Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T09:15:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1
279991.pdf: 6629904 bytes, checksum: 81cfea157a060b57f1da88e742e9b432 (MD5) / Muitas superfícies, como cascos de navio, "carenagens" de automóveis e aeronaves, assim como pás de rotores de turbinas hidráulicas ou de aerogeradores são típicos exemplos de superfícies com forma livre. Como qualquer peça produzida pela industria, peças que contenham superfícies livres também devem ser medidas para realizar seu controle geométrico, garantindo assim que a função do produto seja realizada de forma satisfatória.
Sistemas ópticos de medição são cada vez mais utilizados para a medição de superfícies livres. Isto se deve ao fato de medições por princípios ópticos possuírem diversas vantagens: (a) medição sem contato; (b) rapidez de medição, onde milhões de pontos podem ser medidos em poucos segundos; (c) relativa portabilidade e (d) incertezas de medição comparáveis a sistemas de medição com contato.
Um sistema óptico portátil, capaz de realizar a medição de superfícies livres de grande extensão, compará-las com superfície de referência e ainda sinalizar localmente parâmetros de interesse através da projeção de mapas de cores na própria superfície, foi desenvolvido no âmbito da tese.
O sistema funde os princípios de visão estéreo passiva e ativa. Alvos circulares são utilizados para concatenar nuvens de pontos tridimensionais em relação a um sistema de coordenadas global. Algoritmos desenvolvidos realizam o cálculo destas nuvens de pontos de forma intrinsecamente estruturada em uma única malha regular, possibilitando ainda utilizar um número qualquer de câmeras e um projetor de luz estruturada. A calibração do projetor, como uma câmera invertida do ponto de vista da óptica geométrica, possibilita calcular e projetar um mapa de cores na própria superfície auxiliando o controle dimensional e o acompanhamento de intervenções.
Avaliações experimentais, utilizando diversos tipos de padrões geométricos e superfícies livres calibradas, demonstram a viabilidade e as vantagens de utilização dos métodos propostos. / Many surfaces, such as ship hulls, fairing of automobiles and rotors of water or wind turbines are typical examples of free form surfaces. Like any pieces produced by industry, parts that contain free form surfaces should also be measured, to ensure that the product function is performed satisfactorily.
Optical measuring systems are increasingly used for the measurement of free form surfaces. Measurement by optical principles have several advantages: (a) non-contact measuring, (b) speed of measurement, where millions of points can be measured in seconds, (c) high portability and (d) measurement uncertainties are comparable to contact measurement systems.
A portable optical system, capable of measuring free form surfaces over large areas, comparing them with reference surfaces and locally project color maps on the surface to signal parameters of interest, was developed within the thesis.
The system merges passive and active stereo vision. Circular targets are used to concatenate three-dimensional point clouds for a global coordinate system. Algorithms perform the calculation of these point clouds intrinsically structured into a single regular mesh, allowing also the use of any number of cameras and a structured light projector. The calibration of the projector, as an inverted camera, allows to calculate and design a color map, to signalize the surface, helping the dimensional control and monitoring of interventions.
Experimental evaluations, using diferent kinds of geometric patterns and calibrated free form surfaces demonstrate the feasibility and the advantages of using the proposed methods.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/94376 |
| Date | 25 October 2012 |
| Creators | Pinto, Tiago Loureiro Figaro da Costa |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Gonçalves Junior, Armando Albertazzi, Kohler, Christian |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 189 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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