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Baptiste Pelouas, 03/01/2015 16:36

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Wiki
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3 23 Baptiste Pelouas
 * **[[logiciel]]** l'application software **AppPlatine3D**, l'interface utilisateur, les algorithmes de traitements de l'image, les connections series et usb.
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 * **[[hardware]]** la **Platine3D** *in real life*, la mécanique, l'électronique mais aussi le code de l'arduino.
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Présentation
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Le projet **<a href="http://www.makerscanner.com">MakerScanner</a>**, qui est la base de ce projet:
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    Le principe illustré attachment:test_du_makerscanner.png ...
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    Il permet d'obtenir un nuage de point coloré(<a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Format_de_fichier_de_polygones">format .ply</a>) du coté d'un objet. Il faut tourner manuellement le laser pour balayer l'objet.
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    La présence d'un plan vertical derrière l'objet permet de déduire l'angle entre le faisceau laser et la base (axe de rotation & centre optique de la webcam).
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    Si l'on veut un scan complet, il faut donc faire plusieurs fois le processus en faisant tourner un peu l'objet a chaque fois, puis assembler les fichier avec un logiciel (par exemple **<a href="http://meshlab.sourceforge.net">meshlab</a>**)... C'est compliqué et très vite fastidieux. De plus une calibration précise est nécessaire (optique et mécanique).
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15 1 Baptiste Pelouas
Le concept du présent projet est :
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 *  d'automatiser la rotation du laser et retenir l'angle.
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 *  d'automatiser les rotations de l'objet et de retenir l'angle de rotation effectué par ce dernier.
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 *  d'automatiser l'assemblage des fichiers dans un logiciel.
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 *  (optionnel) automatiser la calibration d'un maximum de paramètres.
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 *  (optionnel) création d'un fichier maillé (<a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier_de_stéréolithographie">format .stl</a>) optimisé & cohérent pour une imprimante 3d.
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!>http://redmine.acolab.fr/attachments/download/52/iso_schema.png!
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Le principe de base géométrique
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Un peu de géométrie (niveau collège/lycée): la triangulation..."Deux angles et le côté commun"
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[cf. http://fr.wikipedia.org/wiki/Résolution_d'un_triangle]
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<img src="http://redmine.acolab.fr/attachments/download/43/Resolve_triangle_with_c_alpha_beta.png" title="Deux angles et le côté commun" alt="Deux angles et le côté commun">
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Vue de dessus, soit A l'axe de rotation du faisceau laser, B le point focal de la webcam, C le point de l'objet éclairé par le faisceau.
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On considère donc un triangle dont un côté c et les deux angles α et β qui le bordent sont connus. Le dernier angle s'obtient par complément à π et les deux autres côtés par la loi des sinus :
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* <img src="http://redmine.acolab.fr/attachments/download/46/calc_C.png" title="calc_C.png" alt="calc_C.png">
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* <img src="http://redmine.acolab.fr/attachments/download/44/calc_a.png" title="calc_a.png" alt="calc_a.png">
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* <img src="http://redmine.acolab.fr/attachments/download/45/calc_b.png" title="calc_b.png" alt="calc_b.png">
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Il faudra ensuite convertir ces données en coordonées cartésiennes et donc choisir un référentiel. L'axe de rotation (A) aura les coordonnées {x=0,y=0} et le point focal (B) {x=0,y=c}. Donc le point éclairé (C) aura pour coordonnées {x=b*cos(α),y=b*sin(α)}...
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C'est très bien mais ça reste de la 2D !
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Voici un dessin (sans les formules) qui permet d'extrapoler en 3d le système vu ci-dessus.
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<img src="http://redmine.acolab.fr/attachments/download/47/2d_TO_3d.png" title="2d_TO_3d.png" alt="2d_TO_3d.png">
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Le résultat escompté
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* un **nuage de points 3D coloré** (format .ply)
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* ? un maillage 3D (coloré)? (format .stl)
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Les composants
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On cherche a rester le moins onéreux évidement... Donc, mode récupération activé!
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* un **plateau circulaire** ou l'on pose l'objet a scanner, dont on pilote l'angle de rotation.
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* un **laser** (rouge classe 1 voir 2) plan vertical, dont on pilote l'angle de rotation.
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* une **webcam** pour visualiser le trait(rouge) déformé émis par le laser sur l'objet. La précision du scan dépendra directement de sa résolution.
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* un arduino Uno (actuellement: un YABBAS), et divers composants électroniques pour piloter les objets ci-dessus, et faire la liaison avec le logiciel de traitement.
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* une alimentation de pc ( 5 Volt principalement utilisé)
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* un **[[logiciel]]** de traitement pour effectuer les calculs ( et calibrations ), et fournir le résultat. Écrit en JAVA (au vu de mes compétences en programmation et de l'espoir d'une portabilité accru).
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La dimension maximum devrait permettre d'avoir un système facilement transportable.
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J'ai donc choisi de regrouper l'hardware dans une ***platine vynile*** (trouver dans une casse) et d'utilisé son plateau a priori fait pour tourné rond. On aurrai aussi partir d'un micro-onde ayant un plateau tournant, mais ils ne sont pas conçus pour une rotation stable (a discuter).
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Références
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* *<a href="http://www.makerscanner.com">MakerScanner</a>**: a la base de ce projet (pour le principe), logiciel en c++ et piece a imprimer pour fonctionner avec *PS3 Eye USB Camera*.
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* *<a href="https://alicedownthecoffeepot.wordpress.com/2014/04/19/3dscanner/">a cheap 3D scanner</a>**: présenté sur <a href="http://hackaday.com/2014/04/20/make-a-3d-scanner-for-60e-using-old-hardware/">hackaday.com</a>, projet très similaire au MakerScanner qui fonctionne avec un script mathlab.
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* *<a href="http://meshlab.sourceforge.net">meshlab</a>**: couteau suisse de la 3D
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A voir:
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<a href="http://www.danielgm.net/cc/">CloudCompare</a> : inspection de mesh, presentation sur <a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/CloudCompare">Wikipedia</a>