master in bioingineria protezarii - umfiasi.ro de curs/facultatea de... · prelucrarea imaginilor...
Post on 19-Feb-2018
222 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Master in Bioingineria protezarii
• Cursul: TEHNICI CAD/CAM
• Facultatea de Bioinginerie medicala,
UMF Iasi
Anul universitar 2013 - 2014
Cursul 4 Alte metode de scanare 3D
• Scanarea 3D cu laser;
• Scanarea 3D cu lumina structurată;
• Scanarea fotogrammetrica;
Metode practice de scanare
• În prezent, scanarea suprafeţelor anatomice se poate realiza utilizând următoarele mijloace:
• Computerul tomograf (CT);
• Rezonanța magnetică (MRI);
• Scanarea 3D cu laser;
• Scanarea 3D cu lumina structurată;
• Scanarea cu camere video si foto;
Principalele aplicatii ale tehnologiilor CAD/CAM
• Industrie, transporturi, constructii, arhitectura, medicina etc
• Medicina:
stomatologie, ortopedie, (protezare, ortezare), fabricarea dispozitivelor medicale si a dispozitivelor assistive etc.
Prelucrarea imaginilor • Se utilizeaza programe speciale de asamblare a imaginilor 2D
OPTIONS Ordered with FastSCAN Systems
TX4 4" Transmitter (not compatible with Short Ranger)...................................................$750
RBF (Radial Basis Function) Software (automatically fills in holes, producing watertight
files, and greatly enhances functionality of the system)...............................................$1,995
Scan Through Glass (Refraction Correction)..................................................................$400
Sweep Registration.........................................................................................................$200
DeltaTM Image Comparative Analysis Software............................................... ...........$7,600
Stylus - Mechanical (requires license as priced below)...................................................$800
Stylus - Optical (requires license as priced below)..........................................................$800
Stylus License (Mechanical or Optical)............................................................................$200
AAOP - O&P File Format (requires RBF Software as priced above)...............................$400
Cast Inversion License....................................................................................................$750
FastSCAN:
CobraTM System........................................................................$21,500
Single Camera Wand (including tracker receiver)
ScorpionTM System...................................................................$27,500
Tehnologii Biosculptor (www.biosculptor.com)
Scanner cu 2 camere video (37.000) it changes the laser line into a laser
point to place landmarks as you scan.
Tehnologii Creaform (Canada) KIT SCANER Scanner 3D HANDYSCAN™ SYSTEMS 22.900,00 € Maintenance UNIscan - Standard Plan - 1.930,00 €/year TOTAL GENERAL (fara TVA) : 24.830,00 €
Tehnica de masurare/scanare cu lasere 3D;
Metoda de masurare/scanare
• Masurarea se bazeaza pe detectarea distantei pana la obiect prin tehnica triangularii
tan α = sin α / cos α ; sin(α + β) = sin α cos β + cos α sin β
Calcularea distantei CX (d) intre C si AB
Dispozitive de masurare/scanare cu lasere 3D
Alta metodă de măsurare: prin determinarea timpului de raspuns
Solutii de masurare (scanare)
Masurare prin metoda triangularii
Dispozitiv cu o camera Dispozitiv cu doua camere
Solutii practice de lucru
Tehnologii Genex (www.genextech.com)
3D Face CAM and Rainbow 3D Genex Technologies
Scanning: Vertical light lines
• Scanarea video permite reconstruirea unui model 3D pornind de la imaginile 2D luate .
din unghiuri diferite (stereo-fotografie).
• Scanarea produce un nor de puncte cu diferite coordonate care permite reconstructia 3D;
• Obiectul filmat trebuie sa contina puncte de reper vizibile
Dispozitive de scanare/masurare cu
camere video
IV.6 Caracteristici
Scanarea fotogrammetrica. Scanarea cu camere video
sau foto
Scanarea cu camere video poate fi : • Stereoscopica (se utilizeaza 2 camere video); prin
analiza diferentelor intre imagini este posibil sa se detecteze distanta la fiecare punct din imagini;
• Fotometrica (se utilizeaza o singura camera); se iau imagini multiple in conditii de lumina variabila;
• De conturare sau de obtinere a siluetei; utilizeaza contururi obtinute din secvente de fotografii efectuate in jurul unui obiect, cu un fundal contrastant.
Aplicarea punctelor de reper
• Aplicare de repere reflectorizante pe obiect;
• Aplicarea unui sablon de repere langa obiect;
• Aplicarea cu un proiector a unui anumit sablon de repere luminoase;
• Aplicarea unei umbre liniare;
• Aplicarea unei raze laser liniare pe obiect.
Asamblarea imaginilor 2D
Se utilizeaza programe de reconstructie 3D specifice fiecarui
tip de scanner
3. Scanarea cu aparate foto
• Scanarea cu aparate foto se bazeaza pe principiile fotogrammetriei
• Fotogrammetria este știința tehnică având
ca obiect înregistrarea, măsurarea și
reprezentarea obiectelor și mediului lor
înconjurător pe baza imaginilor acestora
Fotogrammetria
• Fotogrammetria topografică - aeriană sau terestră ,este partea fotogrammetriei care se utilizează la întocmirea hărților și a planurilor topografice.
• Fotogrammetria industrială - se referă la aplicațiile fotogrammetriei în construcțiile de clădiri, lucrări inginerești, industria minieră, construcții de vehicule și mașini, construcții navale ș.a., cu obiectivele lor fundamentale incluzând fazele de cercetare, proiectare, producție, testare, control și reparații.
• Fotogrammetria arhitecturală - este o aplicație a fotogrammetriei cu privire la întocmirea documentațiilor, păstrarea (stocarea) de informații referitoare la mărimea, forma și detaliile arhitectonice ale clădirilor și monumentelor.
Metodologia scanarii cu
aparate foto digitale
• Principalele aspecte ale scanării cu camere foto şi cu programe de reconstructie 3D sunt reflectate în următoarele figuri:
• Poziţiile camerei foto si a fotografului în timpul fotografierii ;
• Poziţia unei suprafete anatomice la scanarea experimentală şi traiectoria camerei foto (figura 3);
• Fotografii realizate în timpul scanării.
Reconstructia 3D cu ajutorul fotografiilor
• Procedee de reconstrucţie 3D cu ajutorul fotografiilor:
1. Cu camere foto şi cu programe comerciale:
• Cu camere foto şi cu programul PhotoModeler Scanner;
• Cu camere foto şi cu programul 3DSOM;
• Alte programe: D-Sculptor, iModeller
2. Cu camere foto şi cu programul liber Insight 3D (program liber);
•
Alte procedee
3. Prelucrare gratuita (free 3D modeling from photos):
• www.hypr3d.com,
• www.123dapp.com,
• www.my3dscanner.com, etc.
• Se transfera fotografiile pe paginile de prelucrare
Principiul de reconstructie 3D
• Aceste programe creeaza propriile modele 3D din fotografii simple, bazându-se pe conceptul „cloud-computing”. Programele găsesc şi potrivesc automat caracteristicile şi trăsăturile comune fotografiilor care s-au încărcat iniţial în programul de calculator.
• Este necesar un număr mare de fotografii realizate la unghiuri de aproximativ 10-15° în jurul obiectului.
Principiul de reconstrutie 3D
• Principiul de lucru al acestor programe este analiza si asamblarea fotografiilor cu găsirea punctelor comune, transformându-le într-un model 3D, continand geometria şi textura obiectului scanat
Exemplu de model 3D vazut interactiv
Ionela Ungureanu, Andreea Neculăeş, Îndrumător științific: Prof. Dr. Ing. - - Octavian Ciobanu, SCANAREA PICIORULUI PENTRU ORTEZARE SAU PROTEZARE, Facultatea de Bioinginerie Medicală, Universitatea de Medicină și Farmacie ”Grigore. T. Popa”, Iași, BENG Conference, editia a XV-a, 17-20 mai 2012
Exemplu de model 3D
Alexandra Maria Chiţescu, Luiza Georgiana Radu, Indrumator Prof. Octavian Ciobanu, Reconstrucţia 3D a capului cu ajutorul fotografiilor, Facultatea de Bioinginerie Medicală, Universitatea de Medicină și Farmacie ”Grigore. T. Popa”, Iași, BENG Conference, editia a XV-a, 17-20 mai 2012
Prelucrarea imaginilor introduse in programul de reconstructie
Faza de lucru: scanarea suprafetei anatomice
Faza de lucru: eliminarea detaliilor din fundal
Bibliografie
O. Ciobanu STATE OF ART OF CAD/CAM IN PROSTHETICS, BUL. IPI, TOM LIII (LVII), FASC.2 ,PP 273-280, 2007 Ionela Ungureanu, Andreea Neculăeş, Îndrumător științific: Prof. Dr. Ing. - - Octavian Ciobanu, SCANAREA PICIORULUI PENTRU ORTEZARE SAU PROTEZARE, Facultatea de Bioinginerie Medicală, Universitatea de Medicină și Farmacie ”Grigore. T. Popa”, Iași, BENG Conference, editia a XV-a, 17-20 mai 2012 Alexandra Maria Chiţescu, Luiza Georgiana Radu, Indrumator Prof. Octavian Ciobanu, Reconstrucţia 3D a capului cu ajutorul fotografiilor, Facultatea de Bioinginerie Medicală, Universitatea de Medicină și Farmacie ”Grigore. T. Popa”, Iași, BENG Conference, editia a XV-a, 17-20 mai 2012 O. Ciobanu CAD/CAM AND RAPID PROTOTYPING TECHNOLOGIES IN MEDICAL ENGINEERING , BUL. IPI, TOM LIV, FASC.2 ,PP 123-131, 2011
top related