This paper deals with 3D reconstruction of objects from image data. There is describes theoretical basis of the 3D optical scanning. Handheld 3D optical scanner setup is described composed of a single camera and a line laser whose position is fixed with respect to the camera. Set of image markers and a simple real-time detection algorithm are proposed. Detected markers are used to estimate position and orientation of the camera. Finally, laser detection and triangulation of points lying on object surface are discussed.

No description available.

L'imagerie numérique, de la synthèse d'images à la vision par ordinateur est en train de connaître une forte évolution, due entre autres facteurs à la démocratisation et au succès commercial des caméras 3D. Dans le même contexte, l'impression 3D grand public, qui est en train de vivre un essor fulgurant, contribue à la forte demande sur ce type de caméra pour les besoins de la numérisation 3D. L'objectif de cette thèse est d'acquérir et de maîtriser un savoir-faire dans le domaine de la capture/acquisition de modèles 3D en particulier sur l'aspect rendu réaliste. La réalisation d'un scanner 3D à partir d'une caméra RGB-D fait partie de l'objectif. Lors de la phase d'acquisition, en particulier pour un dispositif portable, on est confronté à deux problèmes principaux, le problème lié au référentiel de chaque capture et le rendu final de l'objet reconstruit. / Digital imaging, from the synthesis of images to computer vision isexperiencing a strong evolution, due among other factors to the democratization and commercial success of 3D cameras. In the same context, the consumer 3D printing, which is experiencing a rapid rise, contributes to the strong demand for this type of camera for the needs of 3D scanning. The objective of this thesis is to acquire and master a know-how in the field of the capture / acquisition of 3D models in particular on the rendered aspect. The realization of a 3D scanner from a RGB-D camera is part of the goal. During the acquisition phase, especially for a portable device, there are two main problems, the problem related to the repository of each capture and the final rendering of the reconstructed object.

Preface: The research about product development of a prosthetic socket was conducted by two students from Mälardalen University, department of Innovation, Design, and Technology. Background: The most recent public survey shows that an estimated 5 million people in China are amputees, out of which a significantly large portion are below-elbow amputees. Sockets sold to below-elbow amputees are equipped with only two surface electromyography sensors, has low comfortability, has problems with perspiration, and a high weight. The current standard for socket manufacturing has not changed in decades. Research Questions: The following research questions have determined the direction of the research: (1) What measurable factors contribute to a convenient and ergonomic feature design in prosthetic socket from the end-user’s perspective? (2) How can the weight and functionality be improved to achieve a prosthetic socket more suited to the end-user, with respect to the existing prosthetic socket? (3) Which material and manufacturing method is suitable for producing cost-effective and customized prosthetic sockets? Research Method: The research was guided by the 5th edition of Product Design and Development by Ulrich & Eppinger (2012) where the product development process described in five of the six phases from planning to test and refinement were utilized. The data collection and analysis techniques performed in this research was guided by Research Methods for Students, Academics and Professionals by Williamson & Bow (2002). Interviews were conducted with five different stakeholders to find specifications of requirements and concretize subjectivism of what defines quality and ergonomics. Implementation: Currently, below-elbow amputees order sockets from orthopedic clinics. The socket was identified as a product of Ottobock. Investigations were made to find optimal solutions to the specification of requirements. Results: The development of a socket concept was designed for additive manufacturing using a multi-jet fusion printer. Analysis: This concept had significant improvements to parameters: higher grade of customizability, 30 % reduced weight, 48 % cost reduction, a new production workflow with 93,5 % automation, and a 69 % reduction in manual work hours. Conclusions: The data of the research strongly indicate existing potentials in enhancing socket design techniques and outputs by implementation of additive manufacturing processes. This can prove to be beneficial for achieving more competitive prosthetics and associated services. / Förord: Denna forskning om produktutvecklingsprocessen av en armprotes genomfördes av två studenter från Mälardalens universitet, avdelningen för innovation, design och teknik. Bakgrund: Den senaste offentliga undersökningen visar att cirka 5 miljoner människor i Kina är amputerade, varav en betydligt stor del är under-armbågsamputerade. Armproteser som säljs till underarmsamputerade individer är utrustade med endast två yt-elektromyografiska sensorer, har låg komfort, har problem med perspiration och hög vikt. Den nuvarande standarden för armproteser har inte förändrats under årtionden. Forskningsfrågor: Följande forskningsfrågor har bestämt riktningen för forskningen: (1) Vilka mätbara faktorer bidrar till en praktisk och ergonomisk funktionsdesign i underarmsproteser ur slutanvändarens perspektiv? (2) Hur kan vikten och funktionaliteten förbättras för att åstadkomma en underarmsprotes som är bättre anpassad för slutanvändaren med avseende på den befintliga underarmsprotesen? (3) Vilket material och tillverkningsmetod är lämpligt för att producera kostnadseffektiva och anpassade underarmsproteser? Forskningsmetod: Forskningsmetoden styrdes av den femte upplagan av Product Design and Development av Ulrich & Eppinger (2012) där produktutvecklingsprocessen är uppdelad i sex faser. I denna forskning användes de fem första faserna från planering till testning och justering. Tekniker för datainsamling och analys som användes i denna forskning styrdes av Research Methods for Students, Academics and Professionals av Williamson & Bow (2002). Intervjuer genomfördes med fem olika intressenter för att hitta kravspecifikationer och för att konkretisera subjektivitet för vad som definierar kvalitet och ergonomi. Implementering:  Underarmsamputerade individer beställer för närvarande armproteser från ortopediska kliniker. Armprotesen identifierades som en produkt av Ottobock. Undersökningar gjordes för att hitta optimala lösningar för kravspecifikationen. Resultat: Konceptutvecklingen av en armprotes utformades för additiv tillverkning med hjälp av en multi-jet-fusion-skrivare. Analys: Det här konceptet hade betydande förbättringar av parametrar: högre grad av anpassningsbarhet, 30 % minskad vikt, 48 % kostnadsreduktion, ett nytt produktionsflöde med 93,5 % automatisering och en 69 % minskning av manuella arbetstider. Slutsatser: Data från denna forskning indikerar att det finns starkt potential för att förbättra designtekniker och utgångar av underarmsproteser genom implementering av additiva tillverkningsprocesser. Detta kan visa sig vara fördelaktigt för att uppnå mer konkurrenskraftiga proteser och tillhörande tjänster.

The following report presents a Master thesis project about a re-design of an ankle foot orthosis using additive manufacturing as the production method, conducted by a student in Spring 2020 as part of the Master’s programme Industrial Design at Jönköping University’s School of Engineering. Ankle foot orthoses are the most prescribed lower extremity orthoses worldwide and are worn in a visually obtrusive way making patients feel stigmatized for their disability. The social stigma makes it emotionally difficult for many users to wear an AFO frequently enough for proper rehabilitation. Despite its significance and wide spread use, its design has not changed for over 50 years. Traditional manufacturing methods are difficult to work with and make customization options very limited. By using digital additive manufacturing methods like 3D Scanning, 3D printing and computer simulations, it is possible to offer personalized looks for AFOs by implementing almost any custom pattern expressed in cut-outs on the AFO surface. That kind of perforation simultaneously solves the problem of bad perspiration and air flow. The freedom of graphical expression in those patterns invite the patient to participate in the design process themselves to create an ankle foot orthosis that is their own. That revolutionary twist on the manufacturing and design process empowers the user to take control over their disability to the furthest degree possible and returns the human right of self-determination and independence to them. / Följande rapport presenterar ett examensarbete gällade en omdesign av en ankel-fot-ortos med additiv tillverkning som produktionsmetod, genomförd av en student våren 2020 som del av masterprogrammet Industrial Design vid Jönköpings universitets tekniska högskola. Ortoser för fotleden är de mest föreskrivna ortoserna för underkroppen i hela världen och bärs på ett visuellt påträngande sätt vilket gör att patienterna kan känna sig annorlunda eller utanför för sin funktionsnedsättning. Den sociala stigmatiseringen gör det känslomässigt svårt för många användare att bära en AFO ofta nog för korrekt rehabilitering. Trots dess betydelse och breda användning har designen inte förändrats på över 50 år. Traditionella tillverkningsmetoder är svåra att arbeta med och begränsar alternativen för anpassning. Genom att använda digitala metoder för additiv tillverkning som 3D-skanning, 3D-utskrift och datorsimuleringar är det möjligt att erbjuda ett personligt utseende för AFO genom att införa en stor mängd anpassade mönster i form av utskärningar på AFO-ytan. Denna typ av perforering löser samtidigt problemet med svett och dåligt luftflöde. Friheten för grafiskt uttryck genom dessa mönster låter patienten delta i själva designprocessen för att fotledsortosen ska kännas som deras egen. Detta nya synsätt på utveckling på tillverknings- och designprocessen gör det möjligt för användaren att ta kontroll över sin funktionsnedsättning i största möjliga grad och återställer känslan av självständighet.