Medición de la forma 3D de vidrio y plásticos transparentes con un sistema térmico 3D en el infrarrojo de onda media

Las técnicas de proyección de luz estructurada están bien establecidas y son una parte integral de las mediciones tridimensionales (3D) ópticas, precisas y rápidas. La mayoría de los problemas ocurren cuando los patrones proyectados no se reflejan de manera difusa en las superficies de los objetos. Por lo tanto, presentamos un nuevo sistema óptico 3D en infrarrojo de onda media (MWIR) basado en un enfoque de "forma a partir del calentamiento" con proyección de patrones térmicos. Así, la forma tridimensional de materiales que son transparentes, translúcidos o reflectantes en el rango de longitud de onda visible (por ejemplo, vidrio, plásticos o material reforzado con fibra de carbono) ahora se puede medir ópticamente, sin contacto y sin un proceso previo de pintado. El sistema opera con una configuración de visión estereoscópica de dos cámaras MWIR enfriadas (3-5 μm) y una unidad de proyección de láser CO2 para calentar las superficies de los objetos con patrones aperiódicos. Un conjunto de imágenes térmicas se puede usar para encontrar puntos correspondientes en ambas cámaras MWIR y calcular la información 3D de la geometría de la superficie. En este trabajo, introducimos la configuración y el principio de medición del sistema MWIR 3D y mostramos algunas relaciones entre varios parámetros del sistema (máscaras, contraste de temperatura y parámetros del material) y la precisión de la medición. Demostramos las capacidades de nuestro sensor presentando un impresionante resultado 3D de un objeto real.