Fast and low cost 3D scanning and object recognition

In this thesis is explained the developing of a 3d scanning system based on laser line. The project also involved the developing of a library for fast object recognition in a database of 3d scanned objects, based on normal map object meshing recognition. The first part of the thesis describes laser line movement, improving micro-step motor rotation, to rotate the laser line. Then was explained the system based on camera calibration to extract laser line point in a free run triggered image. Using image extracted cloud of points was generated a 3d normal map extractor from Delaunay mesh triangulation. Using Normal map model based features, was saved the information for a specific cloud of points as a features representation model. After feature extraction, the model features was saved in a model database. Using the model database was developed a 3D matching algorithm based on normal map recognition to identify a specific shape in a known database.

In questa tesi sono stati sviluppati un sistema di scansione 3d basato su lama laser, unitamente ad una libreria per il riconoscimento veloce di oggetti scansionati, basato sul riconoscimento delle normali alle superfici di meshing degli oggetti 3d, ottenuti tramite scansione laser. La prima parte descrive come è stato progettato il sistema di movimentazione della linea laser per l’estrazione dell’immagine 3D.Successivamente è stato spiegato il sistema basato sulla calibrazione della telecamera per estrarre la nuvola di punti dalla deformazione della lama laser sulla superficie da scansionare. Usando la nuvola di punti estratta dall'immagine è stato generato un estrattore di mappe normali 3d dalla triangolazione della mesh mediante l’algoritmo Delaunay. Utilizzando le normali di ogni nuvola di punti, ho salvato le informazioni per una specifica nuvola di punti come caratteristiche del modello. Le caratteristiche di ogni modello sono state salvate in un database di modelli. Utilizzando il database dei modelli, è stato sviluppato un algoritmo di corrispondenza 3D basato sul riconoscimento di feature legate alle normali, per identificare una forma 3D specifica in un database noto.