1. Corso di Biodesign
AA 2009/2010 - Facoltà del Design - Politecnico di Milano
3° anno – Disegno Industriale
Antropometria
Uomo sorgente di informazioni per il progetto di cui è
utente …
2. Concetti introduttivi
Antropometria significa letteralmente “misura dell’uomo”
Essa si occupa della misura delle dimensioni e delle proporzioni del corpo umano,
nonché di parametri quali forza, massime aree di visibilità e raggiungibilità
I dati antropometrici sono uno strumento da cui non è possibile prescindere per
progettare prodotti e ambienti confortevoli e sicuri per l’uomo:
oggetti mal progettati sono causa di incidenti e frustrazioni
OCCORRE PROGETTARE IN FUNZIONE:
Soddisfacendo il
• del corpo, maggior numero
• delle capacità e dei limiti umani, “FATTORI possibile di individui
• dei processi mentali degli utilizzatori UMANI”
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
3. Concetti introduttivi
OBIETTIVO dell’ERGONOMIA: soddisfare il maggior numero possibile di individui
PROBLEMA: RARE sono le situazioni in cui si progetta un prodotto per uno
specifico utilizzatore (es: sedili auto da corsa, protesi per disabili, ..)
Nella maggior parte dei casi il prodotto dovrà poter essere utilizzato
da una “popolazione” di utenti.
NECESSITA’ di tener conto delle differenze fisiche tra i diversi possibili utenti senza
però compromettere il concetto staticamente definito di persona “media”
Vengono introdotte opportune regolazioni, scegliendo di accomodare il 90%, il
95% o il 98% della popolazione (cioè dal 5° al 95° dal 2,5° al 9 7,5° dal 1° al 99°
o o
percentile) escludendo gli individui che presentano valori minimi e massimi.
L’intento è quello di ottimizzare costi / % di persone insoddisfatte.
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
4. Definizione Antropometria
La ‘Misura dell’uomo’
La misura delle dimensioni e delle proporzioni del corpo umano così come di
parametri quali i range visuali e di raggiungibilità.
L’insieme di conoscenze che hanno come fine la valutazione degli aspetti
quantitativi del corpo umano
La classificazione e tabellazione delle caratteristiche di una popolazione in base
alle sue caratteristiche fisiche misurabili
La misura della variabilità umana per l’adattabilità dei prodotti, degli ambienti, dei
processi, delle interfacce, …
Perché l’Antropometria ?
Per garantire la qualità delle interazioni fra l’uomo e l’ambiente
Per costruire spazi e oggetti a misura d’uomo :
Antropometria requisito essenziale per "fittare" utente e prodotto
L’uomo come oggetto di studio: la scienza
Aree applicative: abbigliamento, arredamento, trasporti (automobili, autobus, e
tram/metro, fino a space shuttle e space station)..
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
5. ANTROPOMETRIA: un po’ di storia..
Vitruvio (Roma,1.o sec. a.C.):
‘ … Il corpo dell’uomo infatti così la natura compose, che il viso dal
mento alla sommità della fronte e alla radice dei capelli presentasse la
proporzione della decima parte del corpo. …).
Euclide (Grecia, 30 a.C.)
Sezione Aurea: Ratio media et ratio extrema
Leonardo da Vinci (Firenze, XV sec.)
J.Gibson e J.Bonomi (Londra, XIX sec.)
Le Corbusier (il Modulor Nr.1, XX sec.)
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
6. VARIABILITA’ UMANA (1)
Nell’utilizzo dei dati antropometrici come parametri guida per una
corretta progettazione occorre tener conto della loro estrema
variabilità / soggettività
non esistono due persone perfettamente uguali: neppure i gemelli!!
Tali variazioni dipendono da diversi fattori e riguardano TUTTI i
parametri antropometrici di interesse (altezza, peso, forza, proporzioni
del corpo..)
SESSO ETA’ ETNIA
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
7. VARIABILITA’ UMANA (2)
La variabilità dei parametri antropometrici può essere analizzata su
diversi livelli.
VARIABILITA’ SECOLARE
- Cambiamenti in atto tra generazioni e causati da ragioni
diverse, ma soprattutto dall’aumento della qualità della vita.
- Esempio: la statura media sta aumentando
VARIABILITA’ INTRA-INDIVIDUALE
Variazioni che avvengono nel corso della vita di ciascun individuo
Cause: invecchiamento, nutrizione, attività svolte, fattori ambientali
Esempio: la statura aumenta fino ai 20-25 anni e diminuisce dopo i
35-40 anni
OSSERVAZIONE: le dimensioni corporee (ad esempio peso ed
altezza) variano nello stesso individuo in maniera continua nel corso
delle 24 ore (Variazioni Circadiane)
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
8. VARIABILITA’ INTER-INDIVIDUALE
Variazioni fra diversi individui a seconda:
• del sesso
-In media le dimensioni delle femmine sono circa il 92% di quelle dei
maschi
• della razza e del gruppo etnico
-Le persone più alte sono quelle che abitano le regioni meridionali del
Sudan (200 cm), le più piccole i pigmei dell’Africa centrale (130 cm)
-Bianchi e neri hanno la stessa altezza media ma i neri hanno braccia e
gambe più lunghe e un torso più corto.
-Un attrezzo progettato per soddisfare il 90% della popolazione maschile
americana in genere è in grado di accontentare il 90% dei tedeschi,
l’80% dei francesi, il 65% degli italiani, il 45% dei giapponesi, il 25 % dei
tailandesi, il 10% dei vietnamiti.
• del tipo di lavoro svolto
-La scelta di un’occupazione spesso è dettata da particolari
caratteristiche fisiche, inoltre l’attività fisica svolta influenza la struttura
del corpo umano
-Rispetto alla popolazione media: i giocatori di basket sono
generalmente più alti media, i ballerini sono più magri, i minatori hanno
braccia più muscolose
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
9. Misurare e analizzare le differenze
Per tener conto, in fase di progettazione di
sistemi e prodotti, della variabilità umana è
necessario utilizzare metodi e concetti
propri della statistica.
Le leggi statistiche consentono infatti di
esprimere il comportamento medio
(effettuale o probabile) di ogni singolo
individuo facente parte della collettività.
Statistica descrittiva
(dati da popolazione e da campione)
Il procedimento si basa sull'inferenza
induttiva, ovvero si esegue un ragionamento
che dalle caratteristiche del campione in
esame conduce a delle proposizioni di tipo
generale relative a tutta la popolazione.
Statistica inferenziale
(estensione dal campione alla
popolazione)
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
10. ANTROPOMETRIA e DESIGN
In genere si assume il seguente principio di progettazione: “si deve
fare un design per il 5° percentile femminile e 95° percentil e
maschile."
Questo significa che per la misura antropometrica selezionata, ad
es. la statura, il limite inferiore del range è l’altezza del 5° percentile
femminile e il limite superiore è la statura del 95° percenti le
maschile.
Questo range accommoda il 90% della popolazione per quella
grandezza. Ma quanto questo è vero?
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
11. APPLICAZIONE DATI ANTROPOMETRICI: Regole di Design
Per ‘fittare’ dispositivi alla popolazione di utenza, in accordo anche
alla sua variabilità, si possono adottare tre principi di design:
Single Size For All – una taglia unica può accommodare tutti I
membri della popolazione. Una workstation che ha interruttori
situati entro la zona di raggiungibilità della persona più piccola,
per esempio, permetterà a tutti di raggiungere l’interruttore.
Adjustment - Il design può incorporare la possibilità di
regolazioni. L’esempio più comune di ciò è il sedile
dell’automobile.
Several Sizes – Differenti taglie di un prodotto possono essere
richieste per accommodare l’intero range di popoluazione.
Questo è generalmente necessario per dispositivi o oggetti
personali che devono conformarsi più intimamente al corpo
come indumenti o tute.
Tutte e tre le situazioni impongono al designer di usare
dati antropometrici.
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
12. Variabili antropometriche
I parametri generalmente misurati sono
1. Altezze misure verticali prese in linea retta tra due
punti
2. Larghezze misure orizzontali prese in linea retta tra
due punti, parallelamente al piano verticale
3. Profondità misure orizzontali prese in linea retta tra
due punti, parallelamente al piano sagittale
4. Distanze misure prese in linea retta tra due punti
antropometrici
5. Circonferenze misure chiuse prese lungo un contorno
del corpo: sono generalmente misure non circolari
6. Distanze di presa o di raggiungibilità, misure prese tra
due punti seguendo l’asse principale delle braccia e delle
gambe
7. Peso
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
13. Strumenti di misura (1)
I principali strumenti utilizzati nei rilevamenti antropometrici sono:
1. Antropometro asta verticale munita di cursore
nel quale viene inserita la branca mobile di
rilevamento. Può essere separabile in un certo
numero di segmenti e funzionare come
compasso di spessore
2. Compasso a branche curve usato in
craniometria e per altri piccoli diametri
3. Compasso a branche dritte o calibro usato per
la misura di distanze piccole senza elementi
sottosquadra
4. Nastro metrico nastro in acciaio sottile e a
sezione piana con millimetratura lungo tutta la
sua lunghezza. Usato per le misure lungo i
contorni corporei
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
14. Strumenti di misura (2)
5. Inclinometro a gravità o goniometro a pendolo
serve per rilevare l’inclinazione della spalla
6. Malachistometro (misuratore per tessuti molli)
esercitando sui tessuti una pressione costante (10 g
per mm2) per mezzo di una molla tarata permette la
misura delle pliche cutanee
7. Bilancia preferibilmente la sua risposta deve
essere il più lineare possibile e con suddivisioni di
almeno 0,5 Kg
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
15. Condizioni standard di misura
CORPO UMANO: complicata morfologia
Risulta difficile stabile come una certa dimensione possa essere misurata
NECESSITA’ di norme per uniformare i metodi di misura, e in particolare:
1. Punti di misura
2. Metodi utilizzati per il rilievo
3. Postura della persona misurata (ma anche di chi esegue le misure)
STANDARD IN USO sono quelli sviluppati:
dall’ISO (Technical Committee 159), dal CEN e dalla NASA
IN ITALIA: - Norma UNI EN ISO 7250:2000,
“Misurazioni di base del corpo umano per la progettazione tecnologica”
- Norma UNI 10120, “Definizione e metodologia di rilevazione delle variabili
antropometriche essenziali per la progettazione ergonomica”
SCOPO: Fornire un sistema di misura coerente con le metodiche internazionali al
fine di stabilire un insieme di dimensioni comparabili di gruppi di popolazione.
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
16. Punti di misura: PUNTI DI REPERE
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
17. Posture tipiche
Postura eretta: il soggetto è in piedi senza muoversi con la testa disposta nel “Piano
di Francoforte” (le pupille sono allo stesso livello orizzontale e il margine superiore del meato
acustico esterno è allineato con il punto più basso dell’orbita esterna). La schiena è
appoggiata contro un piano verticale e il peso del corpo è distribuito equamente.
Postura assisa: il soggetto siede eretto senza muoversi su una superficie piana e
orizzontale, guarda dritto davanti a sé, con le braccia liberamente pendenti ai lati del
corpo e gli avambracci in posizione orizzontale.
Le superfici del sedile e dell’appoggiapiedi devono essere orizzontali e disposte in
modo che il piano della seduta sia posto contro il retro del ginocchio, le cosce siano
orizzontali, le gambe verticali, i piedi appoggiati orizzontalmente sul loro supporto.
I soggetti devono essere nudi o quasi e scalzi.
NECESSITA’ DI CORREGGERE I DATI PER TENER CONTO DELLE REALI
CONDIZIONI DI UTILIZZO DEI PRODOTTI E DEI SISTEMI!!
Es. Progettando scompartimenti o sedili occorre tener presente le variabili dovute agli abiti,
all’altezza delle scarpe, … ma anche i cappelli sono importanti!!
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
18. Parametri Antropometrici (1)
Misura Definizione Applicazione
1 Statura Distanza verticale dal pavimento al vertice Altezze minime zone di passaggio e per il
(altezza corporea) del capo. posizionamento di elementi sospesi.
2 Altezza degli occhi Distanza verticale dal pavimento all’angolo Localizzazione dei targets visivi e di ostruzioni
esterno dell’occhio dx alla visuale.
3 Altezza delle spalle Distanza verticale dal pavimento Altezza dei piani di lavoro da utilizzare in
(altezza acromiale) all’acromion. posizione eretta.
4 Altezza del gomito Distanza verticale dal pavimento al punto Altezza dei piani di lavoro da utilizzare in
(altezza radiale) più alto del radio, misurata con braccio posizione eretta.
lungo il corpo.
5 Altezza Distanza verticale dal pavimento al Risalire alla lunghezza della gamba e al centro
dell’anca/fianchi trocantere sul lato superiore della coscia dell’articolazione dell’anca.
destra.
6 Altezza dell’osso Distanza verticale dal pavimento all’osso Collocazione di controlli, maniglie e corrimani.
metacarpale metacarpale del dito medio della mano
destra.
7 Altezza della punta Distanza verticale dal pavimento alla punta Collocazione di controlli, maniglie e corrimani.
del dito del dito indice della mano dx
1 Altezza di presa Distanza verticale dal pavimento al centro di Altezza degli oggetti che la persona è in grado
8 massima della mano un’asta cilindrica stretta nella mano e portata di afferrare con la mano attraverso la massima
al di sopra del capo. estensione delle braccia
1 Distanza frontale di Distanza superficie esterna della spalla e Altezza degli oggetti che la persona è in grado
9 presa della mano centro di un’asta cilindrica stretta nella di afferrare con il solo movimento delle braccia
mano e portata all’h delle spalle.
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
19. Parametri Antropometrici (2)
Misura Definizione Applicazione
8 Altezza Distanza verticale dalla superficie orizzontale del Atezze minime ammissibili al di sopra del
schelica sedile al punto più alto del corpo. piano di seduta (es. posizionare lampade ed
elementi sospesi)
9 Altezza degli Distanza verticale dalla superficie orizzontale del Localizzazione dei targets visivi e di
occhi sedile all’angolo esterno dell’occhio destro. ostruzioni alla visuale.
10 Altezza delle Distanza verticale dalla superficie orizzontale del Risalire alla lunghezza delle braccia e al
spalle (h. sedile all’acromion. punto vicino al centro di rotazione del
acromiale) braccio.
11 Altezza del Distanza verticale dalla superficie orizzontale del Altezza di tavoli, scrittoi, piani e strumenti
gomito sedile al punto più basso del gomito piegato a 90° di lavoro in genere, rispetto all’altezza del
con il braccio orizzontale. piano di seduta.
12 Spessore Distanza verticale dalla superficie orizzontale del Definire lo spazio libero al di sotto di tavoli
della coscia sedile al punto più alto della coscia destra, con il e piani di lavoro rispetto al piano di seduta
ginocchio piegato a 90°.
13 Altezza del Distanza verticale dal pavimento al vertice del Minima distanza necessaria al di sotto di
ginocchio ginocchio destro, con le ginocchia piegate a 90°. strutture dove il soggetto deve trovare
spazio in posizione seduta (es.tavoli)
14 Altezza Distanza verticale dal pavimento alla parte Altezza di sedie
poplitea posteriore della coscia dietro il ginocchio destro
piegato a 90°.
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
20. Parametri Antropometrici (3)
Misura Definizione Applicazione
15 Distanza spalla- Distanza verticale tra la parte
gomito posteriore del gomito e dell’acromion
destro, con il gomito inclinato a 90° e il
braccio superiore sospeso
verticalmente.
16 Lunghezza Distanza dalla parte posteriore del
gomito-punta delle gomito destro alla punta del dito medio
dita con il gomito piegato a 90°.
17 Altezza di presa Distanza verticale dalla superficie Altezza degli oggetti che la persona è in
massima della orizzontale del sedile al centro di grado di afferrare con la mano attraverso
mano in verticale un’asta cilindrica stretta nel palmo la massima estensione delle braccia
della mano portata alla massima
altezza al di sopra del capo
20 Lunghezza delle Distanza verticale dalla punta del dito Posizionamento dei comandi più bassi
braccia in medio della mano destra all’acromion posti a lato dell’operatore
verticale destro, con le braccia lungo il corpo.
21 Altezza di presa Distanza verticale dall’acromion destro Posizionamento dei comandi più bassi
minima della al centro di un’asta cilindrica stretta nel posti a lato dell’operatore
mano in verticale palmo della mano con il braccio lungo
il corpo.
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
21. Parametri Antropometrici (4)
Misura Definizione Applicazione
22 Profondità del torace Distanza dalla schiena al capezzolo Riferimento per lo spazio compreso tra
destro. uno schienale e strutture situate davanti
al torace.
23 Profondità Dstanza orizzontale dalla schiena al Riferimento per lo spazio compreso tra
addominale in punto più sporgente dell’addome. uno schienale e strutture situate davanti
postura assisa al torace.
24 Profondità Distanza orizzontale dalla parte Riferimento per lo spazio compreso tra
ginocchio-natica in posteriore delle natiche al punto più uno schienale e strutture situate davanti
postura assisa sporgente del ginocchio dx, piegato a alle ginocchia.
90°.
25 Profondità natica- Distanza orizzontale dalla parte Riferimento per la profondità di una
poplite in posizione posteriore delle natiche alla parte sedia.
assisa posteriore del ginocchio dx, sotto la
coscia, con ginocchio piegato a 90°
26 Larghezza Distanza tra l’acromion destro e Indicazione della distanza tra i centri di
biacromiale sinistro. rotazione delle braccia
27 Larghezza bideltoide Distanza tra le massime sporgenze Definisce l’ingombro della persona.
laterali del muscolo bideltoide destro e
sinistro.
28 Larghezza Larghezza del corpo misurata lungo la Definisce l’ingombro della persona
bitrocanterica parte più ampia dei fianchi Ampiezza e design posti a sedere
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
22. Parametri Antropometrici (5)
Misura Definizione Applicazione
29 Estensione braccia Distanza tra le punte delle dita medie di mani e Riferimento per il raggiungimento
braccia distese orizzontalmente laterale.
30 Estensione dei gomiti Distanza tra apici gomiti piegati di braccia Definisce l’ingombro della persona
distese orizzontalmente (punta delle dita
congiunte davanti al torace)
31 Profondità del capo Distanza dalla gabella (tra le sopracciglia) Dimensionamento di elmetti, caschi, …
all’occipite sul retro della testa, nel centro del
cranio
32 Larghezza del capo Max larghezza capo sopra le orecchie Spazio per passaggio/appoggio capo
33 Lunghezza della mano Distanza perpendicolare tra l’estremità del dito Dimensioni per l’inserimento, l’appoggio
medio e l’apofisi stiloidea. e la presa della mano.
34 Larghezza della mano Ampiezza massima del palmo della mano. Dimensioni per l’inserimento, l’appoggio
e la presa della mano.
35 Lunghezza del piede Max distanza tra la parte posteriore del tallone e Definire le dimensioni utili
la punta del dito più lungo, misurata all’inserimento e all’appoggio del piede.
parallelamente all’asse longitudinale del piede.
36 Larghezza del piede Distanza massima tra le superfici mediale e Definire le dimensioni utili
laterale del piede, perpendicolarmente all’asse all’inserimento e all’appoggio del piede.
longitudinale del piede
37 Peso - massa corporea Massa totale (peso del corpo in chilogrammi) Resistenza di qualsiasi elemento debba
sostenere il peso
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
23. Acquisizione dei dati
Utilizzo dei dati in letteratura Rilievo su un campione di utenti
Esistenza di una quantità quasi
illimitata di dati dimensionali, riferiti a
ciascuna parte del corpo.
PERCHE’ FARE RILIEVI ad HOC?
1. Variabilità dei dati (in fz delle
categorie di utenti, del tempo,..)
2. La maggior parte delle informazioni si
riferisce a rilevazioni effettuate in particolari categorie di soggetti
campo militare
MOTIVI
• interesse al corretto equipaggiamento del personale;
• disponibilità di materiale umano praticamente inesauribile;
• notevoli stanziamenti per lo sviluppo delle ricerche in tale settore.
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
24. Alcuni valori
Fonte: Dreyfuss
Misure statiche di soggetti adulti inglesi, fonte: Pheasant (1986 , 1996)
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
25. Alcuni valori: ragazzi e ragazze polacchi da 6 a 18 anni
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
28. Alcuni valori : Utenza debole
Nuova sensibilità
campagne di raccolta dati odierne
focalizzate in tale nuova direzione
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
29. ANTROPOMETRIA e BIOMECCANICA
Zatsiorsky V., Seluyanov V., 1983.
The mass and inertia characteristics of
the main segments of the human body.
In: Biomechanics VIII-B. H. Matsui, K.
Kobayashi (Eds.), p. 1152-1159.
Modello antropometrico e della
distribuzione delle masse corporee al
fine della determinazione dei baricentri
dei singoli distretti anatomici e quindi dei
parametri dinamici.
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
31. METODI E STRUMENTI PER L’ANTROPOMETRIA 3D
Per definire le caratteristiche fisiche di una popolazione, raccogliendo dati
relativi alle dimensioni e alle proporzioni del corpo umano è possibile avvalersi di
metodi di acquisizione 3D dell’immagine.
Negli ultimi venti anni i progressi nel campo:
•dell’elettronica dello stato solido,
•della fotonica,
•della computer vision,
•della computer graphics
hanno contribuito allo sviluppo
dell’acquisizione di oggetti 3D.
NUMEROSI GLI AMBITI DI
INTERESSE
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
32. Applicazioni dei sistemi di digitalizzazione di oggetti reali
AMBITO INDUSTRIALE AMBITO BIOMEDICO
• Controllo di qualità • Simulazione e pianificazione
• Creazione di modelli da inserire interventi chirurgici
in ambienti di realtà virtuale • Procedure di localizzazione intra-
• Prototipazione virtuale operatoria
• Produzione di prodotti • Progettazione di corsetti e protesi
personalizzati su misura
• Reverse Engineering • Produzione di prodotti custom
(“dal prodotto al progetto”) • Generazione di cloni digitali
• Analisi morfologica superficiale
• Stima di parametri fisici per modelli
biomeccanici
AMBITO BENI-CULTURALI • Antropometria 3D
• Metodi di valutazione in chirurgia
• Studio di manufatti plastica
• Realizzazione banche dati virtuali
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
33. PROCESSO di DIGITALIZZAZIONE
Input: pezzo reale Output: modello tridimensionale
FASI
1. Acquisizione dei dati
2. Ricostruzione e Integrazione, elaborazione dei dati per la definizione di
una superficie continua a partire dalla nuvola di punti campionati
3. Ottimizzazione, elaborazioni e trasformazioni sul modello 3D al fine di
renderlo adatto alle successive elaborazioni
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
34. TECNICHE DI ACQUISIZIONE
SISTEMI PER RILEVARE LA FORMA
Con Contatto Senza Contatto
Metodi non distruttivi: Metodi Acustici:
-Braccio meccanico Sonar
-Palpatore
Metodi Magnetici:
Risonanza
Metodi Distruttivi:
Metodi Ottici
-CGI
-Critomia
Attivi Passivi
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Cesare Alippi
36. TECNICHE DI ACQUISIZIONE: SISTEMI OTTICI
VANTAGGI:
• Bassa invasività
• Velocità
• Minimo intervento da
parte dell’operatore
SVANTAGGI:
• Permettono di acquisire
solo la parte visibile della
superficie
• Elevata sensibilità:
• alle proprietà
superficiali dell’oggetto
• alle condizioni di
illuminazione esterna
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
37. SISTEMI OTTICI: Confronto
SISTEMI PASSIVI SISTEMI ATTIVI
analizzano l’immagine senza l’impiego la scena è irradiata con radiazioni
di sorgenti di illuminazione speciali elettromagnetiche (pattern luminosi, luce laser,
ecc...)
poco utilizzati ** sono i più promettenti molto studiati
e utilizzati
economici (l’hardware è costituito da sole costosi (il nuovo prodotto della Minolta, il
due telecamere) VI-i, costa circa $ 100,000)
risoluzioni basse modelli poco accurati risoluzioni elevate fino alla decina di µm
semplici e facilmente applicabili
** il processo di “matching” (=correlazione dei punti tra le due immagini) risulta piuttosto lento e
difficoltoso: è necessario riportare una serie di riferimenti sull’oggetto (marker o griglie), oppure è
necessario individuare le correlazioni manualmente)
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
38. TECNICHE DI ACQUISIZIONE - METODI OTTICI ATTIVI
ESEMPIO:
Scanner della 3D Digital “RealScan USB”
1
3
Il processo è rapido: dopo aver
posizionato l’oggetto davanti al sistema
(1) e aver controllato che stia all’interno
del campo di acquisizione (il software è
dotato di una modalità preview), in
pochi secondi il fascio laser spazzola la
superficie del modello reale (2) e,
praticamente in tempo reale, si ottiene
2 la visualizzazione a schermo della 4
nuvola di punti (3), che può quindi
essere successivamente elaborata con
un qualsiasi software di modellazione
(4).
Giuseppe Andreoni
Cesare Alippi
39. TECNICHE DI ACQUISIZIONE - METODI OTTICI ATTIVI
Esempio: Whole body Scanner
It can scan a whole body in about 5 seconds with
quadruple high speed laser scanners based on high
resolution CMOS sensors backed by real-time high
speed DSP technology.
Type Multi-head 3D Laser Scanner
3D laser scanning by optical
Method
triangulation
Image processing on-chip dsp
Image sensor high speed cmos image sensor
fine mode 11seconds(for 1,024 frames)
Scan Time normal mode 5seconds(for 512 frames)
fast mode 2.5seconds(for 256 frames)
Data Acquired 2million points/scan(for normal mode
Resolution(mm) x(0.40), y(1.95), z(0.90)
width 260-1060
Scanning
height 20,000
Rage(mm)
depth 1,100
Output pixel possibility 1,280×512 pixel
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