Návrh a integrace rotační platformy pro rozšíření funkcionality laserového profilového skeneru

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a realizací rotační platformy pro rozšíření funkcionality laserového profilometru scanCONTROL 3010-100BL za účelem 3D rekonstrukce povrchu objektů. Navržený systém zahrnuje mechanickou konstrukci a elektroniku založenou na platformě Arduino. Pro synchronizaci akvizice byly implementovány dvě metody - diskrétní metoda se snímáním v definovaných úhlových polohách a kontinuální metoda využívající plynulou rotaci s časovou interpolací úhlové polohy. Funkčnost systému byla experimentálně ověřena na vybraných vzorcích. Rozměrová analýza kalibračního etalonu o délce 30 mm prokázala nižší systematickou odchylku kontinuální metody oproti diskrétní metodě. Současně byl pozorován zanedbatelný vliv rychlosti rotace na kvalitu dat i při osminásobném zvýšení rychlosti. Výsledkem práce je funkční systém pro 3D rekonstrukci povrchu objektů z 2D profilových dat, využitelný zejména pro účely tvarové kontroly a digitalizace prototypů.This thesis deals with the design and implementation of a rotary platform extending the functionality of scanCONTROL 3010-100BL laser profilometer for 3D surface reconstruction of objects. The designed system comprises a mechanical structure and electronics based on the Arduino. Two methods were implemented for acquisition synchronization - a discrete method scanning at defined angular positions and a continuous method utilizing constant-speed rotation with temporal interpolation of angular position. The system functionality was experimentally verified on selected specimens. Dimensional analysis of a 30 mm gauge block showed a lower systematic deviation for the continuous method compared to the discrete method. A negligible effect of rotation speed on data quality was also observed even at an eightfold increase. The result is a functional system for 3D surface reconstruction from 2D profile data, applicable for shape inspection and prototype digitalization.