Arbete på kandidatnivå som behandlar 3D skanning vid olika vinklar och de resultat de ger vid olika avstånd.

<p>The objective of this master thesis was to study the performance of an active triangulation system for 3-D imaging in underwater applications. Structured light from a 20 mW laser and a conventional video camera was used to collect data for generation of 3-D images. Different techniques to locate the laser line and transform it into spatial coordinates were developed and evaluated. A field- and a laboratory trial were performed.</p><p>From the trials we can conclude that the distance resolution is much higher than the lateral- and longitudinal resolution. The lateral resolution can be improved either by using a high frame rate camera or simply by using a low scanning speed. It is possible to obtain a range resolution of less than a millimeter. The maximum range of vision was 5 meters under water measured on a white target and 3 meters for a black target in clear sea water. These results are however dependent on environmental and system parameters such as laser power, laser beam divergence and water turbidity. A higher laser power would for example increase the maximum range.</p>

För att vara säker på att man sågar rätt dimensioner på plankor så kontrollmäts dessa med hjälp av avancerade laserinstrument. Mätinstrumentet som Moelven Valåsen AB använder sig av kallas för RS-con och bygger på tekniken lasertriangulering. Sågverksindustrin är en traditionell industri som använder gamla tekniker än idag, sågprocessen sker i en extrem miljö där mycket ljud, ljus, damm, vibrationer etc. förekommer. Även mätningarna sker i denna extrema miljö vilket medför att mätnoggrannheten påverkas negativt, vilket är fallet hos Moelven Valåsen AB. Denna studie grundar sig i att undersöka hur de mest trovärdiga felkällorna påverkar mätnoggrannheten vid sågning av plankor. Tre olika scenarion undersöktes Mätnoggrannheten baserat på plankornas fysiska position på bandet Mätnoggrannheten baserat på hur många plankor som virkespaketet består av Mätnoggrannheten vid ändrade ljusförhållanden Undersökningen baserades på statistiska beräkningar av historisk mätdata av olika plankdimensioner. Resultatet visar att det finns skillnader i mätnoggrannhet mellan olika positioner på sågbandet. Plankan längst ut till vänster på bandet gav minst medelavvikelse från det förväntade värdet och därmed högst mätnoggrannhet. Sedan syns en trend av ökande medelavvikelse när man går åt höger på bandet sett uppifrån. Detta kan bero på olika faktorer så som omgivande ljus, vibrationer etc. Undersökningen baserat på omgivande ljus visar att mätnoggrannheten har en tendens att öka då lasern mäter i en mörkare omgivning.  Vid undersökningen av virkespaketets storlek konstaterades att det finns en skillnad. Virkespaketet som innehöll flest bitar visade sig ha minst avvikelse från det förväntade måtten. Medans virkespaketet som innehöll minst bitar hade högst avvikelse från förväntat mått. Troligaste orsaken till detta är att mindre virkespaket har mer rörelse/förflyttning som orsakas av vibrationer från bandet jämfört med större virkespaket. Vilket påverkar mätnoggrannheten. Som slutsats anses överflödigt ljus vara den enskilt största felkällan, men troligtvis finns flera faktorer som inverkar. Ifall antagandet om korrekt inställd såg antas vara korrekt, är bedömningen att ljuset stör lasertrianguleringen vilket ger avvikande resultat. För att förbättra mätnoggrannheten, bör man skärma av lasern från allt omgivande ljus, och försöka få så mörkt som möjligt kring mätutrustningen. / In order to make certain that the planks are sawed to the correct dimensions planks are controlled measured with the help of advanced laser instruments. The measuring tool that is used by Moelven Valåsen AB is known as RS-con and is based on the laser triangulation technique. The sawmill industry is however an industry that is steeped in tradition and thereby old methods are not uncommon even today. The sawing process in itself is an intensive and hard environment with a great deal of noise, variable light, dust, vibrations etc. As a result measuring, in this kind of environment, can be notoriously inaccurate which is the case at Moelven Valåsen AB. This study is based upon an examination of the most common sources of error and looks at the ways in which these errors affects the measurement accuracy when cutting planks. Measurement accuracy based on the physical position of the boards on the carriage Measurement accuracy depending on how many pieces the board package consists of Measurement accuracy under variable lighting conditions The survey was based on statistical calculations of historical measurement data of varying plank dimensions. The results indicate that there are varying degrees in measurement accuracy depending upon the position on the carriage. The plank at the far left of the carriage gave the least mean deviation from the expected value and thus the highest level of measurement accuracy. The mean deviation increases towards the right of the saw carriage as seen from above. This may be the result of several factors - the ambient light and vibrations to give just two possibilities. When the study focused on the ambient light factor it was clear that measurement accuracy tended to increase as the laser measured in a darker environment. Upon examination of the board package, it was found that the size of each package affects the measurement accuracy. The conclusion was that a smaller package deviated most, while the larger packages were more accurate. Probable causes for these findings are vibrations from the carriage, making the smaller packages vibrate and move more, which complicates the measurements process. As a conclusion, ambient light is considered to be the single biggest source of error.

The objective of this master thesis was to study the performance of an active triangulation system for 3-D imaging in underwater applications. Structured light from a 20 mW laser and a conventional video camera was used to collect data for generation of 3-D images. Different techniques to locate the laser line and transform it into spatial coordinates were developed and evaluated. A field- and a laboratory trial were performed. From the trials we can conclude that the distance resolution is much higher than the lateral- and longitudinal resolution. The lateral resolution can be improved either by using a high frame rate camera or simply by using a low scanning speed. It is possible to obtain a range resolution of less than a millimeter. The maximum range of vision was 5 meters under water measured on a white target and 3 meters for a black target in clear sea water. These results are however dependent on environmental and system parameters such as laser power, laser beam divergence and water turbidity. A higher laser power would for example increase the maximum range.

Vid svarvning ställs processer mot höga toleranskrav som kan vara svåra att hålla på grund av vibrationer och utböjning. Företaget Volvo Cars vill därför undersöka stationen OP30, som svarvar vevaxlar, för att utreda varför detta sker. Företaget har även ambitionen att implementera virtuella metoder genom finita elementmetoden (FEM) i produktionen. Detta för att undvika traditionella tillvägagångsätt med fysiska undersökningar som kan belasta produktionen med tidskrävande fysiska tester. För att undersöka orken till att toleranskraven kan vara svåra att uppfylla, undersöks vevaxels utböjning med hjälp av FEM där inspänningsvillkor, centrifugalkrafter och skärkrafter tas i beaktning. Vevaxlarnas egenfrekvenser undersöks även för att verifiera att inga svarvningsmoment utförs i eller i närheten utav kritiska varvtal. För att verifiera de FE-analyser som görs utförs en analytisk beräkning med balkteori av en förenklad geometri med MATLAB. Beräkningen jämförs sedan med FE-analyser, vilket visar att solida modeller som används vid FE-analyser ger tillförlitliga resultat jämfört med balkteori. För att bekräfta den utböjning som fås av FE-analyserna tas en mätningsmetod med lasertriangulering fram som testas i en svarv på Högskolan i Skövde. Resultatet visar att FEM är ett bra tillvägagångssätt vid undersökning av en komplex geometris utböjning. Arbetet visar på att utböjning som uppstår på grund av centrifugalkrafter är liten relativt vevaxelns kasttoleranser och den utböjning som erhålls vid axiell intryckning av vevaxeln. Därav dras slutsatsen att utböjning på grund av centrifugalkrafter inte är den grundläggande orsaken till att kasttoleranser ej uppfylls. Arbetet visar att de viktigaste faktorerna är skärkrafterna och den axiella intryckningen av vevaxeln, samt att det inte föreligger någon risk för att resonans uppstår vid de arbetsförhållanden som gäller i OP30. Arbetet visar att mätningsmetoden med lasertriangulering kan användas vid rotation av vevaxel men att mätutrustningen som har använts inte kan avläsa utböjningen. / During turning, processes are faced with tough tolerances that can be difficult to maintain due to vibrations and bending. The company Volvo Cars would therefore like to examine the work station OP30, which is a turning process for crankshafts, to better understand why this is. The company has the ambition to implement virtual analyses with the finite element method (FEM) in its production lines. This is sought after to prevent physical examinations which can cause delays due to time-consuming physical tests. In order to investigate the causes for the tolerance not being met, the crankshafts deflection will be examined using FE-analyses that will consider the clamping conditions of the crankshaft, the centrifugal forces and the cutting forces. The natural frequencies of the crankshafts are also examined to confirm that the turning process is not carried out near any critical rotational velocities.  In order to verify the FE-analyses performed on the crankshafts, an analytical calculation based on beam theory of a simplified geometry is made using MATLAB. This is then compared with FE-analyses of the same simplified geometry, which shows that solid models used in FE-analyses gives reliable results compared with the beam theory. In order to confirm the deflection that is obtained from the FE-analyses, a measuring method using laser triangulation is developed. This is tested on a lathe at the University of Skövde.  The results of this work show that the FEM is a good approach for examining the deflection of a complex geometry. It also shows that the deflection that occurs due to centrifugal forces can be considered small compared to the tolerances that need to be met and the deflection that occurs due to axial displacement of the crankshaft. Therefore the conclusion is drawn that the deflection due to centrifugal forces is not the main source for the tolerances not being met. The work shows that the most important factors to consider are the cutting forces and the axial displacement of the crankshaft. It also shows that there is no risk of resonance occurring within the work parameters of OP30. The work also shows that the measuring method using laser triangulation can be used on a rotating crankshaft, although the equipment used cannot measure the deflection itself.