MEDICION


MEDICIÓN 3D

Introducción

Desde hace poco más de dos años, los sistemas de medición con láser han empezado a abandonar los entornos industriales de alta tecnología y elevado coste para comenzar a extenderse en campos tan dispares como la arqueología, documentación forense, arquitectura, geología, obra civil, infografía... Es difícil imaginar algún campo técnico o artístico en el que notenga cabida ésta tecnología, cuyos principios son bien conocidos desde hace años, pero cuya aplicación práctica ha tenido que esperar a la llegada de mejoras en la electrónica y la informática.

Métodos de medición

A grandes rasgos, podemos dividir los sistemas de medición por láser en dos familias: los sistemas indirectos, o por triangulación, y los directos (por tiempo de vuelo). En losprimeros, la imagen del punto analizado desplazándose por el objeto es recogida por una o dos cámaras fijas, cuya separación se conoce con mucha precisión. La distancia a determinar está en función de la paralaje de la imagen del láser medida sobre la toma obtenida en la/s cámara/s.

En los segundos, con diferencia los más comúnes en los dispositivos que estamos analizando, se basa en la medidadirecta del tiempo que tarda la luz en recorrer la distancia entre el emisor y el blanco y volver. Con éste sistema se obtienen precisiones de 5mm a algunos cm con alcances útiles de unos 100 metros.
Esencialmente, la mayoría de los sistemas de medición basados en tiempo de vuelo son equiparables a un teodolito motorizado con medida de distancias sin prisma; el equipo realiza un barrido automático,emitiendo un pulso láser siguiendo un patrón previamente determinado. Éste pulso es reflejado al incidir sobre el objetivo.
Determinando el retardo entre la emisión del pulso y la recepción de la señal reflejada, calculamos la distancia al blanco.
Unos codificadores determinan los ángulos horizontal y vertical de proyección del pulso. Con éstos elementos más la distancia medida, determinamos lascoordenadas espaciales de cada punto. El ángulo de apertura del haz emitido determina la resolución espacial de la exploración.
Es posible capturar cualquier objeto mediante exploración con láser. La ventaja que presenta la exploración con láser consiste en que, mediante un proceso automático, y sin pasos previos, obtenemos un modelo tridimensional de dimensiones reales, sobre el que podemoscomenzar a trabajar de inmediato. El tratamiento posterior permite la obtención, a partir de una nube de puntos no estructurada, de las características geométricas que definen el modelo.
Las técnicas para la digitalización 3D de objetos se dividen fundamentalmente en
métodos en los que no es necesario el contacto con la superficie a medir y en
métodos basados en el contacto con la misma. Losmétodos de no-contacto
pueden interactuar con el objeto proyectando alguna forma de energía sobre este
(activos), o no interactuar con este (pasivos). INTRODUCCIÓN 2
Los sensores basados en contacto están constituidos típicamente por una punta
montada sobre un brazo robot (Joint Arms) o directamente en un sistema de
posicionamiento tridimensional muy preciso (Coordinate Machine
Measurement). Estossistemas mecánicos determinan las coordenadas 3D de un
conjunto de puntos sobre la superficie a medir “tocándolos” con la punta cuya
localización espacial está determinada con mucha precisión. Las principales
desventajas de estos métodos son:
• Requieren mucho tiempo de medida
• Alto coste del equipo
• Métodos no aplicables en el caso de objetos frágiles
• Dificultad de utilización delequipo de medida
La principal ventaja de estos métodos radica en la gran precisión que se obtiene
en la medida 3D de los puntos “tocados” sobre la superficie problema.
Los métodos de no-contacto pueden interaccionar con el objeto
proyectando energía sobre este o no. Los métodos que proyectan energía se
llaman activos mientras que los que no interaccionan con el objeto se llaman
pasivos. Los...