Установка для проведения 3-мерного сканирования объектов культурного наследия

Полезная модель относится к устройствам для создания высокоточных трехмерных, либо голографических сцен объектов культурного наследия.
Устройства для создания высокоточных трехмерных сцен могут применяться при создании цифровых двойников небольших объектов культурного наследия, таких, как картина, барельеф, скульптура. Состоят из стереоскопического сканера и рамы, позволяющей зафиксировать сканер и объект относительно друг друга.
Состоит из стереоскопического сканера, установленного на раму и аутригеров, устанавливающих раму относительно исследуемого объекта сканирования независимо от места и угла их расположения. Повышает точность и скорость постобработки за счёт заранее заданной поправки на угол расположения объекта сканирования.
Известно устройство и метод «Один вид широкоформатной цифровой фотограмметрической системы ближнего радиуса действия и способ» (патент CN103424104B). Изобретение раскрывает стереоскопическую систему, которая состоит из прямоугольной платформы, направляющих, и сканирующей системы, а также, трехмерной и двумерной калибровочной пластины.
Недостатком данного изобретения является необходимость установки исследуемого объекта относительно устройства в горизонтальной плоскости.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является «Способ дистанционного формирования голографической записи» (патент РФ №2707582). Способ описывает систему для получения 3-мерных изображений с использованием стереоскопического сканирующего устройства с устройством подсветки объекта некогерентным светом со сформированными заранее интерференционными полосами.
Недостатком данного способа является отсутствие возможности точного позиционирования относительно объектов, которые невозможно сканировать с одной позиции, попадающую в одну область сканирования.
Таким образом, технической проблемой, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является возможность позиционирования сканирующей системы относительно объекта сканирования для осуществления сканирования закрепленных объектов, которые невозможно сканировать с одной позиции и перемещать.
Решение указанной технической проблемы достигается тем, что рама включает в себя устройства перемещения и энкодеры, устройство оборудовано аутригерами, закрепленными на задней части рамы устройства, соединенными с рамой при помощи шарниров и направляющих, и позволяющими установить раму под углом от -10 до +30 градусов к объекту..
Технический результат заявляемой полезной модели состоит в том, что рама устройства может быть установлена под углом, что позволяет провести сканирование не перемещаемых объектов.
На прилагаемом к описанию чертеже (фиг.1), показано схематичное изображение устройства, включающее стереоскопическое сканирующее устройство 1, включающую в себе камеры с устройством подсветки объекта некогерентным светом со сформированными заранее интерференционными полосами, раму 2, включающую в себя устройства перемещения и энкодеры для определения позиции сканирующей системы в пространстве, аутригеры 3 для установки устройства относительно объекта сканирования. Аутригеры присоединены к раме при помощи направляющих 4 и шарниров (поз. 5,6), с помощью которых выполняется настройка угла рамы.
На прилагаемом к описанию чертеже (фиг.2), показан один из примеров использования установки. Показана установка, рама которой выставлена параллельно картине 7, которая находится под углом к стене 8 и основание 9
Техническое решение позволяет производить автоматическое сканирование объекта, превышающего по размеру максимально возможную площадь сканирования без выравнивания объекта относительно устройства для каждой новой точки сканирования. Рама включает в себя устройства перемещения и энкодеры для определения позиции сканирующей системы в пространстве.
Аутригеры 3 соединены с рамой при помощи шарниров (поз. 5,6) и направляющих 4. При помощи аутригеров 3, можно устанавливать раму под углом от -10 до +30 градусов по отношению к основанию 9.
Устройство устанавливается напротив объекта сканирования и рама 2 выравнивается на указанный угол параллельно относительно объекта сканирования с помощью аутригеров 3, которые управляются направляющим 4. Таким образом, оптическая ось сканирующей системы оказывается перпендикулярной объекту сканирования. После этого, запускается сканирование с первой позиции. Затем система автоматически перемещается на предварительно рассчитанное расстояние, относительно первоначальной точки, обеспечивающее 60% перекрытия между соседними областями сканирования, пока не будет отсканировано всё поле сканирования. Для каждой области сканирования, записывается точка в виде координаты в системе координат рамы, где (x:0; y:0) – левый нижний угол рамы, что обеспечивает возможность выравнивания областей сканирования относительно друг друга при постобработке.
После проведения съемки, производится постобработка на ПК, с использованием точек нахождения устройства сканирования в качестве предварительной координаты. Обработка производится, используя итерационный алгоритм ближайших точек. В результате автоматизации предварительного выравнивания, скорость обработки значительно повышается.
На фиг.2 пунктирными линиями обозначен объект сканирования 7, в данном случае картина, висящая под углом к стене 8. Рама устройства, установленная на основании (в данном случае пол) 9 при помощи аутригеров 3, которые управляются направляющим 4, выравнивается относительно полотна картины 7, которое разбивается на зоны сканирования. Устройство сканирования последовательно производит сканирование зон с привязкой к координатам. В последствии полученные данные обрабатываются и склеиваются в единый трехмерный объект, по которому можно отследить авторские мазки краской.