Metrological characterization of a 3D vision system for performing randomized bin picking via robots

This thesis focuses on the characterization of an Optical 3D Coordinate Measurement System (O3DCMS). The work is motivated by both academic and industrial scopes. On one side, the lack of a unique procedure for the assessment of the performances of O3DCMS was evidenced. On the other hand, the industrial need for a software capable of executing the characterization was expressed by a producer of industrial O3DCMS. Hence, a systematic literature review was carried out to investigate the current state-of-the-art, technical standards and artifacts to be considered while performing these kind of qualifications. The most advanced and up-to-date standards resulted being the ISO 10360-13 and the VDI/VDE 2634. The requirements and procedures suggested by the identified standards were then implemented in ad hoc software. The developed software was then exploited to objectively evaluate the introduction of novel technologies in an existing industrial O3DCMS. Results compare two possible hardware components, the LightCrafter DLP4500 and the LightCrafter DLP4750 projectors, mounted with the same optical system. In the execution of the metrological characterization, a suitable artifact was considered, satisfying both the VDI/VDE 2634 and the ISO 10360-13 requirements.

Questa tesi si incentra sulla caratterizzazione di un sistema ottico di misurazione delle coordinate 3D (O3DCMS). Il lavoro è motivato da finalità sia accademiche che industriali. Da un lato, è stata evidenziata la mancanza di una procedura univoca per la valutazione delle prestazioni di O3DCMS. Dall'altro, il bisogno industriale di un software capace di eseguire la caratterizzazione è stato espresso da un produttore di O3DCMS industriali. Quindi, è stata effettuata una revisione sistematica della letteratura per indagare lo stato attuale dell'arte, gli standard tecnici e gli artefatti da considerare utilizzati durante l'esecuzione di questo tipo di qualifiche. Gli standard più avanzati e attuali risultano essere l'ISO 10360-13 e il VDI/VDE 2634. I requisiti e le procedure suggeriti dagli standard identificati sono stati poi implementati in un software ad-hoc. Il software sviluppato è stato poi sfruttato per valutare oggettivamente l'introduzione di nuove tecnologie in un O3DCMS industriale esistente. I risultati mostrano il confronto tra due possibili componenti hardware, i proiettori LightCrafter DLP4500 e LightCrafter DLP4750, montati con lo stesso sistema ottico. Nell'esecuzione della caratterizzazione metrologica è stato considerato un manufatto adatto, che soddisfa sia i requisiti VDI/VDE 2634 che ISO 10360-13.