COMPUTER VISION AND REVERSE ENGINEERING

Synthetic program:

Descrizione sintetica dei contenuti del corso Il corso parte da una panoramica sulla modellazione della visione umana, per arrivare a mostrare le relazioni tra una immagine prospettica ideale e la corrispondente scena tridimensionale. Vengono poi illustrate le caratteristiche di un sistema di Computer Vision reale basato su una fotocamera digitale, della quale si analizzano separatamente i diversi componenti per mostrare come questi allontanino l'immagine ripresa da quella ideale e come queste variazioni possano essere modellate matematicamente attraverso un processo di calibrazione. A partire da immagini calibrate vengono poi mostrate le tecniche per l'orientamento relativo, l'intersezione e la scalatura sulla base di riferimenti metrici sulla scena che consentono la stima di dati 3D con metodo passivo. Il corso illustra poi il principio di funzionamento dei diversi sensori 3D attivi a oggi disponibili sul mercato, li inquadra in una contesto generale specificandone le caratteristiche. Descrive le modalità con cui tali sensori devono essere utilizzati per digitalizzare la forma di un oggetto con la generazione di una nube di punti 3D che rappresenta il campionamento spaziale della superficie di interesse. Il corso fornisce poi le capacità necessarie per pianificare un progetto di acquisizione 3D con una serie di range-map prese da orientamenti diversi, tenendo conto dei possibili artefatti dovuti all'interazione luce-materiale o ad eventuali errori di orientamento tra sensore 3D e superficie di interesse. Viene poi definito il processo di costruzione di un modello tridimensionale poligonale a partire da un set di dati acquisiti, attraverso le fasi di orientamento, fusione ed editing della mesh finale. Per trasmettere questi saperi nella maniera più efficace il corso prevede una consistente attività esercitativa e di laboratorio. In un primo progetto d'aula gli studenti misurano elementi geometrici nello spazio 3D a partire dalle loro immagini piane. Tali immagini vengono acquisite con le proprie fotocamere digitali opportunamente calibrate, o, in alternativa, con camere messe a disposizione dal laboratorio. In una seconda parte del corso gli studenti realizzano modelli 3D di oggetti reali acquisendoli con scansione laser ed elaborando i dati così ottenuti con pacchetti software diffusi in ambito industriale. Le tecnologie trattate nella parte teorica sono in tal modo messe in pratica su casi di studio reali, così che gli studenti possano interagire con l'intero processo di Reverse Engineering basato su acquisizione 3D passiva con tecniche di Computer Vision, acquisizione 3D attiva, elaborazione 3D, creazione del modello e presentazione. Sintesi dei contenuti Introduzione teorica. Sistemi di coordinate e relative operazioni di trasformazione. Stima 3D da immagini ideali. Siste-mi di imaging reali. Sistemi 3D passivi. Sistemi 3D attivi basati su misure angolari. Sistemi 3D attivi basati su misura di distanze, Integrazione dei metodi di rilievo. Principi di metrologia 3D. Costruzione di modelli 3D con Computer Vision. Costruzione di modelli 3D con tecniche attive. Esempi applicativi.