Design and construction of a 3d laser rangefinder for indoor applications

Abstract

oz İÇ MEKAN UYGULAMALARI İÇİN 3 BOYUTLU LAZER MESAFE BULUCU TASARIMI VE İMALATI FİDAN, Umut Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Tuna BALKAN Ortak Tez Yöneticisi: Öğ. Gör. Dr. İlhan KONUKSEVEN Ocak 2001, 159 Sayfa Bu çalışma bir iç mekanı taramak ve taranan ortamın 3 Boyutlu görüntü haritasını oluşturmak için tasarlanan bir lazer mesafe bulucunun özelliklerini vermektedir. Tasarım sürecinde, mesafe bulucunun tarama işlemi sırasında hareketsiz olduğu ve taranan ortamda hareketli bir nesnenin olmadığı öngörülmüştür.Ana amaç bir iç mekanın tamamım taramak ve bu mekanın mono görüntüsünü elde etmektir. Bu görüntü haritası daha sonra ortamdaki nesnelerin yerlerinin belirlenmesinde kullanılabilecektir. Mesafe bulucunun 3 Boyutlu modelinin oluşturulmasında Mechanical Desktop for AutoCAD R14 ve 3D Studio Max R2.5 kullanılmıştır. Mesafe bulucu performansını düşüren tasarım kısıtlamalarıyla ilgili çalışma sunulmuştur. Mesafe bulucunun imalat ve montaj aşamaları detaylı olarak verilmiştir. Son olarak öngörülen tasarım kriterleri ve gerçek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Anahtar kelimeler: Lazer Mesafe Bulucu, Lazer Tarayıcı, Görüntü Süreçlendirmesi, 3 Boyutlu Görüntü Haritası, Robot Görüşü VI

ABSTRACT DESIGN AND CONSTRUCTION OF A 3D LASER RANGEFINDER FOR INDOOR APPLICATIONS FİDAN, Umut Ms. Sc, Department of Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Tuna BALKAN Co-Supervisor: Inst. Dr. İlhan KONUKSEVEN January 2001, 159 Pages This study specifies a scanning laser rangefinder which is designed to scan an indoor environment and to construct the 3D image map of the scanned medium. Throughout the design, the rangefinder is proposed to be immobile during the scanning process and that there exists no mobile object in the scanned medium. inThe main purpose is to scan a whole indoor environment, i.e. a room, and construct the mono image of the environment. This image map can further be used to locate the objects in the environment. Mechanical Desktop for AutoCAD R14 and 3D Studio Max R2.5 are used to build the 3D model of the rangefinder. A study of the design constraints that limit rangefinder performance is presented. The production and assembly stages of the rangefinder mechanism are given in detail. Finally, the proposed design criteria and actual results are compared. Key words: Laser Rangefinder, Laser Scanner, Image Processing, 3D Image Map, Robotic Vision