Reconstrução 3D de chapas conformadas através de visão artificial

Abstract

Este trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de análise de deformações ocorridas em superfícies metálicas por meio de técnicas de visão artificial, nomeadamente visão estéreo. As superfícies são inicialmente marcadas com padrões regulares, de características geométricas e distribuição conhecidas. Após a conformação das várias superfícies, é feita a aquisição de uma série de imagens estéreo, com as câmaras em várias posições, sendo que para cada configuração é realizado um procedimento de calibração. As imagens adquiridas são então alvo de várias técnicas de processamento no sentido de tratar e isolar a informação pertinente. É utilizado um processo que permite restaurar alguma da informação potencialmente perdida durante a fase de aquisição e processamento, permitindo assim o cálculo da correspondência estéreo, e da posterior triangulação. Obtido o modelo tridimensional de cada uma das superfícies, este é organizado sob a forma de uma malha de triângulos, cujos vértices representam os elementos do padrão após o processo de conformação. É então utilizada uma metodologia que permite a obtenção das várias componentes de deformação ocorridas e da sua distribuição, baseada na análise dos referidos elementos triangulares. Os resultados são apresentados sob a forma de mapas de cores tridimensionais, bem como graficamente. Os modelos tridimensionais das várias superfícies são comparados com resultados de medições efetuadas recorrendo a uma máquina de medição de coordenadas, de forma a obter uma medida aproximada da sua qualidade, e consequentemente apurar a fiabilidade dos valores de deformação obtidos.

This work consists in developing a system to analyse the strain occurred in metal surfaces by means of computer vision techniques, namely stereo vision. The surfaces are initially marked with regular patterns, of known geometrical features and distribuition. After the metal forming process, a series of stereo images of the surfaces are acquired, with the cameras in several di erent positions, whereas for each arrangement, a calibration process is performed. The acquired images are then subjected to several processing techniques aiming to treat and isolate relevant information. A process is used to recover some of the potentially lost information during the aquisition and processing phases, thus easily allowing for the stereo correspondence solving, and subsequent triangulation. The tridimensional model obtained for each surface is then arranged in the form of a triangle mesh, whose vertexes represent the pattern elements after the metal forming process. A methodology is then used which allows for several strain components and respective distribuitions to be obtained, based on analysis of the above mentioned triangular elements. The results are shown in the form of tridimensional color maps, as well as graphically. The tridimensional models of the various surfaces are compared with results obtained from measures taken using a coordinate measuring machine, to obtain an approximate measure of their quality, and consequently acertain the reliability of the strain values obtained.