1、三維掃描儀學號：123456789 姓名：（Oo。）摘要：三維掃描儀（3D scanner）是一種科學儀器，用來檢測并分析現實世界中物體或環境 的形狀（幾何構造）與外觀數據（如顏色、表面反照率等性質）搜集到的數據常被用來進 行三維重建計算，在虛擬世界中創建實際物體的數字模型。這些模型具有相當廣泛的用途， 舉凡工業設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫學信息、生物信息、刑事 鑒定、數字文物典藏、電影制片、游戲創作素材等等都可見其應用。關鍵字：三維掃描儀CCD機器視覺測量逆向工程正文：三維掃描儀是光電傳感器的一種，一般用于測量物體的三維坐標。從而間接地得到被測物的空間坐標，尺寸，形狀。

2、以及通過計算機處理得到的三維坐 標矩陣，合成機器視覺。機器視覺用途很廣，比如可用于機械手視覺向導、產品外觀尺寸檢測、逆向 工程等。真正實現生產智能化、自動化。節約人力成本。服務工農業。非常具有 研究價值!下面討論三維掃描儀的工作原理。逐點掃描型:圖2彼測物體CCD1V CCB2 0 2像素中心繾/像素中心線像素中心線圖1像素中心線一OT1GCD2逐點撇光發射置像素差kXoI 激光反射點被捕捉像素差小 激光反射點被捕M由圖1可看出，中間的激光發射裝置逐點發射激光，激光以點的形式射到 物體表面并反射，被2個CCD相機所捕捉（CCD相機都為對激光光波敏感，對可 見光光波不敏感類型）。捕捉到的信息傳入

3、計算機進行處理。計算機通過計算像 素中心線到激光反射點的像素差（圖2所示），計算出CCD相機中心線與激光反 射點到CCD相機這條直線的角度，間接計算出。1和。2（圖1所示）。2個CCD 相機距離已知，所成夾角已知。當計算出。1和e 2后，根據三角形原理，可計 算出激光反射點的相對坐標（X，Y）。同理，如果在激光發射裝置的上面放一個 CCD相機，便可計算出激光反射點的豎直坐標Z。至此，通過一個激光發射裝置， 3個不同方向放置的CCD相機，就可測量激光反射點的相對三維坐標（X,Y,Z）。如果激光發射裝置逐點發射，CCD相機逐點捕捉，通過計算機處理后可得到 一條線的三維坐標，如果激光發射裝置逐行發射

4、，CCD相機逐行捕捉，輸入計算 機處理后便可得到一個面的三維坐標，稱作面的三維坐標矩陣。下面談談三維掃描儀的應用，通過上面的方法，就可得到了一個面的三維坐 標矩陣。把這個三維坐標矩陣輸入計算機，讓計算機進行處理，比如數字濾波， 變換，特征提取等。就可得知所掃描物體的尺寸形狀，距離等。能讓計算機判斷 所掃描物體的幾何尺寸，邊緣等特征信息。以便向機械手發出動作指令。真正實 現視覺信息引導機械手工作！使得機械手更加智能化。精度高的還能檢測所掃描 物體面的粗糙程度。除了上面所講的高端應用機器視覺指引機械手動作外，恐怕大部分企業購買 三維掃描儀的用途是逆向工程。通過掃描現有的成品零件，逆向生成CAD文件

5、或 模型，然后生成CAM文件。就可生產制造出產品！省去了開發設計環節！大大節 省了時間和成本。這點非常適合中國中小企業，符合國情！不怪我們感嘆中國山 寨產品如此之多啊！三維掃描儀還可以大范圍遠距離的測量，比如用在三角測距，城市規劃，地 形勘探等。其次，三維掃描儀還可用于工業檢測，檢測產品的形位誤差，判斷產品是否 合格等進行三維檢測。一般用于機械產品檢測。使驗收快速化，智能化。由以上所述可知，三維掃描儀用途和優點如此之多，但我們生活中怎么就沒 見過三維掃描儀呢？原因在于目前三維掃描儀的價格普遍較為昂貴！少則幾十萬 人民幣一臺，多則上百萬人民幣一臺！大部分企業或個人望而止步，所以沒有得 到普及。其

6、次有了三維掃描儀硬件部分外，還需連接配套的三維坐標矩陣處理軟 件，也就是計算機視覺處理軟件，才能進行三維測量，一般計算機視覺處理軟件 都很難開發。所以三維掃描儀的價格很高很高，能擁有者很少很少！分析以上信息后，我決定自行開發三維掃描儀。要開發三維掃描儀需要解決 的問題是尋找能控制激光發射的裝置，并控制它逐點或逐行進行發射同時保證發 射精度。其次要解決的問題是CCD相機對反射點的高靈敏度的捕捉，并屏蔽干擾。 最后要解決的是對數據處理得出空間坐標的算法的開發。解決了以上3個問題， 我想開發三維掃描儀也不是什么難事。參考文獻: HYPERLINK /view/3359031.htm /view/3359031.htm HYPERLINK /view/1737789.