Automatic Contact-Based 3D Scanning Using Articulated Robotic Arm

要約

この論文では、接触ベースの方法による物体の 3 次元 (3D) スキャンのための、開ループ多関節 6 自由度 (DoF) ロボット システムを紹介します。
デジタイザープローブを使用して物体との接触を検出しました。
インバースキネマティクス（IK）を利用してプローブの位置と姿勢に対応するロボットの関節角度を決定し、動作には直線軌道計画を実装しました。
このシステムは、自由曲面の単一点測定と 3D スキャンを実行できます。
スキャン範囲のサイズ、位置、密度を指定すると、指定したボリュームを自動的にスキャンします。
このシステムは、Standard Triangle Language (STL) 形式で 3D スキャンを生成し、一般的に使用される 3D ソフトウェアとの互換性を確保します。
精度と再現性を定量化するために、ASME B89.4.22 規格に基づいたテストが実施されました。
スキャンからの点群は、オブジェクトの元の 3D モデルと比較されました。

要約(オリジナル)

This paper presents an open-loop articulated 6-degree-of-freedom (DoF) robotic system for three-dimensional (3D) scanning of objects by contact-based method. A digitizer probe was used to detect contact with the object. Inverse kinematics (IK) was used to determine the joint angles of the robot corresponding to the probe position and orientation, and straight-line trajectory planning was implemented for motion. The system can take single-point measurements and 3D scans of freeform surfaces. Specifying the scanning area’s size, position, and density, the system automatically scans the designated volume. The system produces 3D scans in Standard Triangle Language (STL) format, ensuring compatibility with commonly used 3D software. Tests based on ASME B89.4.22 standards were conducted to quantify accuracy and repeatability. The point cloud from the scans was compared to the original 3D model of the object.

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