NHIEM VU VÀ NOI DUNG:o Tìm hiểu, phân tích, lựa chọn một phương pháp số hóa vật thé và một số phương pháp xây dựng mô hình 3D của vật thê.o Thiết kế, chế tạo mô hình máy quét 3D.o_ Các p
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
TRAN DAC TRINH
NGHIEN CUU THIET KE CHE TAO
MAY QUET 3D
Chuyên ngành: Cơ Điện Tử
Mã số: 605268
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Trang 2ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: TRAN DAC TRINH MSHV: 11390452Ngày, tháng, năm sinh: 17/08/1990 Nơi sinh: Quảng NamChuyên ngành: Kỹ thuật Cơ Điện Tử Mã số: 605268
I TÊN ĐÈ TÀI:
NGHIÊN CUU, THIET KE, MAY QUET 3D
H NHIEM VU VÀ NOI DUNG:o Tìm hiểu, phân tích, lựa chọn một phương pháp số hóa vật thé và một số phương
pháp xây dựng mô hình 3D của vật thê.o Thiết kế, chế tạo mô hình máy quét 3D.o_ Các phương pháp để nâng cao độ chính xác của thiết bị quét.o_ Giá thành sản phẩm thấp, phù hợp với điều kiện chế tạo ở Việt nam.Ill NGÀY GIAO NHIEM VU :
IV NGAY HOAN THANH NHIEM VU:v CAN BO HUONG DAN: TS Doan Thé Thao
Tp HCM, ngay tháng năm 2014
CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON DAO TAO
TRUONG KHOA CƠ KHÍ
Trang 3TÓM TẮT ĐÈ TÀI
Công nghệ 3D đã xuất hiện từ rất sớm Từ giữa thế kỷ 20, những máy quét 3D đầu tiênđã ra đời phục vụ nhiều mục đích của con người từ nghiên cứu, chế tạo đến y khoa Côngnghệ máy quét 3D bat đầu phát triển mạnh từ những năm 1980 cùng sự phát triển mạnhmẽ của công nghệ máy tính Nhiéu công trình nghiên cứu đã ra đời nhằm nâng cao độ chínhxác và đơn giản quá trình thực hiện quét 3D cho vật thê
Những năm cối thập niên 2000, công nghệ 3D lại bùng nỗ mạnh mẽ như một cuộc cáchmạng công nghiệp mới làm thay đổi tư duy cổ điển về mô hình hóa và chế tạo cũng nhưphạm vi ứng dụng Công nghệ 3D len lỏi vào đời sống ở những nước phát triển, và khôngngừng được quảng bá, ứng dụng rộng rãi nhờ những khả năng ưu việt của nó Cùng với sựra đời của nhiều máy in 3D giá rẻ, hướng đến mọi đối tượng người dùng, máy quét 3D giárẻ cũng ra đời theo xu hướng đó.
Đề tài đã thực hiện những bước đi đầu tiên với mục tiêu hiểu và chế tạo được một máyquét 3D có cau hình đơn giản, có chi phí dau tư thấp phục vụ cho nhu cầu trong nước vớinhiều đối tượng từ bình dân, đến sinh viên nghiên cứu khoa học Đề thực hiện được mụctiêu trên, đề tài đã tham khảo và ứng dụng những phương pháp tiếp cận mới mẻ về giảipháp phần mềm cùng việc phân tích đánh gid, tìm kiếm phương pháp tốt nhất dé phát triểnsản phẩm như mục tiêu dé ra Cuối cùng dé tài đã chế tạo được nguyên mẫu thử nghiệmmáy quét 3D giá thành thấp để kiểm chứng kết quả nghiên cứu và tạo nên tảng để tiếp tụcphát trién hoàn thiện sản phẩm, đưa ra ứng dụng vào thực tế
Trang 4học tập Cám ơn các anh chị em trong công ty Robert Bosch Việt Nam đã luôn ủng hộ, hỗ
trợ đê mình có thời gian thực hiện đê tài này những lúc “nước sôi lửa bỏng” nhật.Sự động việc và giúp đỡ của mọi người là niêm cô võ lớn lao và đáng quý nhat.
Trang 5MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 TONG QUANN s< 5< s< 9 Y4 R0 3003880188010803080308010110s se” 11.1 Tính cấp thiết của để tai ccc cccccccsccsssessescsesscsesesscsssessssesessesssessesssessssesesssseseeseeen |1.2 Ứng dụng của máy quét 3D ¿- - ¿2 S2 +E+E+EEEEEE9EEEEEEE1 2112121111211 xe 21.3 Các phương pháp số hóa vật thỂ ¿+ - 2 %+E2E+E#EEEEEEEEE9E5 121111112 111k 4LA Mục tiêu dé tài - - c1 HT HT TH ng rkg 81.5 Phương pháp nghiÊn CỨU - (<< <5 199100101 1199 00101 re 91.6 Két Ua Cat QUOC 2 eeeesenecccceessssnneeceeessesneeecceessesaneeeceesessaaeeeeceeseeaaeeeeeeseesaaeeeeeeeees 91⁄7 Bố cục dé tài - ch t1 HT H112 TT HT TH ng TT HT TT HT ng 9CHƯƠNG 2 :CƠ SO LÝ THUYET VA THIET KỂ - 5< 5< sscs<ee 112.1 Co sO án 7 3-11 112.1.1 Nguyên lý phương pháp quét đồng dang 1]2.1.2 Phương pháp xác định tọa độ một điểm trong không gian 132.2 Mục tiêu thiẾt KẾ -G- G1 5391191 E5 91115191 9 91111151 115 0111117111 1xx ri 17CHƯƠNG 3 CHE TAO MAY QUET THU NGHIỆM 5 5 ss <sesss 193.1 Cau tạo phần cứng của MAY QUEt + ¿2+ + +*+E+E££E+E+EE£E£ESEEEEEEeEErerrrrrrerree 19
3.2.1 Ca-lÍp ChO CaIT€YA G5 G0000 243.2.2 Xác định khoảng từ camera đến trục bàn XOay 55- 5c 5c ccccsccceceee 303.2.3 Hạn chế của phan cứng camera và giải pháp - + + 5s+x+ccscse2 323.3 Den cdaàaiừnỪn Ằ a 33
Trang 6CHƯƠNG 4 KET QUÁ THỰC NGHIỆM VA BAN LUẬN -«- 444.1 Kết quả chạy thử nghiệm ¿- 5566525223932 E233 E233 E111 212111211111 cxyeU 444.1.1 Thử nghiệm trong điều kiện ánh sáng yếu .- +2 + ++s+s+cezszsee: 444.1.2 Thử nghiệm trong điều kiện ánh sáng bình thường - 454.1.3 Thông số máy quét thử nghiệm ¿2© 2 ©++++£++£+E+E£EzEerererrerees 47414 Đề xuất phương án tạo lưới (RecOonSfrUCfIOT)) «555cc Sex 47CHƯƠNG 5 KET LUẬN VA HƯỚNG PHAT TRIEN 2 5s s2 <sesss 495.1 K@t luận - G111 1119191181 0101010811 11111111110 1H11 1110 1T ng ren 49S.L.1 Kết quả đạt đượC - 5< S221 E1 113115151511 11 1115151111111 11 010111 cry 495.1.2 Hạn chế của dé tài - tt 11191 11 9111919111 11111101 ng gen ri 49o0 n0 +1 505.2.1 Hướng phát triển thiét bị - - ¿6+ St +E+E#EEEEEEEEEEEEEEEEEEErrrrkrrrrrrrree 505.22 Y tưởng khắc phục sai số bàn XOAY 55c Scc Set rctekrrrrerrrrrree 50TÀI LIEU THAM KH ÁOO <2 s° 9% 99 9s 39s s92 s9 s59: 543:i0800000055 567.1 PROCESSING SOURCE CODDEE 5-52 S652 SE2EEEEEEEEEEE121212121 111211 567.2, ARDUINO SOURCE CODEE 5-52 S223 E21 12212121 21212111 1111211111 cxe 68
Trang 7DANH SÁCH HINH ANH
Hình 1.1 Các phương pháp chủ động xác định hình dạng của Vat thể 5Hình 1.2 Một loại máy CMÌM - 0000 0 vớ 6Hình 1.3 Máy chụp CT sử dụng trong y tẾ ¿- + + Sc2S* St v21 121111211 ckrre 6Hình 1.4 Ciới hạn phạm vi thực hiện cua In SHình 2.1 Bồ trí các thành phan cấu thành của một máy quét 3D laser - 12Hình 2.2 Sơ đồ hoạt động của máy QUEt +2 22+ ++E+E+EE£E+EeEezxrrerererree 13Hình 2.3 Nguyên lý xác định tọa độ trong không gian bằng phương pháp đồng dạng vớis90 15011 14Hình 2.4 Xác định tọa độ xo, zo của một điểm trên đường ÏaSer - «<5 15Hình 2.5 Xác định tọa độ yo của một điểm trên đường ÏaS€T «7S S<<<<<2 16Hình 3.1 Sơ đồ kết nối thiẾt bị - - G9 93911 3E 91119151 3 9 118121 11 g gxgxei 19Hình 3.2 Arduino nano VỔ Ấ c0 nọ và 20Hình 3.3 Môi trường phát triển mã nguồn mở cho các phần cứng Arduino 20Hình 3.4 Động co bước có hộp số 1/64 cho 12bit độ phân giải đầu ra cùng driverULN2005 đi kèm G0 Họ nọ vá 21
Hình 3.5 Khung máy thiết kế trên SolidWorks c ccceccsescsscsessssesessesesessesesessssesseseseeeeees 21Hình 3.6 Các thành phần khung máy bồ trí ra dang tam dé cat laser - - 22Hình 3.7 Khung thân máy hoàn thiỆn - - - << S100 ng ke 23Hình 3.8 Module camera 1/6” 640x480 điểm ảnh - + 25-5 2 2 2+sce+esrreced 24
Trang 8Hình 3.13 Giao diện sử dụng của CameraCalibrator toolboX << <<<<s+ 28Hình 3.14 Các loại thông số thu được sau quá trình ca-lip 55s 55s: 28Hình 3.15 Biéu diễn thông số ngoại sau quá trình ca-líp - + 5 55s 5s55+¿ 29Hình 3.16 Sai số hiệu chỉnh trung bình cho từng mẫu hình sử dụng - 29Hình 3.17 Bồ trí bàn xoay so với camera và ÏaSeT- ¿5552522 cscesesrecree 31Hình 3.18 Xác định trục ban xoay bang 2 mặt phân giác - 5-52: 31
Hình 3.19 Linear laser module 5mA trong nguyên mẫu thử nghiệm 33
Hình 3.20 Điểm focus của các nguồn sáng khác nhau 25s 2 s+s+sss>s+2 34Hình 3.21 Điều chỉnh vùng hội tụ của dải laser trải trên vùng không gian đặt vật thê 34Hình 3.22 Xác định trọng tâm theo bề rộng của tia ÏAS€T Ă S4 35Hình 3.23 Phương án thiết kế xoay 2 trục cho đèn laser + 55 55+ccscscsee 35Hình 3.24 Hiệu chỉnh ÏaS€Y 55 - << <0 3333011010106113183333 1111113 11111111 1£ vớ 36Hình 3.25 Sau khi hiệu chỉnh, mặt phăng laser và ảnh của nó qua mặt bàn xoay trùngJcĐ R0l¡:haaddiidaddddiii 37Hình 3.26 Hiệu chỉnh mặt phăng laser về tâm xoay của bàn - 2 55555: 37Hình 3.27 Môi trường phát triển mã nguồn mở Processing - 2555: 38Hình 3.28 Giao diện người dùng của phần mềm điều khiễn - 2 25-5: 39Hình 3.29 Sơ đồ hoạt động cơ bản của phân mềm điều khiến - 5 5s+scss¿40Hình 3.30 Quan hệ giữa các module chương trình chính «555 << +<<<<<<<2 4IHình 3.31 Sơ đồ hoạt động của module SCaIn (<< 5 11 1 1 1 re 42Hình 3.32 Hình ảnh thô thu được từ camera (trái) hình ảnh sau khi tách lay kénh mau
Hình 4.1 Hình ảnh chụp được va vi trí đường laser do phân mềm xác định trong điềukiện thiẾu sáng ¿ - + <2 1 12 1112111111511 11111111 1111111111101 11101 1101111110201 011110 y0 44Hình 4.2 Máy quét vừa thực hiện quét vật thể vừa hiển thị online kết quả quét được 45
Trang 9Hình 4.3 Hình ảnh chụp được và vi trí đường laser do phân mềm xác định trong điềukiện có ánh sáng huynh Quang - 5 << 10 999000 0 kh 46Hình 4.4 Thử nghiệm trọng điều kiện ánh sáng tác động không có lọc màu 46Hình 4.6 Giao diện đồ họa công cụ Meshlab - c9 1 1 se, 48Hình 4.7 Surface reconstruction với Meshlab - 0 ng 46Hình 5.1 Hiệu chỉnh trục xoay về vị trí mong TUỐN 6s 39828 ESESEeEsEvereesed 52
Trang 10CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN
1.1 Tính cấp thiết của đề tàiKhái niệm về máy quét 3D có thé xử lý dữ liệu hình ảnh và tái tạo vật thé thựctế ở dạng số trên máy tính đã có từ giữa thé kỷ 20 Đến những năm 1980s, vớisự phát triển mạnh của công nghệ thống số (digital technology) và khả năng xửlý ngày càng nhanh của máy tính, công nghệ xử lý ảnh ngày càng phát trién trongđó có những nghiên cứu và ứng dụng về số hóa (digitization) và tái dựng(reconstruction) vật thé trên máy tính
Những năm cuối thập niên 2000s, công nghệ 3D có những bước tiến nhảyvọt về mức độ pho biến, như một cuộc cách mạng đối với thế giới Máy in 3D,quét 3D đã không còn giới hạn trong phạm vi các phòng nghiên cứu, trung tâmkỹ thuật hay nha máy ma nó đã trở thành một sản phẩm quen thuộc với tat cảmọi người, ứng dụng rất nhiều trong cuộc sông Tuy nhiên, giá thành của nhữngsản phẩm này vẫn còn khá cao so với thị trường Việt Nam, khó có khả năng đượcứng dụng rộng rãi.
Phương pháp quét đồng dạng (Triangulation) sử dụng camera và laser làphương pháp được sử dụng rat phố biến trên thế giới Nhiéu nhà nghiên cứu đãtìm cách cải tiễn độ chính xác khi sử dụng phương pháp như Soucy, Laurendeau,Poussart và Auclair [1] quan sát và đưa ra đặc tính phân bố vùng sáng của tialaser, Baribeau & Rioux [2] nghiên cứu ảnh hưởng của đốm sáng laser trong quátrình quét vật thé Curless & Levoy [3] đã dé xuất phương án cải tiễn độ chínhxác của phương pháp “ Irianglation” có sử dụng laser chỉ thị có tên là space-timeanalysis, ông cũng tong hợp các nghiên cứu trước đó và dé xuất giải pháp hoànchỉnh cho việc số hóa (Digitization) và tai xây dựng (Reconstruction) vật thê.Besl & McKay [4] dé xuất phương pháp ICP (Iterative closest point) sáp nhậpcác tập dữ liệu 3D Fukai & Xu [5] dé xuất phương án cải tiến cho ICP giúp tăngtốc độ xử lý dữ liệu số, ứng dụng sắp xếp dữ liệu online ngay trong quá trình
Trang 11Từ năm 2011, cùng với sự bùng phát của công nghệ 3D, phòng thí nghiệmrobotics Willow Garage [6] 6 Menlo Park, California cho ra đời bộ thư việnnguồn mở PCL với khả năng hỗ trợ hoàn hảo các thao tác xử lý với dữ liệu tậphợp điểm (pointclouds) và được sử dụng bởi nhiều công ty lớn như Leica, Nvidia,Toyota, Fotonic,
Ở Việt Nam, dé tài này còn khá mới mẻ, điển hình và mới nhất (đầu năm2014) trong công nghệ này là máy quét 3D giá rẻ của phòng TN trọng điểm quốcgia điều khiến số và kỹ thuật hệ thống (DCSELAB) DH Bách khoa TP.HCM.Tuy nhiên, chiếc máy này năm ở một phân khúc cao, đối tượng vẫn còn bó hẹptrong phạm vi của ngành cơ khí, chưa hướng đến đối tượng người dùng bình dânvà yêu thích công nghệ.
1.2 Ứng dụng của máy quét 3DCác phương pháp số hóa và tái dựng 3D được ứng dụng cực kỳ rộng rãi trong kỹthuật chế tạo, đồ họa, mô phỏng, khoa học thám hiểm, y khoa và san phẩm tiêudùng Các ứng dụng pho biến nhất sau đây được dé cập trong [3]
1.1.1 Kỹ thuật thiết kế ngược (Reverse engineering)Hau hết các linh kiện sản xuất ngày nay được thiết kế bằng các chương trìnhCAD (Computer Aided Design) Tuy nhiên, trong một số trường hợp, linh kiệncần thay thế thuộc về hệ thong cũ, không có model trên máy tính hoặc đã duocsửa đối băng thủ công trong quá trình bảo dưỡng, sửa chửa máy Trong nhữngtrường hợp này, nếu linh kiện này không còn được lưu giữ mẫu hoặc khuông thìcông việc chế tạo lại linh kiện thay thế phải thực hiện bang cách tháo linh kiệnhỏng khỏi hệ thống, số hóa nó và xây dựng lai model trên máy tính dé sản xuấtlại.
1.1.2 Hợp tác thiết kế (Collaborative design)
Trang 12nhưng mô hình này hoàn thành, người ta tiến hành số hóa nó dé lưu trữ trên máytính Dữ liệu số này sau đó được gửi đi đánh giá tính khả thi cũng như và phầntham khảo trên các chương trình CAD để thiết kế lại cho phù hợp với việc chế
tạo nguyen mẫu thực
1.1.3 Kiểm tra (Inspection)Sau khi nha sản xuất đã tao được model của vật thé, dù bang phương pháp sốhóa hay trực tiếp thiết kế trên CAD đi nữa, vẫn có rất nhiều cách khác nhau đểchế tạo nó nhăm làm vật mẫu hoặc tạo ra quy trình công nghệ Sản phẩm tạo raban đầu lúc nào cũng xuất hiện sai số so với mong muốn trong thiết kế Bằngphương pháp quét 3D và dựng lại model của sản phẩm mẫu, người ta xác địnhđược sai số khi chế tạo từ đó có những thay đối trong phương pháp sản xuất hoặcthiết kế dé cho ra sản phẩm đúng như mong muốn
1.1.4 Hiệu ứng và giải trí (Special effects, games, and virtual worlds)Hiệu ứng đồ họa là phần quan trọng không thể thiếu và ngày càng phát triểntrong công nghiệp giải trí bao gồm điện ảnh, trò chơi, vâng vâng Tất cả các ứngdụng 3D như trên đều yêu cầu mô hình hóa từ thế giới thực hoặc từ các thiết kếbằng tay như đất sét bởi những nghệ nhân làm trong lĩnh vực nghệ thuật Quátrình số hóa vật thé vật lý như vậy là bước đầu tiên dé hiện thực hóa không gianao trên máy tính.
1.1.5 Bao tàng trực tuyến (Dissemination of museum artifacts)Những hiện vật trong bảo tàng luôn là niềm say mê với các nhà khoa học vànhiều người khác Theo truyền thông, dé thay được những hiện vật này, người taphải đến bảo tàng và trải nghiệm một cánh đơn điệu không có tương tác (chạm,cầm năm) Băng việc số hóa các hiện vật, tat cả mọi người ở bat ky đâu đều cókhả năng khám pha, trải nghiệm chúng một cách trực quan bằng giao diện tươngtác với đối tượng đồ họa 3D
1.1.6 Y khoa (Medicine)Ứng dụng của đồ họa 3D cũng rất rộng rãi trong y khoa Bằng việc mô hình hóa
Trang 13rang, CÓ thé được thiết kế một cách chính xác, mang lại sự thoải mái chongười sử dụng Các bộ phận nội tạng bằng plastic cũng có thể được thiết kế phùhợp với vị trí được cay ghép dựa trên công nghệ 3D Trong quá trình xa tri, bácsĩ cũng dễ dàng điều hướng cho thiết bị một cách chính xác dụng trên model đồhọa của bệnh nhân.
1.1.7 Mua sắm tại gia (Home shopping)Với sự phát triển của thương mại điện tử, nhà bán hàng có thé pho biến mô hình3D của sản phẩm lên internet Khách hàng của họ sẽ có thể trải nghiệm sản phẩmmột cách trực quan và có thể tương tác bằng mô hình đó, mang lại khả năng trảinghiệm hàng hóa tiên tiễn và hiệu ứng quản bá sản phẩm mạnh
1.3 Các phương pháp số hóa vật théRất nhiều phương pháp xử lý dữ liệu hình học đã được phát triển từ thể kỷ trước.Hau hết các phương pháp này đi theo 2 hướng chính đó là: chủ động hoặc bịđộng Các phương pháp thụ động tiếp cận theo hương không làm ảnh hưởng đếnvat thé được quét trong khi các phương pháp chủ động thường tạo ra sự tiếp xúcvới vật thể hoặc tác động một năng lượng nhất định lên nó Đối với cộng đồngnghiên cứu về thị giác máy tính, hầu hết tập trung lên phương pháp thụ động, xửlý, định dạng vật thể dựa trên các bức ảnh số Các phương pháp thị giác máy tínhcó thé kế đến như căn cứ vào hướng chiếu sáng của ảnh don, phương pháp stereodùng ảnh kép, sự đồ bóng, Các phương pháp này không sử dụng nhiều phầncứng đặc biệt, vì thé chúng cũng cho kết quả với độ chính xác không cao dé cóthé áp dụng vào một số ứng dụng cụ thé
Trang 14Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Active shape acquisition
| Non-contact |
Reflective TransmissiveCMM
Ỳ
ỲNon-optical Industrial CTVv Vv Ỳ
Microwave radar Sonar Optical
\ v Vv Ỷ vTriangulation Interferometry A ove erin Active stereo Imaging Radar
Moire Holography
Hình 1.1 Các phương pháp chủ động xác định hình dạng của vật thé @!Ở phan tiếp theo của mục này dé cập đến các phượng pháp số hóa chủ độngđã và đang được sử dụng Hình 1.1 mô tả rõ hơn về các phân loại đang đượctrình này, nội dung của phép phân loại này được tham khảo tại [7] Trong số cácphương pháp này, ta có thể phân loại thành 2 loại chính đó là: có tiếp xúc vàkhông tiếp xúc Với phương pháp tiếp xúc, một que thăm với đầu đo được gắnvà một cánh tay máy hoặc hệ thông pulley có cảm biến tại các vị trí khớp xoay.Vị trí của đầu đo được xác định dựa vào vị trí xác định được ở các khớp Người
dùng đưa đầu đo vào các vị trí trên bé mặt của vật thé va ghi nhận các thông sé
Hệ thống CMM (Coordinate Measuring Machines) có độ chính xác cực ky caovà đắt tiên Chúng vẫn được sử dụng là công cụ kiểm tra chính trong các nhàmáy chế tạo chính xác Một số nhược điểm của phương pháp này là: Cham, khóthao tác, thường đòi hỏi sự vận hành của con người, phải tạo ra sự tiếp XÚC, cóthê không phù hợp với vật thé dé bị phá hủy
Trang 15Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Hình 1.2 Một loại máy CMMVới phương pháp không tiếp xúc, thông thường người ta chiếu một luồn nănglượng vào vật thể, sau đó ghi nhận năng lượng xuyên qua hoặc phản xạ từ vậtthé Phương pháp chụp CT (Industrial Computed Tomography) phóng một chumtia năng lượng cao (tia X) qua vật thé va do dac năng lượng xuyên qua nó ở nhiềuhướng khác nhau Thông tin này dùng để xây dựng lại thông tin về hình dạngcủa vật thé Nhìn chung, ưu điểm của phương pháp này là có thé quét được bêntrong vật thể, không nhạy cảm với các bề mặt vật thể có tính phản xạ cao Tuynhiên, nhược điểm của chúng là rất đắt tiền, nhạy cảm với sự thay đôi mật độ vậtchât, và có nguy hại đên sức khỏe vì sử dụng tia năng lượng cao.
Trang 16sóng âm hoặc siêu âm để xác định khoảng cách đến vật thể bằng cách đo thờigian cần thiết để một xung sóng âm hoặc siêu âm phát ra và phản xạ về từ vậtthể Biên độ hoặc tần số liên tục cũng có thé được sử dụng kết hợp bằng cách đođộ lệch pha hoặc lệch tần số phản xạ về Phương pháp định vị bằng sóng âm chođộ chính xác không cao Phương pháp siêu âm được sử dụng nhiều trong cácphép đo khoảng cách lớn.
Cuối cùng của phần phân loại này là các phương pháp phản xạ quang học.Với các phương pháp này, một nguồn sáng có cau trúc xác định được chiếu lênvật thé Bang cach đo đạc su phan xa từ bé mặt vật thé, ta xác định được hìnhdạng của nó Các pháp này an toàn hơn nhiều so với phương pháp chụp CT đềcập bên trên Nhược điểm của chúng là chỉ đo đạc được hình dạng mặt ngoài củavật thể Các phương pháp này bao gồm phương pháp radar ảnh (image radar),giao thoa (interferometry), lay nét (depth-from-defocus), stereo chủ động (activestereo) và phương pháp đồng dang (triangulation)
Phương pháp radar ảnh có nguyên lý hoạt động tương tự với phương phápsử dụng sóng siêu âm nhưng ở tan số của sóng ánh sáng Với những vật thé lớn,phương pháp này cho độ chính xác rất tốt Với những vật thể nhỏ, với khoảngcách nhỏ hon 1 mét, phương pháp nay đòi hỏi phần cứng điện tử rat tinh vi vớitần số lay mẫu cực kỳ cao vì thời gian sai khác đến 10°! giây [7]
Trong phương pháp giao thoa, người ta chiều một mẫu (patern) ánh sáng thayđối có chu kỳ lên bề mặt vật thé, sau đó cho giao thoa sánh ánh sáng phản xạ vềvới mẫu Thông tin giao thoa này sau đó được xử lý dé lay được hình dạng Tuynhiên phương pháp này không cho độ chính xác cao.
Stereo chủ động sử dụng 2 hoặc nhiều camera để quan sát các đặc điểm đặctrưng của vật thể Nếu đặc điểm này được xác định trên cả 2 camera, 2 đườngthăng đi qua điểm này trên 2 bức hình sẽ cắt nhau tại | vị trí trên vật thé thực
Xác định hình dạng dựa trên điểm lẫy nét là phương pháp dựa trên tính chấtmờ đi của vật thể khi chúng ở càng xa điểm nét của camera Tính toán độ mờcủa những vi trí trên bức ảnh giúp xác định được vi trí của chúng so với camera.
Trang 17Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Một trong những phương pháp được sử dụng nhiều nhất trong tất cả làphương pháp đồng dang (Triangulation) Day là phương pháp đơn giản, hiệu qua,dễ áp dụng với chi phí thấp, độ chính xác chấp nhận được và được lựa chọn đểthực hiện trong đề tài này Cụ thể về phương pháp được trình bày ở chương tiếptheo.
14 Mục tiêu dé tàiĐề tài được thực hiện nhăm tiếp cận, học hỏi công nghệ 3D còn mới mẻ vàtìm kiếm phương án khả thi để phục vụ nhu câu trong nước với mức đầu tư thấp,có khả năng pho biến đến nhiều đối tượng người dùng bình dân, ứng dụng trongcác lĩnh vực không đòi hỏi khắc khe về độ chính xác như gial tri, mua săm online,hobbie, sinh viên nghiên cứu,
Kết quả của đề tài là xác định được phương pháp khả thi cho việc chế tạo mộtmáy quét 3D đơn giản nhất, tạo được nên tảng phần mềm cơ bản để phát triểncác sản phẩm hoàn thiện, hướng đến đối tượng người dùng bình dân, sinh viênnghiên cứu khoa học.
Dé xây dựng mô hình 3D của một vật thé trên máy tính, về cơ bản có 2 bướcchính: Số hóa (Digitization) và tai dựng (Reconstruction)
- §6 hóa (Digitization): Từ vat thé có hình dạng nhất định, bằng phươngpháp quét 3D thu được đám mây điểm bề mặt vật thể dưới dạng tọa độ số.Có 2 bước nhỏ hon trong bước này là phan số hóa (Digitation) dé lay sốliệu thô và van xử lý dữ liệu thô sau khi quét (Post-processing)
- Tai dựng (Reconstruction): Tu dam may điểm của vat thé sau quá trình sỐhóa, tạo lưới (mesh) và xây dựng thành mồ hình vật thể hoàn chỉnh
| Digitization Surface
Reconstruction >
Model
| Vat thé 3| PointCloud ¡
Trang 18- Tim hiểu va thử nghiệm số hóa (Digitization) vật thé thành dữ liệu trênmáy tinh băng phương pháp đồng dạng (dé cập ở Chương 2).
- Ap dụng két quả nghiên cứu săn có dé nang cao độ chính xác của phươngpháp quét trên.
- Ung dụng tôi đa các bộ công cụ miễn phí và phan cứng đơn giản dé giảmgiá thành cho sản phẩm
1.5 Phương pháp nghiên cứuĐể thực hiện được, dé tài cần khai thác và áp dụng nhiều kiến thức mới về lĩnhvực ảnh và xử lý ảnh cũng như nhiều ngôn ngữ lập trình và phương pháp lậptrình mới mẻ Tác giả bắt đầu với các tìm hiểu cơ bản về ảnh, camera, màu, cácphương pháp xử lý và hiện thực bằng các ngôn ngữ lập trình
Sau khi năm được các kỹ năng cơ bản về ảnh và xử lý, tác giả tham khảonhiều tài liệu liên quan đến kỹ thuật quét 3D, liệt kê những phương pháp quéthiện có, dựa trên ưu nhược điểm của chúng và lựa chọn phương án phù hợp vớidé tài
Một mô hình hoàn chỉnh của máy quét được chế tạo để thử nghiệm nhữnggiải thuật đã chọn và kiểm tra độ chính xác, tìm kiếm phương án cải tiễn và đềxuất các hướng phát triển trong tương lai cho đề tài
1.6 Kết qua đạt được- - Thực hiện được phép số hóa vật thé (Digitization), xây dựng được mã
nguồn và thiết kế phần cứng co bản, làm nên tảng dé phát triển các sảnphẩm máy quét 3D giá thành thấp
- _ Chế tạo được nguyên mẫu máy quét 3D dé thử nghiệm.- _ Xây dựng được chương trình xử lý và giao diện người dùng trực quan.1.7 Bồ cục đề tài
Chương 2 phân tích cơ sở lý thuyết của phương pháp quét đồng dạng (phươngpháp được chọn áp dụng trong đẻ tài) và trình bày mục tiêu thiết kế cho mẫu thửnghiệm.
Trang 19TT ^^ Plas ee Necktie XIN Ra NHÀ NTK VI PK VY VI CC 2Ÿ
Chương 3 là nội dung của quá trình chê tạo, những công việc cần chuân bị vàthực hiện, các công cụ và ngôn ngữ đã được sử dụng, các ưu nhược điêm vàphương pháp khắc phục cho máy quét đạt độ chính xác cao hơn
Kết quả thử nghiệm sản phẩm được trình bày ở Chương 4, dé tài tiến hànhphân tích dữ liệu thu được Sau đó rút ra các kết luận về tính khả thi của đề tàicũng như dé xuất các phương án để tiếp tục phát triển ở Chương 5
Trang 20CHƯƠNG 2 :CƠ SỞ LÝ THUYET VÀ THIET KE
Ở chương này, báo cáo trình bày về nguyên lý của phương pháp quét đã lựa chọnlà phương pháp quét đồng dạng cùng thông số mục tiêu thiết kế cho máy quétthử nghiệm.
2.1 Cơ sở lý thuyết2.1.1 Nguyên lý phương pháp quét đồng dạng
Phương pháp đồng dạng (Triangulation) được sử dụng rất rộng rãi trong cácứng dụng quét 3D hiện nay Phương pháp này sử dung | camera, | đèn laser va1 cơ cau dé xoay vat thé can quét Vật thể cần được quét được đặt trên một bànxoay Truc của bàn xoay song song với mặt phăng camera Mặt phẳng laser phátra chứa trục của bàn xoay Camera có cạnh dưới song song với mặt bàn xoay,trục quang của camera cắt trục bàn xoay tại 1 điểm xác định Khoảng cách từtrục bàn xoay đến pinhole là L xác định Mặt phăng laser tạo với trục quang củacamera một góc 0.
Hình 2.1 mô tả nguyên lý của phương pháp quét đồng dang sử dung | cameravà 1 đèn laser Trong không gian 3D, một mặt phăng ánh sáng laser được chiếulên bề mặt vật thể tạo nên một đường sáng dọc theo bề mặt vật thé Vị trí trungtâm của đường ánh sáng laser ghi nhận trên cảm biến ảnh thé hiện chính xác vịtrí chiếu sáng trên vật thể thực, từ các thông số ảnh và vị trí tương đối giữacamera, đèn laser và bản xoay vật thể, ta xác định được tập hợp tọa độ các điểmtrên bề mặt vật thể nơi được laser chiếu sáng Hình dạng cuỗi cùng của vật théđược xác định bang cách xoay nó dé tia laser quét qua khắp bề mặt của vật thé.Sự sai số có thé xảy ra tùy theo sự thay đối hình dạng và hệ SỐ phản xạ của bềmặt vật thể
Trang 21Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Camera Laser
Hình 2.1 Bồ trí các thành phan cấu thành của một máy quét 3D laserThủ tục thực hiện một lần quét vật thé được thé hiện như Hình 2.2 Sau khibật đèn laser, camera ghi khung hình thứ nhất, thuật toán xử lý tìm kiếm trêntừng dòng điểm ảnh của bức ảnh chụp được để tìm ra vị trí của điểm sáng lasertrên bề mặt vật thé, từ đó tính toán tọa độ của điểm đó Khi thuật toán quét đếndòng cuối cùng của bức ảnh, bàn xoay được điều khiến xoay đi một góc chotrước và thuật toán tìm kiếm vị trí laser và tính tọa độ lại được gọi và cứ như vậyđến khi vật thé được xoay hết 1 vòng quanh bàn xoay Góc xoay vật thé càngnhỏ thì độ phân giải của kết quả cảng cao nhưng làm chậm đi tiến trình quét, tậphợp điểm thu được cuối cùng cũng có thể sẽ có kích thước quá lớn Vì vậy phảitùy vào yêu câu chính xác cũng như cấu tạo hình dạng của vật thể mà thiết lậpgiá tri bước quay phù hợp.
Trang 22Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Calculate the coodinate of pointRotate table 1 step
The last step
Phương pháp quét như trên giúp giảm yêu cầu về phần cứng nhưng vẫn đảmbảo tính chính xác cho phép quét, tuy nhiên làm tăng thời gian quét cần thiết.2.1.2 Phương pháp xác định tọa độ một điểm trong không gian
Phương pháp xác định tọa độ dưới đây được tham khảo từ phương pháp quétbằng laser được giới thiệu trong [7] Hình 2.3 mô ta vi trí đường laser chiếu trênvật thé và tọa độ của một điểm trên đường này trong hệ tọa độ camera Với mộtđiểm P nằm trên bề mặt vật thể nơi ánh sang laser có thể chiếu đến và camera có
thể nhìn thấy, gọi tọa độ cua nó trong hệ tọa độ camera là P(X, yo, Zo) Toa độ
điểm P được xác định dựa trên các thông số ảnh, camera và vị trí tương đối củacamera, bàn xoay và mặt phăng đèn laser như đã nêu Việc xác định tọa độ này
Trang 23Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
được chia làm 2 bước: Xác định xo, Zo bằng cách giải hệ phương trình tuyến tínhvà xác định yo khi đã có zo.
„Z~~*»„ Laser curve on object
L: khoảng cách từ camera đến trục bàn xoay.ƒ: tiêu cự của camera.
D: khoảng cách giữa camera và đèn laser.d: khoảng cách từ trục đứng của ảnh đến vị trí điểm ảnh trên đường laser theophương ngang.
h: khoảng cách từ trục ngang của ảnh đến vị trí điểm ảnh trên đường lasertheo phương dọc.
Trang 24Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Trang 25Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Trang 26Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Bên cạnh đó, sau mỗi lần chụp và xử lý I bức ảnh, bàn xoay sẽ xoay di 1 góca xác định trước dé thực hiện bước xử lý tiếp theo Dé xây dựng tập hợp điểm
Thời gian quét tôi đa 10 phútĐộ phân giải bàn xoay <=1°/lan xoay
Thông số độ dịch chuyền nhỏ nhất mong muốn của bàn xoay là 1°/1 lần xoaysuy ra cần sử dụng động cơ có số bước lớn hơn hoặc bằng 360 bước/vòng Thiết
Trang 27cuối là 12bit (4096 bước) Nhu vậy, mỗi lần xoay bàn xoay | độ, động cơ cầnxoay 11.38 bước Chọn lại số lần xoay tôi đa là 512/360°(độ phân giải 0.703125°)suy ra mỗi lần xoay bàn xoay, động co dịch chuyên 8 bước.
Với các loại camera phố biến hiện nay, các thông số thường thấy là loại640x480 px, tiêu cự f= 3.5mm, kích thước cảm biến 1/6”(2.4x1.8mm) Dé đạtđược độ phân giải tập hợp điểm thu được bé hơn 0.5mm, khoảng cách từ camerađến vật thé cần nhỏ hơn 467 mm Góc mở của camera thông thường nhỏ hơn 60°suy ra để đặt kích thước quét 100mm, khoảng cách từ camera đến vật thể cầnlớn hơn 87mm Theo tính toán như trên, dé tài chọn khoảng cách thiết kế L từcamera đến vật thé là 200mm Sau khi chế tạo thân máy, khoảng cách L sẽ đượctính toán lại một cách chính xác sau bước ca-lip.
Trang 28Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
CHUONG 3 CHE TẠO MAY QUÉT THU NGHIỆM
Với nguyên lý hoạt động và cau tạo như đã dé cập ở chương trước, nguyênmẫu thử nghiệm máy quét 3D được chế tạo với quá trình chi tiết nêu trongchương này bao gồm các nội dung: Cấu tạo và chức năng các phần cứng của máyquét, phương án calip, phương án sử dụng và thiết kế phần mềm, giải thuật xửlý.
3.1 Cau tạo phan cứng của máy quétHình 3.1 mô tả sơ đồ kết nỗi phan cứng của máy quét thử nghiệm, các thànhphân chính bao gồm Ï máy tính cá nhan, camera, đèn laser, động cơ bước vàmạch điều khiên.
PC —| Interface |——> MCU —>> Laser
Mạch điều khiến là cầu nối giữa máy tính và thiết bị, làm nhiệm vụ nhận vàxử lý câu lệnh từ máy tính, phản hồi trạng thái cho máy tính, cung cấp chươngtrình điều khiến động cơ đúng như mong muốn và điều chỉnh độ sáng cho laser.Việc điều chỉnh độ sáng của laser có ý nghĩa rất quan trọng đối với độ chính xác
Trang 29Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
cho phụ hợp Thao tác này được thực hiện thông qua giao diện điều khiến trênmáy tính.
Hình 3.2 Arduino nano V3.0Arduino là tên gọi của bộ hardware và software mã nguồn mở rất pho biếnchạy trên nền các MCU ATmega của AVR Cùng ưu điểm giá thành thấp, môitrường phát triển thân thiện và liên tục được cập nhật tính năng và phiên bản mới.Đề tài sử dụng bộ phần cứng và môi trường phát triển này để nhanh chóng chếtạo được prototype, áp dụng các thuật toán đã nghiên cứu.
oo) x
File Edit Sketch Tools Help
void serialEvent() {data = Serial.readStringUntil('\n');char code = data.charÄt(0];
switch{code}) {case !]';
Trang 30Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
đề tài Nhược điểm lớn nhất của loại động cơ này là có độ rơ nhất định ở đầucuối Tuy nhiên, với đặt thù chuyên động rất chậm và chỉ theo 1 chiêu trong khihoạt động.
Hình 3.4 Động cơ bước có hộp số 1/64 cho 12bit độ phân giải đầu ra cùng
driver ULN2003 di kèmVới ưu điểm pho biến, bền, dễ chế tạo bang phương pháp cắt laser, dé tài lựachọn vật liệu PolyCarbonat dé chế tạo khung thân cho máy quét thử nghiệm
FETT VV FETT
Oo oOo oOo oO 6
Trang 31Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Trang 32Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Trang 33Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
3.2 CameraCamera tiếp nhận hình anh cua vật thé trong khi đèn laser làm phương tiệnchỉ thị cho việc xác định tọa độ của vật thể Camera có 2 ảnh hưởng đến chấtlượng máy quét: độ phân giải và kích thước của cảm biến Độ phân giải càng caocho chat lượng quét càng chính xác, tuy nhiên đòi hỏi máy tính phải xử lý tác vụtính toán nặng nề hơn và kết quả cuối cùng có thé là một tập hợp điểm rat lớn.Kích thước cảm biến cũng rất quan trọng Cảm biến có kích thước càng lớn cho
chất lượng điểm ảnh càng cao, từ đó hình ảnh thu được không bị nhiễu loạn, quá
trình xác định vi trí tâm sáng laser trở nên chính xác hơn Đề tài này sử dụng mộtcamera 1/6” f = 3.5mm có độ phân giải 640x480 điểm anh, cho độ chi tiết củavật thê 0.2143mm ở khoảng cách 200mm
Hình 3.8 Module camera 1/6” 640x480 điểm anhThiết bị cảm biến có thông số không bao gid hoàn toàn chính xác như nhàsản xuất mong muốn Với những ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao về vị trí củađiểm ảnh, ta cần thực hiện ca-lip cho cảm biến trước khi sử dụng
3.2.1 Ca-lip cho camera
Lý thuyết ca-lip sau đây được tóm tat từ Matlab reference documents [8]
Trang 34xin đa spay ety ese cổ VÀ NV ƯY, XÃ SN tậu Neat SENS Với MÀ RN K KG
Toa độ [cx, cy] là vi trí của tâm quang (optical center) thực tế của cameratrên ảnh Khi trục x và y của cảm biên vuông góc với nhau, hệ sô biên dạngs bang 0
Sự bóp méo anh ở cự ly gan cũng xảy ra do cấu tao của thấu kính camera.Quá trình ca-lip cũng cho ra thông số của sự sai lệch này Tọa độ điểm ảnh bị
méo được gol la (Xdistorted,
Vdistorted)-Xsistoned = x(1 + kor’ +ky‹r ` +k, °)
Trang 35Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
negative radial distortion no distortion positive radial distortion“pincushion” “barrel”
Hình 3.9 Sự bóp méo ảnh do cấu tạo thấu kính.Quá trình ca-líp thực hiện theo các bước sau: (Lưu ý hiệu chỉnh laser trướckhi thực hiện)
- _ Đặt 6 bàn cờ lên bàn xoay của máy, cố định vị trí của nó trên bàn máy.- Lan lượt xoay bàn máy một góc bất kỳ và ghi lại 1 khung hình từ
camera Mặt bàn cờ phải trong vùng quan sát của camera.- Lap lại bước trên khoảng 10 — 20 lần
- Chup | khung hình ở vi trí của dụng cụ ca-lip mà đường laser trung với2 đường đã được đánh dấu trên dụng cụ (thông số ca-lip từ bức hìnhnày sẽ được sử dụng ở phan 5.2)
Trang 36Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Sử dụng CameraCalibrator toolbox của Matlab để thực hiện calib camera.Kết quả của quá trình này cho ta ma trận thông số nội, ngoại và hệ số méo(distortion) cua cảm biên.
prepare images
Hình 3.11 Thủ tục thực hiện ca-lip trên Matlab CameraCalibrator toolbox '*!
Với CameraCalibrator, sử dụng input trong khoảng từ 10 — 20 tam hình chụpô bàn cờ Trong dé tài này, tác giả đặt dụng cụ ca-líp lên bàn xoay, xoay một gócbất kỳ và chụp hình cho đến khi đạt số lượng hình thích hợp
Pic (1) Pic (2) Pic (3) Pic (4) Pic (5)
Pic (6) Pic (7) Pic (8) Pic (9) Pic (10)
Pic (11) Pic (12) Pic (13) Pic (14) Pic (15)
Hình 3.12 Tap dit liệu phục vu cho việc ca-lip cameraKhởi động cameraCalibrator trong Matlab với câu lệnh cùng tên Giao diệncho ta nhập tập ảnh trực tiếp bằng nút ADD Sau khi import ảnh, toolbox tự độngxử ly và xác định vi trí cua 6 bàn cờ Sau khi import thành công st liệu anh, nhẫnCalibrate và chờ toolbox xử lý Sauk hi xử lý xong, xuất kết qua ra workspacebằng cách nhấn ‘Export Camera Parameters’ Các loại thông số thu được nhưHình 3.14.
Trang 37Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
| Image ?¿ | Reprojection Errorsx] Extrinsies 3|
~) Detected points+ Reprojected pointsCheckerboard origin
Hinh 3.13 Giao dién su dung cua CameraCalibrator toolboxKhởi động thuật toán ca-líp của toolbox với dữ liệu đã nhập, thông số cho rađược xuât và workspace, ta thu được các thông sô mong muôn.
Property «
CH TangentialDistortionHH WorldPoints
lave} WorldUnits
Ix⁄| EstimateSkew
+H NumRadialDistortionCoefficientsIx⁄j EstimateTangentialDistortion+H TranslationVectors
CH ReprojectionErrors+H NumPatterns
[0,0]
42x2 double
20x3 double42x2x20 double20
[661.3325,0,0;0,664.4434,0;312.1731,255.0559, 1]0.1881
3x3x20 double
Min-0.3840
13.1048-0.52282000.1881-0.9999
0.022178
228.245620664.44340.18810.9995
Với tap dữ liệu ảnh đã sử dung, thông số camera của máy quét thu được như
Sau:
Trang 38Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
Extrinsic Parameters Visualization
Y (mm)
Hình 3.15 Biéu diễn thông số ngoại sau quá trình ca-lip
Mean Reprojection Error per Image0.35 M T T T
0.30.25=nm0.15
Mean Error in Pixels = =0.05
— — Overall Mean Error: 0.19 pixels0 5 10 15 20 25
Images
Hình 3.16 Sai số hiệu chỉnh trung bình cho từng mâu hình sử dungMa trận thông sô nội của camera:
` 0 0l [6613 0 0K=|s f, 0|=| 0 66444 0c, c, 1] [312.17 255.10 1
Hệ số biến dạng anh: [k, k, k,]=[0.0221 —03840 0]
Trang 39Luận văn tốt nghiệp cao học Cơ điện tử | Máy quét 3D
3.2.2 Xác định khoảng từ camera đến trục bàn xoayYêu câu:
Quá trình quét đòi hỏi trục bàn xoay song song với mặt phang cảm biến vàvuông góc với cạnh dưới của cảm biến Trong phạm vi dé tài nay, coi độ nghiênlệch của trục bàn xoay là rất nhỏ, đề tài đi tìm khoảng cách L từ pinhole camerađến trục của bàn xoay Thong sỐ này được sử dụng để tìm được chính xác tọa độcủa điểm được laser chiếu sáng trên vật thé tuân theo nguyên lý ở mục 2.1
Phương pháp:
Với phần cứng bàn xoay và camera không thay đổi được, việc hiệu chỉnh saisố được thực hiện bằng phần mềm trong lúc tính toán tọa độ Phương pháp nàydựa trên việc xác định phương trình đường thắng trục quay của bàn xoay từnhững thông số ngoại lay được trong quá trình ca-lip camera ở phân trên
Các bước hiện thực:Từ quá trình ca-lip camera đã thực hiện, chọn ra 3 bộ thông số ngoại của 3bức ảnh bất kỳ Các thông số này bao gồm: Ma trận xoay roar và vector tịnh
tiễn sat của hệ tọa độ gẵn trên bàn cờ về hệ tọa độ sốc sat chính là tọa độcủa sốc tọa độ gẵn trên bàn cờ trong hệ tọa độ sốc
Trên thực tế, bàn cờ đang thực hiện phép xoay quanh trục của bàn xoay trongquá trình ca-líp Với các thông số đã biết, trục xoay này được xác định băng cáchgiao hai mặt phang phân giác của 2 cặp vị trí bàn cờ bất kỳ