Fringe Pattern 3D

1 개요

물체에 투영된 프린지 패턴(Fringe pattern)을 조사하여 물체의 높이를 판단하는 알고리즘

2 알고리즘 상세 설명

Learn Images	Source Images	Destination Object

위 예시에서 사용된 Learn, Source 페어는 각 7 페이지이며, 2개의 페어를 사용하여 연산한 결과를 나타냅니다.

알고리즘 수행은 크게 Calibrate 과정과 Excute 과정으로 구성됩니다.
Calibrate 용 Learn 이미지 시퀀스와 Excute 용 Source 이미지 시퀀스는 서로 쌍을 이루기 때문에 동일 페이지 인덱스에서 투영되는 패턴의 위상이 서로 동일해야 합니다. 두 이미지 간의 차이점은 측정 대상 물체의 유무입니다.

위의 예시와 같은 일부 케이스의 경우, 패턴 투영 각도와 물체의 높이 및 길이로 인해 측정 불가 지점이 국소적으로 존재할 수 있으며, 이를 보완하기 위해 투영 각도를 달리한 여러 시퀀스 페어의 이미지를 입력할 수 있습니다. 이 경우, 서로 다른 페어에서 물체의 위치가 변경되지 않아야 합니다.

GUI 상에서는 입력할 페어의 수를 Add Data 버튼 및 Delete Data 버튼으로 변경할 수 있습니다.

3 파라미터 설정 및 사용 방법

Camera 파라미터 설정

• const CResult SetWorkingDistance(double f64WorkingDistanceMM)
  카메라와 바닥면 사이 거리를 설정합니다.
  • f64WorkingDistanceMM : 카메라와 바닥면 사이 mm 단위의 거리
• const CResult SetFieldOfView(double f64FieldOfViewMM)
  이미지 좌우 양 끝 사이 거리를 설정합니다.
  • f64FieldOfViewMM : 이미지 좌우 양 끝 사이 mm 단위의 거리
• const CResult SetAngleOfProjector(CMultiVar<double> mvF64AngleOfProjector)
  각 페어에 대한 프린지 패턴 투영 각도를 설정합니다.
  • mvF64AngleOfProjector : 패턴 투영 각도

Calibrate 파라미터 설정

• const CResult SetPatternType(EPatternType ePatternType)
  투영된 프린지 패턴의 타입을 설정합니다.
  • ePatternType : 패턴 타입
    • EPatternType_SineWave : 사인파 형식의 패턴 타입
    • EPatternType_SquareWave : 사각파 형식의 파턴 타입
• const CResult SetBinProcessingType(EBinProcessingType eBinProcessingType)
  연산 내부에 사용되는 자료구조의 구간 길이를 설정합니다.
  • eBinProcessingType : 내부 구간의 길이 설정 방법
    • EBinProcessingType_Auto : 자동으로 구간의 길이를 설정하는 모드
    • EBinProcessingType_Manual : 수동으로 구간의 길이를 변경하는 모드
• const CResult SetBinInterval(CMultiVar<double> mvF64BinInterval)
  구간 길이 설정 방식이 Manual 모드인 경우, 그 값을 설정합니다. 각 Learn-Source 페어 마다 값이 요구됩니다.
  • mvF64BinInterval : Manual 방식의 구간 길이
• const CResult SetLearnImage(CFLArray<CFLImage*>& flaImages)
  Calibrate 용으로 사용할, 빈 바닥면에 패턴을 투영한 Learn 이미지를 설정합니다.
  각 페어의 이미지는 여러 페이지로 구성되어 있으며, 투영되는 위상이 페이지 인덱스에 따라 선형적으로 변화해야 합니다.
  여러 페어에 대해 입력을 지원합니다.
  • flaImages : Calibrate 용 Learn 이미지, 바닥면 이미지

Execute 파라미터 설정

• const CResult EnableNoiseReduction(bool bNoiseReduction)
  실행 결과에 존재하는 노이즈 처리 여부를 결정합니다.
  • bNoiseReduction : 결과 노이즈 처리 여부
• const CResult SetSourceImage(CFLArray<CFLImage*>& flaImages)
  Execute 용으로 사용할, 측정 대상에 패턴을 투영한 Source 이미지를 설정합니다.
  각 페어의 이미지는 여러 페이지로 구성되어 있으며, 투영되는 위상이 페이지 인덱스에 따라 선형적으로 변화해야 합니다.
  여러 페어에 대해 입력을 지원합니다.
  • flaImages : Execute 용 Source 이미지, 측정 대상이 포함된 이미지

4 예제 코드

CFringePattern3D fringePattern3D;

CFLArray<CFLImage*> arrPFliLearnImage;
CFLArray<CFLImage*> arrPFliSourceImage;
CFLImage fliDestinationHeightMapImage;
CMultiVar<double> mvAngles(73.0, 105.0);

fringePattern3D.SetWorkingDistance(330.0);
fringePattern3D.SetFieldOfView(400.0);
fringePattern3D.SetAngleOfProjector(mvAngles);
fringePattern3D.SetPatternType(CFringePattern3D::EPatternType_SquareWave);
fringePattern3D.SetBinProcessingType(CFringePattern3D::EBinProcessingType_Auto);
fringePattern3D.SetDestinationHeightMapImage(fliDestinationHeightMapImage);
fringePattern3D.EnableNoiseReduction(true);

fringePattern3D.SetLearnImage(arrPFliSourceImage);
fringePattern3D.Calibrate();

fringePattern3D.SetSourceImage(arrPFliSourceImage);
fringePattern3D.Execute();

CFringePattern3D fringePattern3D = new CFringePattern3D();

List<Base.CFLImage> arrPFliLearnImage = new List<Base.CFLImage>();
List<Base.CFLImage> arrPFliSourceImage = new List<Base.CFLImage>();
CFLImage fliDestinationHeightMapImage = new CFLImage();
CMultiVar<double> mvAngles = new CMultiVar<double>();
mvAngles.PushBack(73.0);
mvAngles.PushBack(105.0);

fringePattern3D.SetWorkingDistance(330.0);
fringePattern3D.SetFieldOfView(400.0);
fringePattern3D.SetAngleOfProjector(mvAngles);
fringePattern3D.SetPatternType(CFringePattern3D.EPatternType.SquareWave);
fringePattern3D.SetBinProcessingType(CFringePattern3D.EBinProcessingType.Auto);
fringePattern3D.SetDestinationHeightMapImage(ref fliDestinationHeightMapImage);
fringePattern3D.EnableNoiseReduction(true);

fringePattern3D.SetLearnImage(ref arrPFliLearnImage);
fringePattern3D.Calibrate();

fringePattern3D.SetSourceImage(ref arrPFliSourceImage);
fringePattern3D.Execute();

fringePattern3D = CFringePattern3D()

arrPFliLearnImage = List[CFLImage]()
arrPFliSourceImage = List[CFLImage]()
fliDestinationHeightMapImage = CFLImage()
fl3DOHM = CFL3DObjectHeightMap()
mvAngles = CMultiVar[Double]()
mvAngles.PushBack(73.0)
mvAngles.PushBack(105.0)

fringePattern3D.SetDestinationHeightMapImage(fliDestinationHeightMapImage)
fringePattern3D.SetDestinationObject(fl3DOHM)
fringePattern3D.SetWorkingDistance(330.0)
fringePattern3D.SetFieldOfView(400.0)
fringePattern3D.SetAngleOfProjector(mvAngles)
fringePattern3D.SetPatternType(CFringePattern3D.EPatternType.SquareWave)
fringePattern3D.SetBinProcessingType(CFringePattern3D.EBinProcessingType.Auto)
fringePattern3D.EnableNoiseReduction(True)

fringePattern3D.SetLearnImage(arrPFliLearnImage)
fringePattern3D.Calibrate()

fringePattern3D.SetSourceImage(arrPFliSourceImage)
fringePattern3D.Execute()

5 기타 사항

Supported Feature

• Image
  • Learn Image
  • Source Image
  • Destination Height Map Image
  • Destination Object

Supported Format

• Learn
  • Page
    • $>$ 2
  • Channel
    • 1
  • Value Type & Depth
    • Unsigned: 8
• Source
  • Page
    • $>$ 2
  • Channel
    • 1
  • Value Type & Depth
    • Unsigned: 8
• Destination Height Map
  • Channel
    • 1
  • Value Type & Depth
    • Floating : 32