Scanner DIY
Réalisation d'un scanner 3d à balayage laser
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Fonctionnel
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CC-by-sa-3.0
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Matériaux
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Définition
Un scanner 3D mesure le positionnement d'un échantillonnage de points dans un système de coordonnées. Il existe plusieurs technologies pour numériser un objet en 3D. Le principe retenu pour ce projet est basé sur le principe de la triangulation qui utilise la lumière laser pour sonder son environnement. Le point laser, l'appareil photo et l'émetteur laser forment un triangle. L'angle du côté de l'appareil photo peut-être déterminé en regardant l'emplacement du point laser dans le champ de vision de l'appareil photo. Ces trois données déterminent la forme et les dimensions du triangle et donnent la position du point (ou bande) laser.
La technologie de scanner basée sur la triangulation date de 1978.
Objectif
Réaliser un scanner 3D open hardware et open software multi plateforme, ou à défaut, sous linux. Une bonne ergonomie du logiciel de commande sera recherchée pour un accès de l'ensemble au plus grand nombre. Le parti pris technologique est celui du balayage laser, pour des raisons essentiellement économiques, même si d'autres solutions existent. Elle seront abordées à titre documentaire. Il sera recherché une simplification dans les emprunts aux productions existantes.
Méthodologie
Aujourd'hui, il existe déjà des solutions ouvertes très intéressantes, des projets de recherche universitaires, des initiatives personnelles DIY (do it yourself) et bien sûr des produits commerciaux qui sont totalement opérationnels. La méthode de travail à développer est de recenser un certain nombre de ces solutions pour en étudier les caractéristiques et alimenter une réflexion concourante à la mise au point d'un résultat reproductible.
Etat de l'art / Revue de détail
SCANNERS à BALAYAGE LASER
Quelques sources; http://makezine.com/2015/01/15/5-diy-3d-scanners-to-watch/
a - Les projets aboutis
MakerScanner
MakerScanner utilise la projection d'une ligne laser sur un objet et enregistre sa position par rapport à une surface de référence plane. IL propose la construction et l'assemblage de pièces imprimées en 3D, une camera et un pointeur laser.
Le logiciel possède une interface simple et intuitive. L'ensemble est par ailleurs très bien documenté sur un site dédié (L’existence du site est attribuable à la grandeur d'âme de la marque Makerbot). Le développement du projet semble cependant stoppé, la version du soft est la 0.3.1. Le code source est accessible via http://www.makerscanner.com/files/makerscanner-0.3.1.tar.gz L'édition du nuage de points obtenu est éditable dans un logiciel tiers comme Meshlab pour l'édition et le maillage du scan.
Un projet alternatif a été développé sur la base logicielle Makerscanner - https://www.thingiverse.com/thing:21672
Fabscan 100
Le projet Fabscan 100 est intéressant à plus d'un titre. Il a commencé par une thèse de septembre 2011 de Francis Engelmann dans le cadre d'un groupe de travail de l'université RWTH Aachen en Allemagne (The Media Computing Group). http://hci.rwth-aachen.de/FabScan
Il pose les bases de la fabrication d'un matériel technologiquement complexe, proposé et conçu comme un produit "Do-It-Yourself" accessible à toute personne ayant un intérêt suffisant pour construire son propre scanner. L'installation utilise une webcam ordinaire, un module laser abordable, deux moteurs pas à pas et une carte Arduino Uno.
Le logiciel mis en oeuvre - FabScan - utilise OpenCV , l'algorithme Powercrust, C ++ et Objective-C. Il est capable de cartographier un nuage de points en couleur de l'objet, transformer le nuage de points en surface maillée et la convertir en STL, format de fichier de stéréolithographie utilisé entre autres pour l'impression 3D. Aucun logiciel de post-traitement (comme MeshLab) n'est nécessaire, ce qui rend cette solution à la fois simple, compact et autonome.
Pour le logiciel https://github.com/renebohne/FabScanProcessing
https://github.com/francisengelmann/FabScan100
https://github.com/francisengelmann/FabScan100/blob/master/README.md
Tutoriel : Linux http://www.mariolukas.de/2014/07/scannen-mit-dem-fabscan/
Logiciel Simple3DScan très intéressant sous windows:
http://wolfgangschmidt.info/simple3dscan/
Fabscan CUBE – Fabscan Evolution En cours de développement
http://hci.rwth-aachen.de/fabscancube
C2scan
Projet récent sur base du projet Fabscan dont le logiciel de contrôle (Cebscan) a été modifié pour l'ajout d'une translation verticale motorisée du bloc lasers / caméra et du support du double laser. Le logiciel commande la désactivation de la mise au point automatique de la camera qui représente un problème pour la numérisation.
https://github.com/cebbaker/cebscan/tree/Current
Cebscan
Laser Scanner 3D SkanDal
http://wiki.labomedia.org/index.php/Laser_Scanner_3D_SkanDal
https://github.com/sergeLabo/Skandal2.7
Ciclop 3D Scanner
http://www.bq.com/gb/downloads-ciclop.html
http://diwo.bq.com/product/ciclop/
ATLAS 3D
https://github.com/hairu/freelss
b – Les projets en cours de développement, embryonnaires ou inaboutis
Pyscan 3D En cours de développement.
http://www.labfab.fr/portfolio/pyscan3d/
http://diablotronic.free.fr/Pyscan3d/pyscan3d.html
Open3DScanner
https://matthewshotton.wordpress.com/tag/3d-scanner/
Logiciel splinesweep code absent
https://code.google.com/p/splinesweep/
PyLatScan
https://github.com/mvhenten/pylatscan
https://www.flickr.com/photos/57913158@N05/
SCANNERS à LUMIÈRE STRUCTURÉE
Je signale au passage un logiciel très intéressant de scanner à lumière structurée http://www.real3d.pk/3dracs.html
3D underworld de scanner à lumière structurée open-source
Projector-Camera Calibration
http://mesh.brown.edu/calibration/ http://mesh.brown.edu/calibration/software.html Projet interessant de lumière structurée (logiciel sous windows)
SCANNERS IRM
Scanner open source IRM (imagerie par résonance magnétique - IRM) http://www.tricorderproject.org/blog/towards-an-inexpensive-open-source-desktop-ct-scanner/
Synthèse
En cours d'élaboration. Le logiciel de numérisation est le plus important dans les projets.