Escáner Láser 3D

Abstract

En el presente trabajo se detalla el diseño y la construcción de un escáner 3D basado en tecnología láser. Este equipo basa su funcionamiento en un sensor de distancia, del tipo “tiempo de vuelo” (ToF), alrededor del cual se diseñó y construyó un sistema de sensado a fin de relevar la forma de la superficie exterior de objetos. Las diferentes partes constitutivas del sistema fueron o bien metálicas o diseñadas y construidas utilizando técnicas de impresión 3D basada en tecnología FDM. Esto último, facilita la reproducción del diseño. Por otro lado, se optó por utilizar herramientas de software libre en el diseño de las partes a fin de facilitar la modificación de las mismas y abrir la posibilidad de modificar el diseño propuesto en este trabajo. Además del diseño y construcción del hardware, también se trabajó en la implementación del software de gestión del mismo. Este permite, desde una aplicación gráfica, controlar diferentes aspectos del proceso de adquisición de los modelos. En este sentido, a fin de permitir la incorporación de nuevas funcionalidades y utilizar algoritmos matemáticos para el procesamiento de la información relevada, se utilizó guiEditor para construir la interfaz gráfica y GNU Octave como intérprete para la ejecución del sistema. Las acciones de control y comunicación con el escáner fueron realizadas también en GNU Octave, por lo que, considerando que se utilizó una placa Arduino UNO como sistema embebido, más allá de las acciones de control previstas en la implementación presentada se tiene la posibilidad de extender las funcionalidades del sistema a otros fines, propósitos y/o metodologías. Como resultado se obtuvo un escáner 3D que obtiene un registro de la forma de objetos y las convierte en una nube de puntos. Estas son un conjunto de datos donde se detallan coordenadas de puntos sobre la superficie de la pieza que permiten reconstruir la forma de interés. Este proceso se realizar en una etapa posterior y con herramientas dedicadas que que escapan a los alcances considerados en este trabajo. También se detallan todos los procesos de construcción en conjunto con los ensayos para dejar sentadas las bases de futuras ampliaciones o mejoras. Con el mismo propósito también se detalla el funcionamiento interno de la API de control de Hardware.