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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:詹育權
研究生(外文):Yu-Chuan Chan
論文名稱:三維足底量測系統之開發
論文名稱(外文):The Development of 3D Plantar Measuring System
指導教授:汪家昌
指導教授(外文):Jia-Chang Wang
口試委員:江卓培吳明川
口試委員(外文):Zhuo-Pei JiangMing-Chuan Wu
口試日期:2012-07-11
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:製造科技研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:足底量測線雷射掃瞄格雷碼影像校正
外文關鍵詞:Plantar MeasuringLaser ScannerGray CodeCamera Calibration
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本研究的主要目標為開發一套「3D足底掃瞄系統」,運用線雷射掃瞄技術並採用格雷碼(Gary Code)進行位置檢測,透過影像處理及三維資料建立,最終可達成待測者之足底三維資料建立之需求。
過去傳統的石膏足形取模方式較為麻煩且費時,於是近代發展了3D光學式足形量測設備,但目前設備多是由國外研製進口,價格高昂而導致無法普及應用,故本研究希望能開發出一台全自動、低成本的3D光學式足底掃瞄系統。
本研究方法主要是用線雷射投影在足底表面並讓webcam攝影機擷取足底影像,將拍攝的每張足部影像上雷射的曲度變化,並配合格雷碼來判斷行程位置,將拍攝的每張圖片經過影像變形校正處理後建立為三維模型。
本機台所使用的元件都是使用市面上易取得的,搭配高強度的鋁擠與強化玻璃做為機台架構,可使待測者能安穩的站在平台上進行量測,此機台之外型尺寸為750×550×230mm ,可量測的最大範圍為480×145×45 mm,單程掃瞄時間小於30秒,量測解析度在足平面的XY方向為1mm,在足高度的Z方向為0.35mm。


This research is to develop a 3-D plantar scanning system. It applies line laser scanning technology as well as gray code encoding for position detection. The image processing steps could create plantar 3D models according to the laser scanning images. The conventional approach to measure procedure of foot shape is time-consuming. Nowadays, the optical 3-D plantar measuring systems have gradually developed and have been used in the market but most of them are from foreign countries and too expensive. It is necessary to develop a low cost plantar scanning system.
The proposed method of this research is using cameras to capture images of the plantar surface which has been projected by a line laser. The images will also contain the gray code information. Because of the image distortion, it is necessary to calibrate and the image. After that, these images can be used to reconstruct a 3-D plantar shape. The dimension of the developed scanner is 750×550×230mm, maximum measurement range is 480×145×45mm, and the measuring speed approximate 30 seconds. The measuring resolution in the XY direction is 1mm, in Z direction is 0.35mm.


目錄
摘 要 i
ABSTRACTii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 viii
圖目錄 viiii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 論文架構 2
第二章 文獻探討 3
2.1 傳統式足形量測法 3
2.1.1 石膏繃帶取模 3
2.1.2 發泡盒壓印取模 4
2.2 雷射光學式足形量測法 5
2.2.1 雷射掃瞄技術 5
2.2.2 雷射光式足形量測設備 6
2.3 結構光學式足形量測法 8
2.3.1 結構光法量測技術 9
2.3.2 結構光式足形量測設備 11
2.4 文獻總結 13
第三章 雷射掃瞄系統之機構開發 14
3.1 主體架構 14
3.2 平移掃瞄機構 15
3.3 雷射掃瞄與影像擷取裝置 17
3.3.1 線雷射的選用 19
3.3.2 攝影鏡頭的選用 20
3.4 電源與資料傳輸 21
3.5 機台組合 22
第四章 影像處理與變形校正 23
4.1 影像基本理論 24
4.2 量測範圍 25
4.3 變形校正 26
4.3.1 校正板 26
4.3.2 校正方程式 28
4.4 使用格雷碼進行位置檢測 32
4.4.1 格雷碼與二進制碼 33
4.4.2 格雷碼的誤差判斷 34
4.5 線雷射判定 41
4.6 三維模型之建立 43
4.6.1 XYZ資料擷取 44
4.6.2 建立二維灰階資料 45
4.6.3 後處理 46
4.6.4 STL檔案格式輸出 49
4.7 本章總結 52
第五章 量測結果 53
5.1 掃瞄拍攝 53
5.2 建立二維灰階圖像 54
5.3 建立三維量測資訊 55
第六章 結論與未來方向 57
6.1 結論 57
6.2 未來方向 58
參考文獻 59


參考文獻

[1]呂東武,足墊製作用足底取模方法之簡介,代步與休閒產業雙月刊,第42卷,2008,第8-15頁。
[2]王希文,足部三維輪廓掃描量測儀研製,碩士論文,中原大學,機械工程研究所,桃園,2003。
[3]M. Rioux, 1984, "Laser range finder based on synchronized scanners", Applied Optics, Vol.23, Issue 21, pp.3837-3844.
[4]Winkelbach, S., Molkenstruck, S., and Wahl, F. M., "Low-Cost Laser Range Scanner and Fast Surface Registration Approach," DAGM Symposium on Pattern recognition, Vol.4174, No.11, pp.718-728, 2006.
[5]Y. Suenaga, “3D measurement technologies for computer animation,” IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, Vol.1, No.14-17, pp.484-486, 1996.
[6]吳瑞一,三維雷射掃瞄技術應用之研究-3D物件建模與變形模擬為例,碩士
論文,逢甲大學土地管理學系在職專班,台中,2004。
[7]Manthey, D. W., KnappⅡ, K. N., Lee, D., “Calibration of a Laser Range-Finding Coordinate-Measuring Machine”, Opt. Eng., Vol. 33, No. 10, pp. 3372-3380, 1994.
[8]李吉群 李勇民 高玉和,條紋投射法於微型曲面量測應用之研究,中國機械工程學會第二十一屆全國學術研討會論文集,高雄,2004
[9]C. Rocchini, P. Cignoni, C. Montani, P. Pingi, and R. Scopigno. “A low cost 3d scanner based on structured light,” Proceedings of Computer Graphics Forum , 2001, pp. 299-308.
[10]G. Sansoni, M. Carocci, and R. Rodella, Calibration and Performance Evaluation of A 3-D Imaging Sensor Based on The Projection of Structured Light, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 49, No. 3, pp.628-636, 2000.
[11]章明 姚宏宗 鄭正元 等著,“逆向工程技術與系統”,台北:全華科技圖書股份有限公司,2005。
[12]許子文,3D實體之積層影像模型建立系統開發,碩士論文,國立臺北科技大學製造科技研究所,台北,2009。
[13]黃亦凱,序列二維影像之三角網格實體模型建立之研究,碩士論文,國立台
北科技大學製造科技研究所,台北,2007。
[14]陳旭展,3D積層影像擷取系統之建立,碩士論文,國立臺北科技大學製造科技研究所,台北,2010。
[15]李東明,3D量測系統定位點點雲合併之誤差分析實務,碩士論文,國立臺北科技大學製造科技研究所,台北,2007。


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