uno de los procesos, ya que principalmente en el escaneo de objetos reales. Los diferentes factores externos pueden provocar inconsistencias en la representación 3D final. El brillo del proyector es uno de los primeros factores que se consideran para su análisis, ya que este puede generar discontinuidades en el patrón de franjas, brillo irregular en la superficie del objeto, lo que hace el proceso de desdoblamiento de fase más complicado de resolver. Por ello, se propone una estrategia que permita reconstruir un objeto con un algoritmo de desdoblamiento de fase sencillo, analizando los parámetros en los dispositivos de la etapa de adquisición.

Palabras Claves: Corrimiento de fase, desdoblamiento de fase, escaneo, perfilometría, reconstrucción.

 

ANALYSIS OF THE PHASE SHIFT METHOD FOR SCANNING AND 3D RECONSTRUCTION OF OBJECTS


Abstract

This paper shows the phase shifting method analysis, which one is used to the scan and 3D reconstruction. The analysis is focused on the 3-step algorithm and the goal characteristics about the 3D scan on virtual and real objects, we perform some considerations for each process because mainly at the 3D real objects scan.   There are a lot of external factors that can do non-uniform results at 3D final object, the bright from projector is the firstly factor considerate for the analysis and the same form the scene captured by de camera because the camera calibration processes are required. After the 3D scan results with simple phase unwrapping are showed.

Keywords: Digitalize, phase shifting, phase unwrapping, profilometry, scanning.


Texto completo:

1297-1311 PDF

Referencias


Chen L., C. Huang, Miniaturized 3D Surface profilometer using digital fringe projection, Meas. Sci. Techn. 16(5), pp. 1061-1068, 2005.

Ekstrand, L., Wang Y., Karpinsky N., and Zhang S., Superfast 3D Profilometry with Digital Fringe Projection and Phase-Shifting Techniques, Handbook of 3D Machine Vision: Optical Metrology and Imaging (Vol. 16). CRC Press, pp. 233-252, 2013.

Gdeisat, M., & Lilley, F., One-Dimensional Phase Unwrapping Problem, 2012, Recuperado de Liverpool John Moores University: http://www.ljmu.ac.uk/GERI/CEORG_Docs/OneDimensionalPhaseUnwrapping_Final.pdf, 16 de noviembre de 2015.

Genovase K., C. Pappalettere, Whole 3D shape reconstruction of vascular segments under pressure via fringe projection techniques, Opt. Laser Eng. 44, pp. 1311-1323, 2006.

Huang, P. S., & Zhang, S., Fast three-step phase-shifting algorithm. Applied optics, 45(21), pp. 5086-5091, 2006.

Itoh, K., Analysis of the phase unwrapping algorithm. Applied optics, 21(14), pp. 2470-2470, 1982.

Hyun, J. S., & Zhang, S., Superfast 3D absolute shape measurement using five binary patterns. Optics and Lasers in Engineering, 90, pp. 217-224, 2017.

Li, B., Wang Y., Dai, J., Lohry, W., Zhang S., Some recent advances on superfast 3D shape measurement with digital binary defocusing techniques. Optics and Lasers in Engineering, 2013.

Moya Morales J. C., Ramos-Arreguín C. A., Sotomayor-Olmedo, A., Gorrostieta-Hurtadoa, E., Ramos-Arreguína, J. M., Pedraza-Ortegaa, J. C., & Vargas-Sotoa, J. E., A strategy for 3d object digitalization using pre-filtering and post-filtering stages. Procedia Technology, 3, pp. 273-281, 2012.

Peng, T., Gupta, S. K., & Lau, K., Algorithms for constructing 3-D point clouds using multiple digital fringe projection patterns. J Comput Aided Design Appl, 2, pp.737-746, 2005.

Vilá K., Arranz A., Alvar, M. Sánchez, Reconstrucción 3D de Modelos Utilizando Técnicas de Visión Artificial (Proyecto de Fin de Carrera) universidad Pontifica Comila, Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI), 2009.

Wang, Z., Nguyen, D. A., & Barnes, J. C., Some practical considerations in fringe projection profilometry. Optics and Lasers in Engineering, 48(2), pp. 218-225, 2010.

Zhang, S. (Ed.), Handbook of 3D machine vision: Optical metrology and imaging. CRC press, 2013.

Zhang, S., Van Der Weide, D., & Oliver, J., Superfast phase-shifting method for 3-D shape measurement. Optics express, 18(9), pp. 9684-9689, 2010.

Zhao, M., Huang, L., Zhang, Q., Su, X., Asundi, A., & Kemao, Q., Quality-guided phase unwrapping technique: comparison of quality maps and guiding strategies. Applied optics, 50(33), pp. 6214-6224, 2011.


Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.