Generalità del progetto

Sviluppo di un proiettore di immagini strutturate che servono a fornire pattern di riferimento per telecamere per la visione artificiale tridimensionale.
Il proiettore fa parte di un sistema per il riconoscimento di oggetti tridimensionali dei quali si deve rilevare la presenza, la localizzazione e l’orientamento.

• il progetto si propone di soddisfare le necessarie caratteristiche di illuminazione e di versatilità soddisfando alle caratteristiche dei più moderni sistemi hardware software di telecamere.

Sviluppo del progetto

Si è partiti dall’analisi delle esigenze del sistema in termini di risoluzione del pattern, luminosità e contrasto dell’immagine proiettata, dimensioni dell’oggetto e distanza dalle telecamere, sincronizzazione con i tempi di acquisizione:

• Identificazione di un led di alta potenza come sorgente dell’illuminazione, del vetro serigrafato con l’immagine da proiettare, dei possibili obiettivi di proiezione da usare.
• Progettazione dello schema ottico comprendente il sistema di condensazione della luce e il sistema di proiezione.
• Progettazione della scheda elettronica di driver del led di illuminazione e del meccanismo di sincronizzazione stroboscopico della luce
• Progettazione del sistema meccanico di supporto e regolazione delle ottiche e dell’elettronica
• Realizzazione di un prototipo per le prove funzionali, test e verifica del sistema.

Descrizione dell’applicazione

La continua e rapida evoluzione dei sistemi per la visione tridimensionale richiede apparecchiature di illuminazione versatili e complete in grado di adattarsi alle esigenze che sorgono in conseguenza dei diversi aspetti applicativi, ovvero forma, posizione e distanza degli oggetti da rilevare, velocità di acquisizione dell’immagine, sincronizzazione dello strobo con l’otturatore delle telecamere, variabili ambientali di illuminazione, sensibilità delle telecamere e resa degli obiettivi. Il sistema sviluppato è in grado di soddisfare a molti diversi requisiti grazie alla flessibilità dell’ottica che può montare diversi obiettivi ( impiegando obiettivi standard da telecamera con attacco C-Mount ) e ottenere diverse intensità di illuminazione del pattern, grazie alla possibilità di variare le posizioni relative dei componenti. La flessibilità dal punto di vista dell’interfacciamento con il controllore di sistema si ottiene mediante il controllo a microprocessore che permette di sincronizzare con precisione gli impulsi luce, permettendo inoltre di regolarne l’ampiezza e la durata. La possibilità di modificare il software del proiettore permetterà di accogliere e implementare eventuali esigenze future che si dovessero presentare.

Risultati ottenuti

Lo studio ha portato alla realizzazione di un prototipo che ha permesso di testare le soluzioni ottenute in varie condizioni. E’ stato verificato il buon funzionamento con distanze di proiezione da 0,3 a 3m, con obiettivi di focale da 8 a 75mm, con obiettivi con attacco C-mount da 2/3” e da 1”, con vetrini con disegni di risoluzione diversa, sincronizzando a velocità di acquisizione diverse. Il progetto si è dimostrato affidabile e flessibile.