I ricercatori dell’Istituto FraunhoferIOF per l’ottica applicata e l’engineering di precisione hanno sviluppato uno scanner 3D a infrarossi con un tasso di precisione combinato che è potente come niente di mai visto in precedenza.
Probabilmente avete incontrato degli scanner 3D a infrarossi nel mondo dei videogiochi. Una tecnologia di gioco popolare da decenni, questi scanner sono utilizzati tipicamente per identificare grandi azioni evidenti, ad esempio un giocatore che lancia le braccia mentre gioca a pallavolo virtuale.
La nuova innovazione del Fraunhofer IOF, tuttavia, ha aperto la porta a una molteplicità di possibili applicazioni con questi dispositivi. Con una risoluzione di un milione di pixel e l’elaborazione dei dati in tempo reale, questo scanner 3D a infrarossi rappresenta ufficialmente un punto di svolta.
“La tecnologia funziona in modo simile alla visione umana, ma invece di due occhi utilizziamo due fotocamere a infrarossi”, spiega Stefan Heist del Fraunhofer IOF.
“Per individuare l’oggetto, progettiamo un modello periodico sulla superficie usando un proiettore ad infrarossi appositamente sviluppato”.
In altre parole, una sequenza di vari modelli viene proiettata in rapida successione per registrare la quantità massima di punti di misura dalle due telecamere. In soli pochi millisecondi, il software è in grado di calcolare i dati 3D derivanti dalle immagini registrate.
Lo scanner Fraunhofer IOF 3D utilizza raggi infrarossi invisibili per misurare le superfici in modo impercettibile e con incredibile accuratezza. A causa dell’elevato numero di punti di misura, lo scanner è in grado di creare immagini 3D ad alta risoluzione di 1000 x 1000 pixel, alla velocità sorprendente di 36 immagini 3D al secondo. Per darvi un’idea del livello dell’innovazione qui, considerate il fatto che una televisione a tubo catodico mostra 25 immagini al secondo, con ogni immagine raddoppiata per mascherare lo sfarfallio.
Con lo scanner 3D Fraunhofer IOF, tuttavia, le immagini vengono create senza interruzione grazie alla combinazione di colori . Il risultato è un’immagine a colori 3D in movimento.
“Anche se ci sono scanner che sono più veloci, e rendono le immagini 3-D con una risoluzione più povera. Se, d’altra parte, gli scanner sono più precisi, tendono ad essere molto più lenti” spiega il progetto del Dr. Peter Kühmstedt.
“Inoltre, la maggior parte degli scanner funziona nell’area visibile e le proiezioni dei modelli possono anche interferire o avere effetti negativi. La nostra misurazione è completamente invisibile. “La novità dello sviluppo, dice, è il pacchetto globale finemente sintonizzato, che rimane ancora una delle sfide più importanti nello sviluppo di un tale dispositivo.
Le applicazioni per il nuovo scanner 3D sono praticamente infinite, incluse nuove possibilità di riabilitazione medica. “Qui, il nostro sistema ottico potrebbe indicare se il paziente esegue esercizi correttamente o in modo errato”, dice Kühmstedt.
La squadra sta lavorando duramente sulle applicazioni di interazione uomo-macchina. Con lo scanner 3D Fraunhofer IOF, i robot e altri sistemi autonomi sarebbero in grado di cogliere e rispondere con successo alle espressioni facciali e ai gesti umani. Lo scanner potrebbe anche essere rilevante per le applicazioni di sicurezza e la biometria, in quanto le caratteristiche precise del corpo possono essere identificate senza proiezioni irritanti.
Un prototipo dello scanner sarà presentato alla prossima Fiera di Stoccarda dal 9 al 12 maggio.
