Lez 2 antropometria

Corso di BiodesignAA 2009/2010 - Facoltà del Design - Politecnico di Milano

3° anno – Disegno Industriale

AntropometriaUomo sorgente di informazioni per il progetto di cui è utente …

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 perprogettare prodotti e ambienti confortevoli e sicuri per l’uomo:

Concetti introduttivi

Cesare AlippiGiuseppe Andreoni

oggetti mal progettati sono causa di incidenti e frustrazioni

• del corpo, • delle capacità e dei limiti umani, • dei processi mentali degli utilizzatori

“FATTORI UMANI”

Soddisfacendo il maggior numero possibile di individui

OCCORRE PROGETTARE IN FUNZIONE:

Nella maggior parte dei casi il prodotto dovrà poter essere utilizzatoda una “popolazione” di utenti .

OBIETTIVO dell’ERGONOMIA: soddisfare il maggior numero possibile di individui

PROBLEMA: RARE sono le situazioni in cui si progetta un prodotto per unospecifico utilizzatore (es: sedili auto da corsa, protesi per disabili, ..)

Concetti introduttivi


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%, il95% o il 98% della popolazione (cioè dal 5°al 95°o dal 2,5°al 9 7,5°o dal 1°al 99°percentile) escludendo gli individui che presentano valori minimi e massimi.

L’intento è quello di ottimizzare costi / % di persone insoddisfatte.

� 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, …

Definizione Antropometria


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, etram/metro, fino a space shuttle e space station)..

Vitruvio (Roma,1.o sec. a.C.):

‘ … Il corpo dell’uomo infatti così la natura compose, che il viso dalmento alla sommità della fronte e alla radice dei capelli presentasse laproporzione della decima parte del corpo. …).

Euclide (Grecia, 30 a.C.)

ANTROPOMETRIA: un po’ di storia..


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.)

Nell’utilizzo dei dati antropometrici come parametri guida per unacorretta progettazione occorre tener conto della loro estremavariabilità / soggettività� non esistono due persone perfettamente uguali: neppure i gemelli!!

Tali variazioni dipendono da diversi fattori e riguardano TUTTI iparametri antropometrici di interesse (altezza, peso, forza, proporzionidel corpo..)

VARIABILITA’ UMANA (1)


del corpo..)

SESSO ETA’ ETNIA

La variabilità dei parametri antropometrici può essere analizzata sudiversi 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

VARIABILITA’ UMANA (2)


VARIABILITA’ INTRA-INDIVIDUALEVariazioni che avvengono nel corso della vita di ciascun individuoCause: invecchiamento, nutrizione, attività svolte, fattori ambientaliEsempio: la statura aumenta fino ai 20-25 anni e diminuisce dopo i35-40 anni

OSSERVAZIONE: le dimensioni corporee (ad esempio peso ed altezza) variano nello stesso individuo in maniera continua nel corso delle 24 ore (Variazioni Circadiane)

Variazioni fra diversi individui a seconda:• del sesso

-In media le dimensioni delle femmine sono circa il 92% di quelle deimaschi

• della razza e del gruppo etnico-Le persone più alte sono quelle che abitano le regioni meridionali delSudan (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 egambe più lunghe e un torso più corto.

VARIABILITA’ INTER-INDIVIDUALE


gambe più lunghe e un torso più corto.-Un attrezzo progettato per soddisfare il 90% della popolazione maschileamericana 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 % deitailandesi, il 10% dei vietnamiti.

• del tipo di lavoro svolto-La scelta di un’occupazione spesso è dettata da particolaricaratteristiche fisiche, inoltre l’attività fisica svolta influenza la strutturadel corpo umano-Rispetto alla popolazione media: i giocatori di basket sonogeneralmente più alti media, i ballerini sono più magri, i minatori hannobraccia più muscolose

Per tener conto, in fase di progettazione disistemi e prodotti, della variabilità umana ènecessario utilizzare metodi e concettipropri della statistica .

Le leggi statistiche consentono infatti diesprimere il comportamento medio(effettuale o probabile) di ogni singoloindividuo facente parte della collettività.�� Statistica descrittiva

Misurare e analizzare le differenze


�� Statistica descrittiva(dati da popolazione e da campione)

Il procedimento si basa sull'inferenzainduttiva, ovvero si esegue un ragionamentoche dalle caratteristiche del campione inesame conduce a delle proposizioni di tipogenerale relative a tutta la popolazione.�� Statistica inferenziale

(estensione dal campione allapopolazione)

In genere si assume il seguente principio di progettazione: “si devefare un design per il 5° percentile femminile e 95° percentil emaschile."

Questo significa che per la misura antropometrica selezionata, ades. la statura, il limite inferiore del range è l’altezza del 5°percentilefemminile e il limite superiore è la statura del 95° percenti lemaschile.

Questo range accommoda il 90% della popolazione per quellagrandezza. Ma quanto questo è vero?

ANTROPOMETRIA e DESIGN


grandezza. Ma quanto questo è vero?

Per ‘fittare’ dispositivi alla popolazione di utenza, in accordo anchealla sua variabilità, si possono adottare tre principi di design:

� Single Size For All – una taglia unica può accommodare tutti Imembri della popolazione. Una workstation che ha interruttorisituati 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 diregolazioni. L’esempio più comune di ciò è il sediledell’automobile.

APPLICAZIONE DATI ANTROPOMETRICI: Regole di Design


dell’automobile.

� Several Sizes – Differenti taglie di un prodotto possono essererichieste per accommodare l’intero range di popoluazione.Questo è generalmente necessario per dispositivi o oggettipersonali che devono conformarsi più intimamente al corpocome indumenti o tute.

Tutte e tre le situazioni impongono al designer di usare dati antropometrici.

I parametri generalmente misurati sono

1. Altezze� misure verticali prese in linea retta tra duepunti

2. Larghezze �misure orizzontali prese in linea retta tradue punti, parallelamente al piano verticale

3. Profondità � misure orizzontali prese in linea retta tradue punti, parallelamente al piano sagittale

Variabili antropometriche


due punti, parallelamente al piano sagittale

4. Distanze � misure prese in linea retta tra due puntiantropometrici

5. Circonferenze �misure chiuse prese lungo un contornodel corpo: sono generalmente misure non circolari

6. Distanze di presa o di raggiungibilità, � misure prese tradue punti seguendo l’asse principale delle braccia e dellegambe

7. Peso

1. Antropometro� asta verticale munita di cursorenel quale viene inserita la branca mobile dirilevamento. Può essere separabile in un certonumero di segmenti e funzionare comecompasso di spessore

2. Compasso a branche curve �usato in

I principali strumenti utilizzati nei rilevamenti a ntropometrici sono :

Strumenti di misura (1)


2. Compasso a branche curve �usato incraniometria e per altri piccoli diametri

3. Compasso a branche dritte o calibro � usato perla misura di distanze piccole senza elementisottosquadra

4. Nastro metrico � nastro in acciaio sottile e asezione piana con millimetratura lungo tutta lasua lunghezza. Usato per le misure lungo icontorni corporei

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 gper mm2) per mezzo di una molla tarata permette lamisura delle pliche cutanee

Strumenti di misura (2)


misura delle pliche cutanee

7. Bilancia � preferibilmente la sua risposta deveessere il più lineare possibile e con suddivisioni dialmeno 0,5 Kg

CORPO UMANO: complicata morfologiaRisulta difficile stabile come una certa dimensione possa essere misurata

NECESSITA’ di norme per uniformare i metodi di misura, e in particolare:1. Punti di misura2. Metodi utilizzati per il rilievo3. Postura della persona misurata (ma anche di chi esegue le misure)

STANDARD IN USO sono quelli sviluppati:

Condizioni standard di misura


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.

Punti di misura: PUNTI DI REPERE


Postura eretta: il soggetto è in piedi senza muoversi con la testa disposta nel “Pianodi Francoforte” (le pupille sono allo stesso livello orizzontale e il margine superiore del meatoacustico esterno è allineato con il punto più basso dell’orbita esterna). La schiena èappoggiata contro un piano verticale e il peso del corpo è distribuito equamente.

Postura assisa: il soggetto siede eretto senza muoversi su una superficie piana eorizzontale, guarda dritto davanti a sé, con le braccia liberamente pendenti ai lati delcorpo e gli avambracci in posizione orizzontale.

Posture tipiche


Le superfici del sedile e dell’appoggiapiedi devono essere orizzontali e disposte inmodo che il piano della seduta sia posto contro il retro del ginocchio, le cosce sianoorizzontali, 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!!

Misura Definizione Applicazione

1 Statura (altezza corporea)

Distanza verticale dal pavimento al vertice del capo.

Altezze minime zone di passaggio e per il posizionamento di elementi sospesi.

2 Altezza degli occhi Distanza verticale dal pavimento all’angolo esterno dell’occhio dx

Localizzazione dei targets visivi e di ostruzioni alla visuale.

3 Altezza delle spalle (altezza acromiale)

Distanza verticale dal pavimento all’acromion.

Altezza dei piani di lavoro da utilizzare in posizione eretta.

4 Altezza del gomito (altezza radiale)

Distanza verticale dal pavimento al punto più alto del radio, misurata con braccio lungo il corpo.

Altezza dei piani di lavoro da utilizzare in posizione eretta.

5 Altezza Distanza verticale dal pavimento al Risalire alla lunghezza della gamba e al centro

Parametri Antropometrici (1)


5 Altezza dell’anca/fianchi

Distanza verticale dal pavimento al trocantere sul lato superiore della coscia destra.

Risalire alla lunghezza della gamba e al centro dell’articolazione dell’anca.

6 Altezza dell’osso metacarpale

Distanza verticale dal pavimento all’osso metacarpale del dito medio della mano destra.

Collocazione di controlli, maniglie e corrimani.

7 Altezza della punta del dito

Distanza verticale dal pavimento alla punta del dito indice della mano dx

Collocazione di controlli, maniglie e corrimani.

18

Altezza di presa massima della mano

Distanza verticale dal pavimento al centro di un’asta cilindrica stretta nella mano e portata al di sopra del capo.

Altezza degli oggetti che la persona è in grado di afferrare con la mano attraverso la massima estensione delle braccia

19

Distanza frontale di presa della mano

Distanza superficie esterna della spalla e centro di un’asta cilindrica stretta nella mano e portata all’h delle spalle.

Altezza degli oggetti che la persona è in grado di afferrare con il solo movimento delle braccia


8 Altezza schelica

Distanza verticale dalla superficie orizzontale del sedile al punto più alto del corpo.

Atezze minime ammissibili al di sopra del piano di seduta (es. posizionare lampade ed elementi sospesi)

9 Altezza degli occhi

Distanza verticale dalla superficie orizzontale del sedile all’angolo esterno dell’occhio destro.

Localizzazione dei targets visivi e di ostruzioni alla visuale.

10 Altezza delle spalle (h. acromiale)

Distanza verticale dalla superficie orizzontale del sedile all’acromion.

Risalire alla lunghezza delle braccia e al punto vicino al centro di rotazione del braccio.



11 Altezza del gomito

Distanza verticale dalla superficie orizzontale del sedile al punto più basso del gomito piegato a 90°con il braccio orizzontale.

Altezza di tavoli, scrittoi, piani e strumenti di lavoro in genere, rispetto all’altezza del piano di seduta.

12 Spessore della coscia

Distanza verticale dalla superficie orizzontale del sedile al punto più alto della coscia destra, con il ginocchio piegato a 90°.

Definire lo spazio libero al di sotto di tavoli e piani di lavoro rispetto al piano di seduta

13 Altezza del ginocchio

Distanza verticale dal pavimento al vertice del ginocchio destro, con le ginocchia piegate a 90°.

Minima distanza necessaria al di sotto di strutture dove il soggetto deve trovare spazio in posizione seduta (es.tavoli)

14 Altezza poplitea

Distanza verticale dal pavimento alla parte posteriore della coscia dietro il ginocchio destro piegato a 90°.

Altezza di sedie


15 Distanza spalla-gomito

Distanza verticale tra la parte posteriore del gomito e dell’acromion destro, con il gomito inclinato a 90° e il braccio superiore sospeso verticalmente.

16 Lunghezza gomito-punta delle dita

Distanza dalla parte posteriore del gomito destro alla punta del dito medio con il gomito piegato a 90°.

17 Altezza di presa Distanza verticale dalla superficie Altezza degli oggetti che la persona è in



17 Altezza di presa massima della mano in verticale

Distanza verticale dalla superficie orizzontale del sedile al centro di un’asta cilindrica stretta nel palmo della mano portata alla massima altezza al di sopra del capo

Altezza degli oggetti che la persona è in grado di afferrare con la mano attraverso la massima estensione delle braccia

20 Lunghezza delle braccia in verticale

Distanza verticale dalla punta del dito medio della mano destra all’acromion destro, con le braccia lungo il corpo.

Posizionamento dei comandi più bassi posti a lato dell’operatore

21 Altezza di presa minima della mano in verticale

Distanza verticale dall’acromion destro al centro di un’asta cilindrica stretta nel palmo della mano con il braccio lungo il corpo.

Posizionamento dei comandi più bassi posti a lato dell’operatore


22 Profondità del torace Distanza dalla schiena al capezzolo destro.

Riferimento per lo spazio compreso tra uno schienale e strutture situate davanti al torace.

23 Profonditàaddominale in postura assisa

Dstanza orizzontale dalla schiena al punto più sporgente dell’addome.

Riferimento per lo spazio compreso tra uno schienale e strutture situate davanti al torace.

24 Profonditàginocchio-natica in postura assisa

Distanza orizzontale dalla parte posteriore delle natiche al punto piùsporgente del ginocchio dx, piegato a 90°.

Riferimento per lo spazio compreso tra uno schienale e strutture situate davanti alle ginocchia.



25 Profondità natica-poplite in posizione assisa

Distanza orizzontale dalla parte posteriore delle natiche alla parte posteriore del ginocchio dx, sotto la coscia, con ginocchio piegato a 90°

Riferimento per la profondità di una sedia.

26 Larghezza biacromiale

Distanza tra l’acromion destro e sinistro.

Indicazione della distanza tra i centri di rotazione delle braccia

27 Larghezza bideltoide Distanza tra le massime sporgenze laterali del muscolo bideltoide destro e sinistro.

Definisce l’ingombro della persona.

28 Larghezza bitrocanterica

Larghezza del corpo misurata lungo la parte più ampia dei fianchi

Definisce l’ingombro della persona Ampiezza e design posti a sedere


29 Estensione braccia Distanza tra le punte delle dita medie di mani e braccia distese orizzontalmente

Riferimento per il raggiungimento laterale.

30 Estensione dei gomiti Distanza tra apici gomiti piegati di braccia distese orizzontalmente (punta delle dita congiunte davanti al torace)

Definisce l’ingombro della persona

31 Profondità del capo Distanza dalla gabella (tra le sopracciglia) all’occipite sul retro della testa, nel centro del cranio

Dimensionamento di elmetti, caschi, …

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 medio e l’apofisi stiloidea.

Dimensioni per l’inserimento, l’appoggio 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 la punta del dito più lungo, misurata parallelamente all’asse longitudinale del piede.

Definire le dimensioni utili all’inserimento e all’appoggio del piede.

36 Larghezza del piede Distanza massima tra le superfici mediale e laterale del piede, perpendicolarmente all’asse longitudinale del piede

Definire le dimensioni utili all’inserimento e all’appoggio del piede.

37 Peso - massa corporea Massa totale (peso del corpo in chilogrammi) Resistenza di qualsiasi elemento debba sostenere il peso

Rilievo su un campione di utentiUtilizzo dei dati in letteratura

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

Acquisizione dei dati


1. Variabilità dei dati (in fz delle categorie di utenti, del tempo,..)2. La maggior parte delle informazioni si riferisce a rilevazioni effettuate in campo militare

• interesse al corretto equipaggiamento del personale;• disponibilità di materiale umano praticamente inesauribile; • notevoli stanziamenti per lo sviluppo delle ricerche in tale settore. M

OT

IVI

� particolari categorie di soggetti

Mis

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font

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1986

, 19

96)

Alcuni valori


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Fon

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Alcuni valori: ragazzi e ragazze polacchi da 6 a 18 anni


No. Dimension 5th percentile

50th percentile

95th

percentile

805 Stature 148.9 (58.6) 157.0 (61.8) 165.1 (65.0)

973 Wrist height 70.8 (27.9) 76.6 (30.2) 82.4 (32.4)

64 Ankle height 5.2 (2.0) 6.1 (2.4) 7.0 (2.8)

309 Elbow height 92.8 (38.5) 98.4 (38.8) 104.1 (41.0)

Alcuni valori: donne


309 Elbow height 92.8 (38.5) 98.4 (38.8) 104.1 (41.0)

169 Bust depth 17.4 (6.8) 20.5 (8.1) 23.6 (9.3)

916 Vertical trunk circumference 136.9 (53.9) 146.0 (57.5) 155.2 (61.1)

459 Hip breadth, sitting 30.4 (12.0) 33.7 (13.3) 37.0 (14.6)

921 Waist back 35.2 (13.9) 38.1 (15.0) 41.0 (16.1)

506 Interscye 32.4 (12.8) 35.7 (14.1) 39.0 (15.4)

639 Neck circumference 34.5 (13.6) 37.1 (14.5) 39.7 (15.6)

754 Shoulder length 11.3 (4.4) 13.1 (5.1) 14.8 (5.8)

No. Dimension 5th percentile

50thpercentile

95th percentile

805 Stature 169.7 (66.8) 179.9 (70.8) 190 1 (74.8)

64 Ankle height 12.0 (4.7) 13.9 (5.5) 15.8 (6.2)

236 Bust depth 21.8 (8.6) 25.0 (9.8) 28.2 (11.1)

Alcuni valori : uomini


916 Vertical trunk circumference 158.7 (62.5) 170.7 (67.2) 182.6 (71.9)

612 Midshoulder height, sitting 60.8 (23.9) 65.4 (25.7) 70.0 (27.5)

459 Hip breadth, sitting 34.6 (13.6) 38.4 (15.1) 42.3 (16.6)

921 Waist back 43.7 (17.2) 47.6 (18.8) 51.6 (20.3)

506 Interscye 32.9 (13.0) 39.2 (15.4) 45.4 (17.9)

639 Neck circumference 35.5 (14.0) 38.7 (15.2) 41.9 (16.5)

754 Shoulder length 14.8 (5.8) 16.9 (6.7) 19.0 (7.5)

378 Forearm-forearm breadth 48.8 (19.2) 55.1 (21.7) 61.5 (24.2)

Nuova sensibilità� campagne di raccolta dati odierne focalizzate in tale nuova direzione

Alcuni valori : Utenza debole


Zatsiorsky V., Seluyanov V., 1983.

The mass and inertia characteristics ofthe main segments of the human body.In: Biomechanics VIII-B. H. Matsui, K.Kobayashi (Eds.), p. 1152-1159.

ANTROPOMETRIA e BIOMECCANICA


Modello antropometrico e delladistribuzione delle masse corporee alfine della determinazione dei baricentridei singoli distretti anatomici e quindi deiparametri dinamici.

I range di movimento articolare.

(da MSIS)

Antropometria funzionale


METODI E STRUMENTI PER L’ANTROPOMETRIA 3D

Per definire le caratteristiche fisiche di una popolazione , raccogliendo datirelativi alle dimensioni e alle proporzioni del corpo umano è possibile avvalersi dimetodi 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 vision,•della computer graphicshanno contribuito allo sviluppodell’acquisizione di oggetti 3D.

NUMEROSI GLI AMBITI DI INTERESSE

AMBITO INDUSTRIALE

• Controllo di qualità• Creazione di modelli da inserire

in ambienti di realtà virtuale• Prototipazione virtuale• Produzione di prodotti

personalizzati

AMBITO BIOMEDICO

• Simulazione e pianificazione interventi chirurgici

• Procedure di localizzazione intra-operatoria

• Progettazione di corsetti e protesi su misura

Applicazioni dei sistemi di digitalizzazione di ogg etti reali


personalizzati • Reverse Engineering

(“dal prodotto al progetto”)

su misura• Produzione di prodotti custom• Generazione di cloni digitali• Analisi morfologica superficiale• Stima di parametri fisici per modelli

biomeccanici• Antropometria 3D• Metodi di valutazione in chirurgia

plastica

AMBITO BENI-CULTURALI

• Studio di manufatti• Realizzazione banche dati virtuali

Input: pezzo reale �� Output: modello tridimensionale

FASI1. Acquisizione dei dati2. Ricostruzione e Integrazione , elaborazione dei dati per la definizione di

una superficie continua a partire dalla nuvola di punti campionati3. Ottimizzazione , elaborazioni e trasformazioni sul modello 3D al fine di

renderlo adatto alle successive elaborazioni

PROCESSO di DIGITALIZZAZIONE


Con Contatto

Metodi Acustici:Metodi non distruttivi:

SISTEMI PER RILEVARE LA FORMA

Senza Contatto

TECNICHE DI ACQUISIZIONE


Metodi Distruttivi:-CGI

-Critomia

Metodi Acustici:Sonar

Metodi Magnetici:Risonanza

Metodi Ottici

PassiviAttivi

Metodi non distruttivi:-Braccio meccanico

-Palpatore

SISTEMI CON CONTATTO NON DISTRUTTIVI

TECNICHE DI ACQUISIZIONE


VANTAGGI:•Bassa invasività•Velocità•Minimo intervento daparte dell’operatore

SVANTAGGI:

TECNICHE DI ACQUISIZIONE: SISTEMI OTTICI


SVANTAGGI:•Permettono di acquisiresolo la parte visibile dellasuperficie

•Elevata sensibilità:• alle proprietà superficiali dell’oggetto

•alle condizioni di illuminazione esterna

SISTEMI PASSIVI SISTEMI ATTIVI

analizzano l’immagine senza l’impiegodi sorgenti di illuminazione speciali

la scena è irradiata con radiazioni elettromagnetiche (pattern luminosi, luce laser, ecc...)

poco utilizzati ** sono i più promettenti � molto studiati

SISTEMI OTTICI: Confronto


poco utilizzati ** sono i più promettenti � molto studiati e utilizzati

economici (l’hardware è costituito da sole due telecamere)

costosi (il nuovo prodotto della Minolta, il 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 edifficoltoso: è necessario riportare una serie di riferimenti sull’oggetto (marker o griglie), oppure ènecessario individuare le correlazioni manualmente)

ESEMPIO: Scanner della 3D Digital “RealScan USB”

Il processo è rapido: dopo averposizionato l’oggetto davanti al sistema(1) e aver controllato che stia all’internodel campo di acquisizione (il software èdotato di una modalità preview), in

13

TECNICHE DI ACQUISIZIONE - METODI OTTICI ATTIVI


dotato di una modalità preview), inpochi secondi il fascio laser spazzola lasuperficie del modello reale (2) e,praticamente in tempo reale, si ottienela visualizzazione a schermo dellanuvola di punti (3), che può quindiessere successivamente elaborata conun qualsiasi software di modellazione(4).

2 4

Esempio: Whole body Scanner

Type Multi-head 3D Laser 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.

TECNICHE DI ACQUISIZIONE - METODI OTTICI ATTIVI


Method3D laser scanning by optical triangulation

Image processing on-chip dspImage sensor high speed cmos image sensor

Scan Timefine mode 11seconds(for 1,024 frames)normal mode 5seconds(for 512 frames)fast mode 2.5seconds(for 256 frames)

Data Acquired 2million points/scan(for normal modeResolution(mm) x(0.40), y(1.95), z(0.90)

Scanning Rage(mm)

width 260-1060height 20,000depth 1,100

Output pixel possibility 1,280×512 pixel

Lez 2 antropometria

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