Opis wyników uzyskanych w III kwartale
2010 roku (IV kwartale projektu)
Czwarty kwartał projektu został w całości poświęcony tematyce związanej z pomiarem biskwitów. Prowadzone badania związane z ulepszeniem dotychczas stosowanych algorytmów celem zapewnienia zakładanych w projekcie parametrów metrologicznych dla digitalizowanych eksponatów. Podczas prac przeprowadzono pomiary 8 biskwitów z rozdzielczością przestrzenną 0,01 mm i niepewnością pomiarową 0, 005 mm.
W celu usprawnienia prac pomiarowych rozbudowano system pomiarowy o manipulator głowicy pomiarowej. Obecnie głowica pomiarowa zamontowana jest na ramieniu robota. Do poprawnej współpracy robota z systemem pomiarowym konieczne były badania związane z kalibracją kinematyki robota i głowicy pomiarowej. Kalibracja polega na jednoznacznym określeniu jakie są wzajemne relację pomiędzy pozycją przestrzeni pomiarowej głowicy pomiarowej i ruchami ramienia robota.
Rysunek 1. System pomiarowy zamontowany na ramieniu robota.
Wykorzystanie robota pozwoliło na pozycjonowanie głowicy pomiarowej w wymaganym zakresie. W trakcie badań uwzględniono także bezpieczeństwo obiektów. Algorytm pozycjonowania ramienia robota na bieżąco zbierał informację o zmierzonym obiekcie i uniemożliwiał przemieszczanie głowicy pomiarowej w pozycję grożącą kolizją z eksponatem.
Dodatkową korzyścią wynikającą z zastosowania ramienia pomiarowego i opracowania algorytmów kalibracji wzajemnej ramienia robota i przestrzeni pomiarowej głowicy systemu jest automatyczne dopasowanie pomiarów prowadzonych dla danego obiektu, jeśli podczas tej serii pomiarów obiekt nie zmienił swojego położenia względem podstawy ramienia robota.
Rysunek 2. Obiekt podczas pomiarów.
Do konstrukcji głowicy pomiarowej wprowadzone zostały poprawki w celu uniknięcia ryzyka zmiany konfiguracji opto-mechanicznej głowicy wynikające ze zmiany położenia elementów wchodzących w jej skład. Zastosowano dodatkowy pierścień usztywniający obiektyw detektora oraz podpory zapewniające stałość pozycji detektora niezależnie od bieżącego ustawienia ramienia robota.
Rysunek 3. Obecna postać głowicy systemu pomiarowego na potrzeby pomiaru biskwitów.
W IV kwartale projektu wykonano digitalizację 8 biskwitów. Dla każdego z biskwitów wykonano około 1200 pomiarów kierunkowych, a łączna liczba punktów zebranych dla jednego obiektu to około 8 miliardów punktów. Zebrane dane pomiarowe wraz z odpowiadającymi im macierzami kalibracji oraz obrazami pomiarowymi pozwolą na opracowanie dokumentacji wieczystej w postaci chmur punktów pomiarowych.
Jednym z zagadnień poruszanych w bieżącym etapie było porównanie wyników pomiarowych uzyskiwanych dla tego samego obiektu pozyskanych w różnych momentach. Docelowo badania te mają na celu stworzenia narzędzia, dzięki któremu będzie możliwa m.in. analiza różnych procesów erozyjnych zachodzących na powierzchni eksponatów. Zjawiska takie mają miejsce głównie w przypadku obiektów znajdujących się na powietrzu, wystawionych na bezpośrednie działanie opadów atmosferycznych.
Na rysunkach poniżej przedstawiono wyniki porównania wyników pomiarowych obiektu pobranych pod koniec III kwartału oraz w połowie IV kwartału projektu. Zgodnie z oczekiwaniami algorytmy nie wykazały różnic dla obiektu mierzonego w tak mało odległych momentach, co dodatkowo potwierdza dotrzymanie parametrów metrologicznych w trakcie trwania prac nad biskwitami.
Rys. 4. Przykładowe dane do porównania
Rys. 5. Wyniki działania algorytmu dla przykładowych danych do porównania