Kanca
Bir tarama bittiğinde geriye tek bir dosya kalır: milyonlarca satır, her satırda üç sayı. İçinde ne "parça" vardır, ne "yüzey", ne de "kusur" — sadece koordinatlar. O ham yığından "şu bölge 0,3 mm çökük" cümlesine giden yol, birbirinden ayrı birkaç adımdan geçer.
Bağlantı yalnız bu sahnenin durumunu taşır; hesap veya ad içermez.
Ne oldu
Bir önceki derste her satırın tek bir profil (bir kesit boyunca yükseklik ölçümleri) olduğunu gördün. Yukarıdaki sahnede "toplanan nokta sayısı" tam olarak bunu gösteriyor: robot her satırı tararken, o satırdaki noktalar birikime eklenir. Tüm satırlar bitince elinde bir nokta bulutu (point cloud) vardır — üç boyutlu koordinatlarla (x, y, z) tanımlı bir nokta kümesi. Satır satır taramayla toplandığı için bu bulut aslında düzenlidir (PCL terminolojisinde organized): noktalar satır/sütun yapısını korur. Bu, komşuluk aramasını hızlandırdığı için sonraki adımlarda işe yarar; rastgele açılardan toplanan dağınık (unorganized) bulutlarda bu avantaj yoktur.
Yüzey muayenesi iş akışı genelde dört adımdan oluşur:
- Tarama. Robot, yukarıdaki sahnede görülen boustrophedon (gidip-gelen) desenle yüzeyi tarar — bu desenin nasıl üretildiği bir sonraki dersin konusu. Ham nokta bulutu toplanır; bu noktalar önce sensör çerçevesinde, sonra el-göz kalibrasyonuyla (bkz. iki ders önce) robot taban çerçevesine taşınır.
- Hizalama (registration). Taranan nokta bulutu, parçanın referans CAD modeliyle veya önceki bir taramayla üst üste getirilir. En yaygın yöntem Iterative Closest Point (ICP): her iki bulut için en yakın nokta çiftleri bulunur, bu çiftler arasındaki ortalama mesafeyi en aza indiren rotasyon+öteleme hesaplanır, bu adım yakınsayana kadar tekrar edilir (Besl & McKay, 1992). ICP'nin sınırı burada: yalnızca yerel olarak arar. Başlangıç hizası kötüyse yanlış bir yerel minimuma yakınsar ve "hizaladım" der; iki bulut yalnızca kısmen örtüşüyorsa örtüşmeyen bölge çözümü kendine doğru çeker. Bu yüzden pratikte önce kaba bir ön hizalama (parçanın bilinen konumu, işaretçiler veya özellik eşleme) yapılır, ICP ondan sonra devreye girer.
- Karşılaştırma. Hizalanmış tarama, referans CAD yüzeyiyle noktasal olarak karşılaştırılır; her nokta için CAD yüzeyine olan dik mesafe (sapma) hesaplanır.
- Sapma haritası ve karar. Sapmalar genelde renk kodlu bir harita olarak görselleştirilir (yeşil: tolerans içinde, kırmızı/mavi: tolerans dışı) ve tanımlı bir tolerans bandıyla karşılaştırılarak parça kabul/red kararı verilir.
Yoğunluk ödünleşimi. Nokta bulutunun yoğunluğu iki şeyle belirlenir: tarama satırları arasındaki aralık (bir sonraki dersin konusu) ve her profil içindeki nokta aralığı (sensörün optik çözünürlüğü). Daha sık satır ve daha sık nokta, küçük yüzey kusurlarını (çizik, çukur) daha güvenilir yakalar — ama veri boyutu ve tarama süresi de o oranda artar. Pratik bir muayene tasarımı, aranan kusurun boyutuna göre bu yoğunluğu seçer; her yüzeyi mikron çözünürlükte taramak nadiren gerekli ve neredeyse hiçbir zaman verimlidir.
Gerçek dünyada
Point Cloud Library (PCL), nokta bulutlarını işlemek için yaygın kullanılan açık kaynak bir kütüphane; ICP dahil birçok hizalama algoritmasının hazır uygulamalarını içerir. Endüstriyel yüzey muayenesinde (ör. döküm parça kontrolü, kaynak dikişi ölçümü) bu dört adımlık iş akışı — tara, hizala, karşılaştır, karar ver — kalite kontrol istasyonlarının standart mantığıdır; farklı üreticilerin yazılımları bu adımları farklı arayüzlerle sunsa da temel akış aynıdır.
Dene
Sonraki
Nokta bulutunun yoğunluğunu belirleyen iki faktörden birini (satır aralığı) hâlâ açmadık. Bir sonraki ders, robotun bir yüzeyi eksiksiz taraması için tarama yolunun nasıl üretildiğini ele alıyor.