Obrada Podataka iz 3D Merenja (Reverse Engineering, 3D scanner)

Pozdrav,

Pregledao sam skoro ceo podforum "3d Modelovanje" i nisam nasao ono sto meni treba, a da je novijeg datuma. Takodje sam gledao i u podforumu CAD/CAM, ali nisam sve pregledao, tako da ako ima nesto slicno, uputite me....

Nisam bio siguran da li da ovu temu postavim na ovom poforumu ili u podforumu CAD/CAM, tako da i za to izivnite, ali se nadam da nisam pogresio.

Tema.
Iz naslova se moze zakljuciti otpirlike o cemu se radi, ja cu to sada malo opsirnije objasniti. Naime to je tema mog diplomskog rada na inzinjerskim studijama, a ujedno i deo nekog projekta. Zamisao projekta je ovakva: Kupili smo 3D scanner pre par dana (nisam siguram koja je marka i oznaka, kad doznam pisem), i najverovatnije cemo da skenirano neki automobil. To radi jedna druga ekipa. Moj deo je da obradim podatke dobijene skeniranjem. Znaci da se isprave greske koje ej skener napravio i da se 3D model upotpuni za dalju obradu. Izvinite ali sam nov u ovome, pa jos uvek ne znam sve termine, stoga sam i otvorio ovu temu da naucim nesto od iskusnijih. Posle te obrade, treba u nekom programu da na osnovu tog skeniranog 3D modela dobijem geometriju celog tela.

Moja pitanja:

- U kom programu mogu da obradim sirovi sken?
- Da li je moguce meriti nekako taj 3D sken, na primer, zapremina, povrsina...ili neka druga merenja?
- I softver za dobijanja geometrije tog 3D skena?

To je za pocetak, mada imam hiljadu pitanja, prosto ne znam odakle da pocnem... :/
Da li je moguce u Proengineer-u dobiti geometriju 3D skena?

I sta mislite o programu Rhinoceros sa dodatkom RhinoReverse, dali ga je neko koristio i sta u njemu moze da se uradi od navedenog?

Molio bih sve koji imaju iskustva sa ovim da se jave, na kraju moze da bude veoma poucna tema za nekog ko u buducnosti bude hteo da nauci o ovome..

Veliku pozdrav svim forumasima

Kontaktiraj MOHOK7 on radi sa skenrima, ima dosta iskustva oko toga. Imas ovde u njegovom potpisu njegov sajt pa nadji tamo email.

Imam jedno pitanje, sta ti treba na kraju kao finalni projekat, dali CAD model ili nesto za 3D vizualizaciju. Ako je nesto za 3d vizualizaciju (film, igrice ...) onda je ovo sa skenerom pogresna putanja. Ako ti sa druge strane treba CAD model onda bi trebao temu da postavis na CAD podforum.

Inace je ovde forum skoro mrtav, moderatori su krs i sve manje ljudi ovde postuju.

Hvala na odgovoru. Citao sam dosta postova od clana MOHOK7 i nameravam da ga kontaktiram.

Na kraju bih trebao da dobijem CAD model , znaci geometrijski oblik. Ni sam ne znam kako se to radi, zato sam pisao ovde. Nekako je tema povezana i sa 3D modelingom i sa CAD dizajnom pa sam imao dilemu gde da postavim temu. Jer taj sirovi sken treba da prodje dodatnu obradu.

Kako da prebacim temu na CAD podforum, da li samo da je postujem tamo ponovo?

Mozes da kontaktiras nekog od moderatora da prebaci, posto ovaj deo foruma vec nekoliko godina nema moderatora kontaktiraj provog moderatora kog nadjes.

...evo ja da probam bar delimicno da odgovorim, posto na osnovu pitanja vidim da vam je dosta toga nepoznato... Takodje, preporucujem da malo pogledte po netu vezano za tematiku. Ima dosta filmica koji pojasnjavaju ceo proces. Pre nego sto pocnem da se ogradim, ova tematika mi nije primarna delatnost, tako da mozda donekle i budem neprecizan, ali ipak mislim da ce informacije biti od koristiti...

U zavisnosti kakav ste skener kupili, dobili ste uz njega i neki softver. Pretpostavljam da se radi o nekom rucnom 3d skeneru. U opstem slucaju nije moguce skenirati objekat u jednom prolazu, vec je potrebno napraviti X skenova obilazeci objekat sa svih strana. Obicno se na objekat koji se skenira stave markeri/mete koje omogucavaju da se vise razlicitih skenova uklopi tako da daju kompletniju sliku objekta.

Sirovi podaci u ovom slucaju predstavljaju x,y,z koordinate tacaka u prostoru, tj oblak tacaka kojih je vise ili manje u zavisnosti od rezolucije u kojoj se skenira (dakle moze ih biti od par hiljada do miliona u zavisnosti od rezolucije i kompleksnosti/velicine objekta). Ta hrpa koordinata je sama za sebe prilicno neupotrbljiva obicnom korisniku, tako da softver koji je isporucen uz skener prilikom skeniranja prikazuje u realnom vremenu sta je skener "zahvatio", tako da to olaksava kompletno pokrivanje objekta. Nakon toga se u istom softveru obicno izvrsi i slaganje dovoljnog broja skenova poravnavanjem markera sa svakog pojedinacnog skena. Rezultat je neki triangulirani mesh tj telo koje se sastoji od gomile poligona. Velicina poligona i njihov tacan oblik zavisi od medjusobnog rastojanja izmedju tacaka tj od rezolucije skeniranja i algoritma kojim softver povezuje te tacke. Dobijeni sken je usled toga prilicno "grbav" i cesto postoje rupe u modelu (ako skener nije mogao da vidi neka udubljenja itsl). U svakom slucaju nakon obrade moguce je snimiti rezultat tj eksportovati u odredjeni 3d format... Ja sam najcesce vidjao STL fajlove, ali verujem da to zavisi od softvera do softvera, pa su verovatno moguci i drugi formati.

Dakle odgovor na prvo pitanje je da se sken nejcesce obradjuje u softveru koji dolazi sa skenerom u kompletu. Ako neko zna nezavisne programe neka me dopuni.

Sto se tice merenja skena... obicno svaki program koji moze da otvori taj format u kome su podaci snimljeni, moci ce da ih i izmeri. Verovatno ce postojati odgovarajuce opcije u softveru koji je dosao uz skener, kao i mogucnosti za skaliranje itsl.

Trece pitanje mi je prilicno nejasno sa obzirom da je geometriju skena dobijena samim skeniranjem i slaganjem skenova u jednu celinu. Ako ovde govorimo o remodeliranju kako bi se dobio funkcionalni (pa jos i parametarski) CAD model na osnovu skena, onda je to verovatno najmukotrpniji deo cele ove price. U zavisnosti za sta treba da se koristi dobijeni CAD model i rhino i pro/e mogu da zavrse posao. Kao i solidworks, inventor, i bilo koji drugi softver za 3d modelovanje koji moze da ucita polazne podatke (ako je npr STL vecina softvera moze da ga otvori) Moja preporuka je da radite u softveru za 3d modeliranje koji najbolje poznajete sa obzirom da ukoliko objekat stvarno bude automobil, to ce biti prilicno izazovno. Ukoliko ne postoji ekspetsko poznavanje nekog od 3d programa, treba biti spreman na vise meseci "pacjenja" sa 3d softverom kako bi se dobio upotrebljiv rezultat na kraju. U tom slucaju se verovatno vise isplati da angazovati nekog modelara da to zavrsi za par nedelja, ili pak inzenjera ukoliko je potrebno da dobijena geometrija zadovoljava neke tehnicke/prozvodne uslove...

eto... malo duzi post, ali nadam se da je donekle pomogao.

pozdrav.

E ovako Team player, sto se tice odgovora na prva dva pitanja, najpre da se zahvalim na dugackom postu, a i sada da dodam nesto. To sto ste opisali postupak skeniranja, donekle sam vec znao kako ide. Gledao sam na yt postupke, a i sam sam prisustvoao nekoj kratkoj demonstraciji ljudi iz Geo Magic-a. U pravu ste, koristi se rucni sken, i na predmet se postavljaju markeri kako bi softver mogao da uklopi vise skenova u jednu celinu. Ono sto nisam znao, mada se nisam ni raspitivao, niti mi je neko rekao, jeste to da uz skener dolazi i neki softver u kome moze da se uradi to sto ste pomenuli (obrada, merenje, itd).

I na trece pitanje ste tacno odgovorili, iako se ja nisam izrazio kako treba, a to je zato sto nisam znao kako se to zove. Prilicno sam siguran da treba da radim to remodeliranje (verovatno parametarski, ne znam sta jos moze da se dobije osim parametarskog modela) jer je valjda to svrha reverznog inzenjeringa, da se dobije upotrebljivi CAD model, a to je moj glavni zadatak. Naime to je ono oko cega ja zaista trebam pomoc, i savete kako da pocnem, kako se to radi?

U prethodnom postu Team player je napisao da to moze da se uradi pomocu Rhino i pomocu Pro/E. Ja bih vise akcenat stavio na Rhino, ako je noko radio u njemu, da opise kako se to radi?

Imam jos mesec dana da se odlucim za kupovinu odgovarajuceg sofvera, ako to moze da se uradi u RhinoReverse, onda bih se za njega odlucio, pa bih polako ucio da radim u njemu. Nadam se da to sve moze da se savlada za godinu dana.

Jos jedan problem sa kojim se susrecem je racunar, moj laptop je star nekoliko godina, iako solidnih performansi za svakodnevan rad, ne moze da odoli zahtevima 3D program, poput RhinoReverse, GeoMagic, MeshLab, najvise zbog slabe graficke. I to je jedan razlog zasto trazim pomoc ovde, jer ne mogu sam da istarzujem, vec moram da pitam iskusne da li moze ovaj postupak da se uradi u Rhino programu. Tako mi je i pocetak rada onemogucen, ali nov racunar stize za mesec dana...

...Sto se tice Rhinoceros-a - to je modeler koji pretezno koriste ind. dizajneri i NIJE parameterski. Ne bih ga preporucio za ozbiljniji CAD/CAM. Prilicno je tesko dobiti kvalitetan zatvoren model koji ce imati univerzalnu upotrebljivost kasnije. Takodje relativno sitne izmene mogu biti prava nocna mora jer podrazumevaju brisanje dela modela i njegovo ponovno kreiranje.

Sa jedne strane, vidjao sam da ljudi imaju dodatke za rhino tipa RhinoCAM i slicno, tako da ceo proces zapocnu i zavrse sa Rhinom i to za njih funkcionise. Sa druge strane mnogo vise puta sam se sretao sa Rhino modelom koji u Rhino-u izgleda ok, a kada se izveze kao STEP ili IGES, kako bi covek koji doticnu stvar treba da napravi na masini mogao da to uveze u koji god softver da koristi, tada se javljaju manji ili veci problemi i potrebno je krpljenje modela itsl. Evo bas na forumu ima jedan post sa slicnom problematikom (http://www.elitesecurity.org/t464887-Delcam-Powermill-problem)

RhinoReverse je na prvi pogled lep pomocni alat, koji u sustini pomaze lakse/brze postavljanje krivih, ali veliko je pitanje sta se desava kada te krive posle treba korigovati (dodati/raskinuti tangentnost, podeliti ih na vise segmenata, itsl). Nisam video ovaj dodatak u praksi (osim promotivnih filmova na netu), tako da ne mogu mnogo da komentarisem, ali u stvarnosti obicno je mnogo teze odraditi nesto nego sto promotivni filmovi prikazuju.

eto toliko od mene za ovaj put

...Uh, pa sad sam prilicno zbunjen. Team player prvo ste rekli


..a u narednom postu


Hajde da kazem da sam to shvatio ovako. Da u zavistosti sta treba da se dobije obradom skena (npr. postoji vise modela koji mogu da se dobiju, u zavisnosti za sta ce kasnije da se koriste, a jedan od njih je i parametarski) rhino moze da zavrsi posao, ali za konkretno dobijanje parametarskog modela rhino nije napravljen. Dakle ne kritikujem, samo pokusavam da shvatim zdravom logikom, znaci nagadjam na osnovu onogo sta znam povrsinski citajuci i roveci po netu naucio, nemam grama iskustva.

Ako bih mogao da uporedim Rhino program da li je on isto radi kao i 3D max koji je neupotrebljiv za ovo sto meni treba?

Mozda sam bio nejasan u vezi merenja 3D skena. Kad a rekao da treba da ih izmerim, mislio sam na uporedjivanje "zdravog" skeniranog objekta sa ostecenim skeniranim objektom, merenje i uocavanje razlika i graficki prikazivanje razlika izmedju dva mesh-a. Prilicno sam siguran da to moze da se uradi pomocu Mesh Lab-a, tako sam bar nasao na netu, probacu ovih dana, treba da dobijem skenove.

A u vezi onog o cemu smo raspravljali do sad, ako rhino ne moze da zavrsi posao, da li mogu ovi programi?
-PolyWorks
-VSR Software (Virtual Shape)
-Mesh2surface
-PTC Creo Reverse Engineering Extension

...da. Moji postovi nisu bas najkonzistentniji. Vas rezon je dobar, ali evo da probam da jos malo pojasnim stvari.

Prvo da napravim razliku izmedju CAD/CAM paketa namenjenih proizvodnju stvari i programa koji sluze prvenstveno za vizualizaciju (tipa 3D max, blender, maya, itsl). Ne znam tacno sa matematicke strane razliku u modelima jednih i drugih programa, ali recimo ovako:

- programi namenjeni vizualizaciji uglavnom predstavljaju model kao mrezu poligona (mesh neke vrste), pri cemu preciznost nije od presudnog znacaja, vec se koriste odredjenim "trikovima" da bi prikaz na ekrenu izgledao onako kako korisnik zeli. Takvi modeli nisu pogodni za CAM jer ih je tesko "zatvoriti" tj. uglavnom pokazuju manje ili vece nepreciznosti prilikom uvozenja u neki proizvodni softver. (nedostaju lica, ivice se razilaze, javljaju se rupe i druga geometrija koja se mora poravljati)

- programi namenjeni za proizvodnju su dosta precizniji i kod njih postoji jasna razlika izmedju povrsinskih (surface) modela i solid modela. Obicno ono sto je na ekranu je ono sto ce biti prosledjeno masini, ili dalje u proizvodni lanac. Nema trikova koji ce da prividno zaoble ivice, ili promene povrsinu modela na neki drugi nacin. Kada za program kazemo da je parametarski, to obicno podrazumeva da postoji neka topologija, odnosno hijerarhija komandi upotrebljenih za pravljenje modela. Obicno se prikazuje u vidu drveta.Pravljenje modela se moze uporediti sa pisanjem programa, gde svaka koriscena komanda predstavlja jednu liniju koda. Ukoliko je potrebno sprovesti neku izmenu, promenom parametara odredjene koriscene komande izaziva se regeneracija svih zavisnih komandi. (npr. ako imamo pravougaonik i u njemu ucrtan krug koji je referenciran na presek dijagonala, promena dimenzija jedne od stranica pravougaonika ce izazvati i pomeranje centra kruga u apsolutnom koord pocetku)

Ne znam da li ovo objasnjenje ima mnogo smisla, ali trenutno mi ne pada na pamet kako to bolje da objasnim.

Rhinoceros je nesto izmedju gore dve pomenute krajnosti. Nije parametarski, ali postoje dodaci koji omogucavaju da se za deo razradi CNC tehnologija i generise kod koji se moze proslediti masini. Dakle njegov matematicki model objekta je verovatno dovljno precizan, sa obzirom da neki ljudi uspesno rade u njemu i zato sam napisao da bi mogao da zavrsi posao. Ipak sa obzirom da ja primarno koristim Pro/E tj. Creo, navikao sam na prednosti parametarskog modeliranja i na celo to okruzenje, tako da mi Rhino jednostavno deluje neprecizno i ne zadovoljava zahteve, narocito ako je modele potrebno naknadno procesirati u nekom sistemu koji nema veze sa Rhinom i njegovim dodacima. Dakle ako nameravate da proizvodite to sto modelirate, pri cemu vam proizvodnju radi neko usluzno, preporucujem ili da preskocite rhino, ili da se pripremite za odredjeni stepen problema nakon sto ste zavrsili model u rhino-u - jer ono sto izgleda ok u rhino-u mozda bude busno kao sito i sa kojekakvim povrsinskim defektima kada se otvori u nekom drugom softveru. Rhino je jeftiniji u startu i u potpunosti razumem problematiku. Kao sto rekoh moze da zavrsi posao, ali ce vas kostati prilicno zivaca u fazi neposredno pred proizvodnju.

E sada vezano za ostale nabrojane softverske opcije... PolyWorks ne znam sta je tako da tu nisam od pomoci. VSR i Mesh2Surface su dodatci za Rhonoceros, dok je PTC Creo Reverse Engineering Extension dodatak za PTC-ovog pulena. Dodaci, kako im samo ime kaze se oslanjaju na osnovni softver i pomazu da se prosiri set osnovnih mogucnosti ili da se neke stvari odrade brze. Ti dodaci sami po sebi nisu potrebni da bi se obavio zadatak o kome pisete, ali mogu olaksati i ubrzati postavljanje krivih potrebnih za izgradnju modela. Takodje poseban program za merenje razlika nije potreban. Evo kako ja vidim "work flow" bez obzira da li se radi o Rhinoceros-u, PTC-u ili nekoj trecoj varijanti.

1. Skenirani podaci postoje u vidu STL ili nekog slicnog 3d fajla koji mozemo importovati.
2. Uvezemo skenirane podatke i stavimo ih na poseban sloj (layer) i obojimo ih u neku upadljivu boju kako bi mogli da ih prikazujemo/sakrivamo po potrebi i poredimo sa trenutnim stanjem modela.
3. Postavimo nekolicinu konstruktivnih povrsina/ravni, kako bi videli jasnije kako telo izgleda u presecima na tim mestima
4. Pocnemo da postavljamo mrezu krivih koja opisuje skenirani objekat. Ja sam ovo uvek radio rucno, trudeci se da pridjem sto blize skeniranom modelu i kriticki odstupajuci od njega gde god vidim da je skenirana geometrija u "problemu"
5. Napravimo povrsine koristeci postavljene krive.
6. Spojimo sve povrsine i zatvorimo model.

Tokom rada otkrivanjem/skrivanjem sloja koji sadrzi uvezenu geometriju mozemo vizuelno kontrolisati odstupanja, ili koristiti merne alate prisutne u programu da izmerimo konkretna odstupanja u nekoj tacki.

Sa prethodne liste tacke 3, 4 i 5 su kriticne i zahtevaju dosta modelarskog iskustva kako bi ceo proces prosao bezbolno a krajnji model izgledao dobro.

Nadam se da je sada malo jasnije.

Ako sam dobro razumeo, potreban je upotrebljiv CAd model na kraju. Player je dosta toga napisao al evo i ja da nadovezem malo.
Ako je CAD model u pitanju mora biti jedan od softvera CAtia, Peo/E, SolidWorks, Inventor.
Posto skener siguran sam snimljne tacke tj koordinate obradi sa licnim softverom moze izvesti taj fajl u *.STL, *.STEP ili *.DXF formatu, sledi import u nekom od nabrojanih softvera i peglanje površina. Za površinski model je najbolji (po meni) PRO/E. Kas ipeglaš površine i dobiješ mrežu onda možeš da radiš šta hoces s tim modelom, npr shel da mu izvuces debljinu a time dobijas i povrsinu i zapreminu modela kao i ostale geometrijske karakteristike. Ako mu dodelis vrstu materijala, aluminijum, plastika, čelik...dobijes i mehaničke karakteristike modela.. itd...

...I moja prva preporuka je ukoliko to finansije dozvoljavaju da se uzme neki PTCov paket, sa obzirom da mi se cini da sam na pocetku procitao da se radi o legalnoj nabavci softvera.

U aktuelnim verzijama npr Creo Parametric kao osnovni softver + PTC Creo Interactive Surface Design Extension radi lakog manipulisanja krivama i povrsinama. To je bar sto se PTCa tice apsolutni minimum za navedeni posao. PTC Creo Reverse Engineering Extension mozda nije los dodatak ako se finansijski uklapa u celu pricu, ali isto tako u zavisnosti od tipa proizvoda koji se gradi i Advanced Assembly ili neki drugi dodatak moze dobro da dodje.

Inace sto se hardvera za ovo tice... Preporuka je sto vise RAMa. Po mom misljenju ne bi trebalo ici ispod 8GB u konfiguraciji koja je namenjena za ovakav tip posla. (da se razumemo i 4gb ce raditi posao, ali zavisno od toga koliki bude taj oblak tacaka koji se uvozi, moze da dodje do prilicne nestabilnosti softvera i rusenja programa ukoliko je ram blizu svog limita)

Koliko znam taj snimljeni fajl skenerom je u *.OBJ formatu. Ne znam da li to menja sta.

Za ostalo sto ste pricali, hvala vam, dosta sam naucio o ovome, ipak jos uvek je to samo teorija. A da sad ja ne bih lupao iz glave ovde i nagadjao, za 2-3 dana idem na razgovor pa dolazim sa konkretnim informacijama, a samim tim i sa konkretnim odgovorima i pitanjima :)

A za hardver, citao sam zahteve nekih 3D programa, i naravno da ganjam minimum 8GB RAM-a i graficku 2GB. Mislim da ce to biti okej

Pozdrav...
Mozda je dobro da ponekad proveris svoje privatne poruke na ES...

Verovatno se kasno ukljucujem u temu, ali mozda posluzi nekome...

3 godine se bavim obradom laserskih tacaka, i koristila sam tacke (tacnije oblake tacaka) kako bih dobila - 3d modele zgrada, gasnih turbina, trafo stanica, raznih masinskih delova i td.

1 opcija za obradu tacaka
Program Microstation (www.bentley.com) - ima opciju PointCloud i mogu da se koriste tacke u xyz formatu, s tim sto taj Tool sam kovertuje to u format POD (mnogo se bolje vidi od XYZ formata, deluje kao fotografija). Microstation pored ovoga moze da koristi i pomocni Tool koji se zove TerraScan, a taj programcic sluzi za lakse dobijanje preseka tacaka, i orijentaciju u prostoru uopste.

2 opcija za obradu tacaka
Auto CAD - moze da se skine probna verzija KUBIT software koji ide za AutoCAD (npr www.kubit.de) - samo sto je ovde problem sto se sve radi u jednom pogledu pa neko ko hoce da se orijentise i gleda svoj rezultat sa strane, ne moze to da uradi, bar je meni dosta tesko da se na to naviknem. KUBIT inace radi 3d model skoro automatski, tj sam kreira solide po tackama, ali ako negde fale tacke, npr skener nije izmerio celu jednu stranu objekta, onda to pravi dosta nepravilno, pa mora dosta da se popravlja.

Naravno, ima jos opcija za obradu ovih tacaka, ja sam prenela samo moje iskustvo.
Najbolja opcija za sada mi je Microstation Bentley, pokusavala sam u drugim CAD programima razne stvari da uradim sa tackama,
ali za sada ne vidim da je neko bolje raazvio ovo od bentely-a.

Poz