hrvatski

Doprinos automatskoj obradi optičkog egfekta u eksperimentalnoj analizi naprezanja

U ovoj disertaciji razvijen je i opisan novi postupak za mjerenje prostornog oblika tijela koji se temelji na kombinaciji metode kodiranog svjetla i stereofotogrametrije. Trodimenzionalne koordinate točaka na površini mjernog objekta vezane su sa slikovnim koordinatama u kamerama po principu triangulacije. Mjerne točke nisu fiksno definirane na objektu, već se projekcijom niza uzoraka paralelnih linija metodama Gray koda i vremenskog faznog pomaka provodi kodiranje piksela u kamerama, a služi identifikaciji položaja točaka. Za razliku od postojećih mjernih sustava, u novom se postupku projiciranjem linija u dva međusobno okomita smjera postiže dvosmjerno kodiranje, što omogućuje nezavisno određivanje obje slikovne koordinate u svakoj kameri. Sustav se sastoji od projektora i dvije ili više kamera, pa je broj međusobno nezavisnih slikovnih koordinata (opažaja), a time i jednadžbi koje opisuju projekciju točaka s objekta u kamere, veći od broja nepoznanica (objektnih koordinata točaka i parametara orijentacije kamera). Ovakav sustav jednadžbi je preodređen i iterativno se rješava metodom izjednačenja zrakovnog snopa, a rješenje je optimirani iznos svih nepoznanica kao kod metode stereofotogrametrije. Mjerni sustav ima svojstvo samokalibracije, pa će pogreške u orijentaciji kamera biti kompenzirane, što je potvrđeno u provedenim eksperimentima. Sustav s projektorom i dvije fiksirane kamere treba prije mjerenja kalibrirati pomoću okretne kalibracijske ploče s točkama čiji je položaj približno poznat, pri čemu projektor ne ulazi u matematički model (kao kod standardnih mjernih sustava s jednom kamerom i projektorom), nego služi isključivo za kodiranje, pa njegove toplinske deformacije ne utječu na mjernu točnost. Dvosmjerno kodiranje piksela daje smisao snimanju s više od dvije kamere, pri čemu preodređenost sustava dodatno raste. Sustav s projektorom i četiri kamere toliko je stabilan i samokalibrirajući, da prethodna kalibracija vanjskih parametara orijentacije kamera više nije potrebna, a kamere ne moraju biti međusobno fiksno učvršćene, nego je dovoljno da miruju tijekom samog snimanja. Za određivanje unutarnjih parametara kamera, svakom kamerom treba snimiti nepomične stereofotogrametrijske oznake privremeno zalijepljene ili projicirane na mjerni objekt. Standardna devijacija ovim sustavom izmjerenih koordinata točaka s mjernog područja širine 600 mm iznosi između 0.016 i 0.020 mm, odnosno približno 1/35000 širine mjernog područja, što se približava točnosti kvalitetnih stereofotogrametrijskih sustava, no za razliku od njih, ovaj sustav daje detaljan opis mjernog objekta s i do 400000 mjernih točaka u jednom snimanju. Uz povećanu točnost i pouzdanost rezultata naspram klasične metode kodiranog svjetla, budući da klasična kalibracija nije više potrebna, ovaj novi mjerni postupak trebao bi omogućiti i mjerenja velikih objekata kao što su zgrade, brodovi i slično.

eksperimentalna mehanika; optičke metode; 3D metode; pomaci; deformacije; 3D skeniranje; stereofotogrametrija; raster metoda; metoda kodiranog svjetla

nije evidentirano