Wofür steht der Name “DAVID”?
Es ist einfach nur der Name für eine kleine, aber mächtige Software zwischen all den Goliaths… 
Wie funktioniert DAVID?
Das Konzept wurde als Paper bei der Deutschen Arbeitsgemeinschaft für Mustererkennung (DAGM) veröffentlicht. Es kann hier heruntergeladen werden: Low-Cost Laser Range Scanner and Fast Surface Registration Approach
Gibt es ein Forum über DAVID?
Ja. Bitte zögern Sie nicht, dort Fragen, Antworten oder Kommentare zu posten! Forum
Wie genau sind die Scan-Ergebnisse?
Sie sind überraschend gut! Natürlich hängt dies von der verwendeten Hardware und dem Aufbau ab (Abstand der Kamera, Größe des Objekts, Beleuchtungsbedingungen, Triangulationswinkel, Qualität des Kalibrierkörpers…). In unserem Aufbau mit einer hochwertigen Graubildkamera, einem gut fokussierten 5-mW-Laser, einer Objektgröße von ca. 50 mm, einem Kameraabstand von ca. 600 mm, und einem vernünftigen Triangulationswinkel von ca. 30°, haben wir Fehler von weniger als 0.4 mm gemessen. Im Allgemeinen ist der Fehler kleiner als 1% des Kameraabstands.
Bemerkung: Wenn Sie die Kamerakalibrierung korrekt durchführen, wird das 3D-Modell nicht nur die Form des Objekts nachbilden, sondern auch über einen korrekten absoluten Maßstab verfügen! Es gibt viele Dinge, die die Scan-Qualität verbessern.
Welche Auflösung des Dreiecksnetzes kann mit Webcams erreicht werden?
Sie erhalten genau einen Punkt (Mesh-Vertex) pro Objekt-Pixel. Wenn Sie z.B. eine 1,3-Megapixel-Kamera benutzen und Ihr Objekt ungefähr ein Drittel des Kamerabildes bedeckt, bekommt man ungefähr 450 000 Punkte. Aber vergessen Sie nicht: Auflösung und Genauigkeit des Dreiecksnetzes sind zwei unterschiedliche Dinge.
Welche Art von Kamera / Laser würden Sie empfehlen?
Bevor Sie teure Hardware kaufen, empfehlen wir, die ersten Experimente mit günstiger Hardware durchzuführen. So sehen Sie, ob die Qualität ausreichend für Sie ist bzw. welche Probleme auftreten. Zuerst sollten Sie versuchen, so viel wie möglich durch Verbesserung des Aufbaus zu lösen (Kameraeinstellungen, Umgebungslicht, Hintergrundfarbe, Objektfarbe, Präzision des Kalibrierkörpers).
Die Kalibrierung funktioniert, aber ich bekomme keine 3D-Daten beim Scannen. Stattdessen erscheint die Fehlermeldung “LASERLINIE NICHT ERKANNT”. Was ist das Problem?
DAVID ist nicht in der Lage, die Laserlinie im Kamerabild zu erkennen. Dafür kann es mehrere Ursachen geben:
Während des Scannens erhalte ich die Fehlermeldung “SCHNITTWINKEL ZU GERING” Was bedeutet das?
Sie müssen den Laser an eine andere Position halten (in den meisten Fällen: höher). DAVID berechnet 3D-Koordinaten, indem er die Laserlichtebene mit den “Sichtstrahlen” der Kamera schneidet. Deshalb darf die Laserebene nicht zu nah an der Kamera sein.
Meine Oberfläche ist stark verrauscht/zackig. Wie kann ich das reduzieren? Solche Fehlmessungen werden oft durch unerwünschte Laser-Reflektionen an der Objektoberfläche verursacht. Versuchen Sie, die Belichtungszeit/Blende/Helligkeit… der Kamera zu reduzieren, sodass nur eine einzelne Laserlinie (ohne Reflexionen) im Kamerabild sichtbar ist. Des Weiteren können Sie Rauschen reduzieren, indem Sie die Smooth-Funktionen (mehrfach) starten und/oder den Laser häufiger über das Objekt bewegen. Wenn dies nicht hilft, können Sie eventuell das Objekt mit einer matten Farbe oder einem Puder versehen.
Wie kann ich größere oder kleinere Objekte scannen?
Theoretisch können Sie den ganzen Aufbau beliebig hoch- oder herunterskalieren. Für sehr große Objekte werden Sie einen sehr großen Kalibrierkörper mit angemessen großem Kalibriermuster benötigen, und einen ausreichend kräftigen Laser. Für einen sehr kleinen Aufbau muss die Laserlinie so dünn wie möglich sein.
Hinweis: Anstatt zwei Wände im Hintergrund zu benutzen, können Sie auch einfach eine einzelne vertikale Wand zusammen mit dem Fußboden benutzen. Boden und Wand bilden einen perfekten “Kalibrierkörper”, wenn Sie die Kamera (und den Laser) um 90° drehen…
Wie kann ich dunkle Objekte scannen?
Das Scannen von eher dunklen Objekten ist schwierig. Eventuell können Sie das Objekt hell färben oder mit Puder versehen. Falls dies nicht möglich ist, hilf Ihnen vielleicht folgende Idee (allerdings nicht für richtig schwarze Objekte): Das Problem ist, dass nur wenig Laserlicht von dem dunklen Objekt reflektiert wird. Wenn man dies durch Vergrößerung der Blende und/oder Belichtungszeit der Kamera ausgleicht, wird die Laserlinie auf dem Hintergrund zu hell! Also ist unsere simple Idee, den Kalibrierkörper im Hintergrund ebenfalls abzudunkeln, sodass er ähnlich hell ist wie das Objekt. Natürlich muss er die gleiche Struktur haben wie bei der Kalibrierung, also könnten Sie die weißen Ausdrucke während des Kalibrierens benutzen und während des Scannens dunkleres Papier anbringen. Oder Sie aktivieren die “Invertieren”-Funktion im Kalibrier-Menü, um helle Kalibrierpunkte auf dunklem Grund benutzen zu können.
Kann ich eine Person mit offenen Augen scannen?
Davon möchten wir dringend abraten! Sie finden wichtige sicherheitrelevante Warnungen auf jedem kommerziellen Laser. Die beste Möglichkeit ist, den Kopf der Person mit geschlossenen Augen zu scannen und das 3D-Mesh hinterher zu bearbeiten. Die Unterschiede im Mesh zwischen einem offenen und einem geschlossenen Auge sind gering. Der Hauptunterschied macht sich in der Textur bemerkbar, und diese können Sie ohne Laser mit geöffneten Augen aufnehmen.
