支架式白光掃描儀一、設(shè)備結(jié)構(gòu)

屬于非接觸光學(xué)掃描儀

關(guān)鍵部分：計算機、光柵發(fā)射器、CCD攝像機、連接線、標定塊、標志點。掃描頭云臺三腳架一、設(shè)備結(jié)構(gòu)注意：禁止用利器擊打兩個CCD相機鏡頭和光柵發(fā)射器的鏡頭，禁止用手觸摸CCD相機和光柵發(fā)射器的鏡頭片。

1.設(shè)備主體一、設(shè)備結(jié)構(gòu)2.云臺1所示為控制云臺的螺桿，可以調(diào)節(jié)云臺上下旋轉(zhuǎn)；

2所示為控制云臺的螺桿，可以調(diào)節(jié)云臺水平旋轉(zhuǎn)；3所示為控制云臺的螺桿，可以調(diào)整云臺左右旋轉(zhuǎn)；

4所示為固定測量頭的兩個螺絲，用來把測量頭固定到云臺上。

注：安裝和使用設(shè)備時一定要把上面所示的三個螺桿和兩個螺絲鎖緊，否則設(shè)備固定不緊，容易脫落摔碎。一、設(shè)備結(jié)構(gòu)3.腳架1所示為三腳架的搖桿，可以通過旋轉(zhuǎn)搖桿升降設(shè)備；2所示為三腳架的頂絲，用來鎖死螺桿；3所示為三腳架升降控制鈕，用來控制三腳架內(nèi)接桿的升降。注意：每次調(diào)整好設(shè)備的高度后請把三腳架的頂絲鎖緊，否則在測量過程中設(shè)備容易晃動，而且會影響中軸的剛性。二、設(shè)備軟件1.工作界面二、設(shè)備軟件操作界面系統(tǒng)名稱和當前活動窗口包括所有的操作選項提供了操作的快捷方式菜單欄工具欄標題欄1.工作界面二、設(shè)備軟件操作界面2.掃描視窗二、設(shè)備軟件操作界面3.菜單欄二、設(shè)備軟件操作界面3.菜單欄新建：結(jié)束當前掃描，開始新的掃描。單面掃描模式：此項不可用；標志點拼接模式：已完成一面以上掃描才可用；建立框架拼接模式：已完成一面以上掃描才可用。打開：打開已經(jīng)存在的點云數(shù)據(jù)，打開格式包括OKO、ASC、TGT、CSV格式；二、設(shè)備軟件操作界面用于設(shè)定測量的模式，可以選擇“單面掃描”、“標志點拼接”、“建立框架”三種模式，當前的模式呈灰色為不可選。直接拼接：直接利用標志點的信息對拍攝的物體進行拼接；面面重合拼接：利用物體多次拍攝重合部分信息對拍攝物體進行拼接。二、設(shè)備軟件操作界面畫框設(shè)定：手動在屏幕上畫出測量范圍；最大區(qū)域：相機屏幕所顯示的所有范圍都被測量。預(yù)投光柵：投射光柵在物體上，通過調(diào)整光柵發(fā)射器的焦距使得物體上的光柵最清晰。測量過程中通過觀察光柵的清晰度來判斷掃描儀到物體的測量距離是否合適，距離過遠或過近投的光柵都不清晰。視場中心：投射十字光標在物體上，觀察左右鏡頭視窗，使光標都在中心位置以確定合適的物距。二、設(shè)備軟件操作界面系統(tǒng)設(shè)置二、設(shè)備軟件操作界面攝像機控制在默認情況下，左攝像機處于連續(xù)采集模式，此時可以調(diào)整左攝像機的參數(shù)。連續(xù)捕獲圖像：左攝像機處于連續(xù)采集并實時顯示模式；停止捕獲圖像：停止當前的連續(xù)采集；更新單幀圖像：單幀采集當前圖像，只有在“停止捕獲圖像”的時候才可用，用于更新單幀圖像；二、設(shè)備軟件操作界面攝像機參數(shù)調(diào)整一般情況下曝光時間設(shè)置為53左右，增益調(diào)節(jié)為11左右；以物件不反光為宜；二、設(shè)備軟件操作界面常用圖標注釋三、設(shè)備標定1.標定塊的作用1攝像機定標是得到三維世界中物體點的三維坐標與其圖像上對應(yīng)點的函數(shù)關(guān)系的過程。2攝像機定標的精度是決定系統(tǒng)掃描精度的重要因素。3通過拍攝不同位置的圖像，來實現(xiàn)對系統(tǒng)的標定。4采用平面標定塊。1.標定塊的作用三、設(shè)備標定定標過程中要使用標定塊，如圖所示。三、設(shè)備標定三、設(shè)備標定定標需找出和掃描儀相對應(yīng)的標定板，以保證定標精度。注：標定板后四位尾數(shù)與掃描儀尾數(shù)一致！三、設(shè)備標定1、為了人眼能夠在拍攝圖像上清晰分辨出黑色圓點，可能要通過調(diào)整增益來達到最好的效果；

2、在每個位置上要保證能看到四個大點，其他點可以有看不見的部分，但要盡可能看到更多的點；3、三個不同的點位置要盡量充滿待測物體每次掃描區(qū)域可能占據(jù)的空間；4、第一個位置標定塊放置在圖像中看到的結(jié)果是：四個大點中，共線的三個大點在另一個大點的下方。定標要求三、設(shè)備標定精度在0.02以外系統(tǒng)調(diào)整使用過程中嚴重震動長途運輸需要重新定標三、設(shè)備標定1、標定板（大點向上）放置相機下方，十字光斑位于中心大圓內(nèi)，調(diào)整相機角度及高度，盡量使十字中心對齊；2、旋轉(zhuǎn)標定板90°，三腳架高度上調(diào)兩圈，使紅十字位于黑十字外；3、同方向旋轉(zhuǎn)標定板90°,三腳架高度下調(diào)四圈，使紅十字位于黑十字外；標定流程三、設(shè)備標定5、同方向旋轉(zhuǎn)標定板90°，三腳架高度上調(diào)兩圈，使紅十字位于黑十字外；6、同方向旋轉(zhuǎn)標定板90°，三腳架高度下調(diào)四圈，使紅十字位于黑十字外；7、同方向旋轉(zhuǎn)標定板90°，調(diào)整相機左傾角（角度約15~20°)，使十字中心對齊；8、同方向旋轉(zhuǎn)標定板90°，三腳架高度上調(diào)兩圈，使紅十字位于黑十字外；三、設(shè)備標定9、同方向旋轉(zhuǎn)標定板90°，三腳架高度下調(diào)四圈，使紅十字位于黑十字外；10、同方向旋轉(zhuǎn)標定板90°，調(diào)整相機右傾角（角度約15~20°)，使十字中心對齊；11、同方向旋轉(zhuǎn)標定板90°，三腳架高度上調(diào)兩圈，使紅十字位于黑十字外；12、同方向旋轉(zhuǎn)標定板90°，三腳架高度下調(diào)四圈，使紅十字位于黑十字外。四、掃描前準備工作首先須確保三維掃描儀是建立在一個穩(wěn)定的環(huán)境中,包括光環(huán)境：避免強光和逆光對射;三維掃描儀的穩(wěn)固性等，要最大限度地減少環(huán)境破壞，確保三維掃描結(jié)果不會受到外部因素的影響。1.確保穩(wěn)定的掃描環(huán)境2.掃描儀精度校準校準掃描儀時，應(yīng)根據(jù)掃描對象調(diào)整設(shè)備系統(tǒng)設(shè)置的三維掃描環(huán)境。正確的相機設(shè)置會影響掃描數(shù)據(jù)的準確性，因此必須確保曝光設(shè)置是正確的。嚴格按照制造商的說明進行校準工作，仔細校正不準確的三維數(shù)據(jù)。校準后，可通過用三維掃描儀掃描已知三維數(shù)據(jù)的測量物體來檢查比對，如果發(fā)現(xiàn)掃描儀掃描的精度無法實現(xiàn)時，需要重新校準掃描儀。四、掃描前準備工作3.對掃描物體表面進行處理被測物體表面的材質(zhì)、色彩及反光透光等都有可能對測量結(jié)果有一定的影響，而被測物體表面的灰塵、切屑等更會帶來測量數(shù)據(jù)的噪聲，所以首先要對掃描件進行清洗，對黑色銹蝕表面、透明表面、反光面做表面處理。

這些物體包括半透明材料(玻璃制品、玉石)，有光澤，或顏色較暗的物體。五、物體表面處理對于掃描后需要清洗表面的物體，只能使用白色顯像劑。物體最適合進行三維光學(xué)掃描的理想表面狀況是亞光白色，因此表面處理的方法是在物體表面噴一薄層白色物質(zhì)，一般可選擇白色的亞光漆、白色顯像劑。五、物體表面處理對掃描物體噴上薄薄的一層顯像劑，目的是是為了更好的掃描出物體的三維特征，數(shù)據(jù)會更精確。1.在噴粉時，要注意在滿足掃描要求的前提下盡可能地薄且均勻，噴粉距離約為30cm左右。顯像劑噴灑過多，會造成物體厚度疊加，對掃描精度造成影響。2.顯像劑不會對物體表面及人體造成損害，掃描完成后用清水洗掉即可。3.應(yīng)給被掃描工件準備一個顏色較暗的背景，最好是黑色（掃描系統(tǒng)對黑色表面不生成任何數(shù)據(jù)），這樣可以減少背景掃描數(shù)據(jù)，增加有效掃描數(shù)據(jù)的比重。六、掃描策略制定在對被掃描工件進行掃描時，需要經(jīng)過多角度、多范圍的多次掃描，才能完成對被掃描工件的完整掃描。注意：掃描系統(tǒng)要求在本次掃描中，至少能攝取到4個在之前掃描時提取出的標志點。同時要求這4個標志點盡可能不共線，且不對稱（例如其中3個不能構(gòu)成等邊或等腰三角形）。采用標志點來實現(xiàn)多次掃描數(shù)據(jù)的坐標系統(tǒng)一（掃描系統(tǒng)會精確、自動地提取標志點三維坐標），即將每次生成的點云數(shù)據(jù)均統(tǒng)一到公共坐標系，從而完成點云的自動拼接。掃描策略對于整個掃描項目是非常重要的，因此在掃描之前就應(yīng)該進行制定。六、掃描策略制定根據(jù)待測物體選擇測量模式，在菜單“參數(shù)設(shè)定”選擇“測量模式設(shè)定”，可選擇“單面掃描”、“標志點拼接”、“建立框架”三種模式；1、單面掃描：對一些物體的測量，只要拍攝一面就能得到所需的數(shù)據(jù)，此時需要使用單面掃描操作。2、標志點拼接：一些較大的物體一次不能測完全部數(shù)據(jù)，可通過貼標志點，利用標志點拼接方式完成。3、建立框架拼接

：測量一些大物體時，由于積累誤差使最后的測量誤差偏大，為了控制整體誤差，測量大物體時先建立框架再進行標志點拼接測量。掃描方式六、掃描策略制定針對一個被掃描工件，首先根據(jù)其大小、形狀、復(fù)雜程度判斷大致需要掃描的次數(shù)，以及掃描的次序。下面分三種情況予以介紹：策略一：被掃描工件大小在掃描系統(tǒng)單面掃描范圍內(nèi)。

在這種情況下，只需考慮按照一個合適的掃描次序，保證本次掃描與之前掃描提取出的標志點均有至少4個公共點即可。掃描策略六、掃描策略制定策略二：被掃描工件大小超出掃描系統(tǒng)的單面掃描范圍，但不超過2倍（如超出2倍以上，則需與三維攝影掃描系統(tǒng)配套使用）在這種情況下，第一次掃描應(yīng)從可得到最多標志點的工件中部開始。

上述兩個策略中，標志點均粘貼在工件表面上。這兩個策略的優(yōu)點是被掃描工件可以隨意移動或轉(zhuǎn)動，但帶來的缺點是粘貼標志點處會產(chǎn)生較多的環(huán)狀空洞（因標志點外圍是黑色的，掃描系統(tǒng)將不會產(chǎn)生掃描數(shù)據(jù)點）。六、掃描策略制定在實際掃描中，如果工件不易搬動，我們也可以使用輔助裝置。如將被掃描工件放置在轉(zhuǎn)臺裝置上。策略三：標志點可以粘貼在被掃描工件周圍的轉(zhuǎn)臺表面上，這種粘貼方案可以有效減少工件表面的標志點數(shù)量，使掃描數(shù)據(jù)盡可能少地產(chǎn)生空洞。但這種策略不允許被掃描工件與轉(zhuǎn)臺有任何的相對位移，否則會造成拼接誤差增大，甚至導(dǎo)致掃描項目失敗。七、標志點粘貼注意事項（1）標志點盡量粘貼在平面區(qū)域或者曲率較小的曲面，且距離工件邊界較遠一些；（2）標志點不要粘貼在一條直線上，且不要對稱粘貼；標志點粘貼在特征上，影響特征采集標志點粘貼成一條直線或?qū)ΨQ不利于特征的采集，而且貼點過多。七、標志點粘貼注意事項（3）公共標志點至少為4個，但因掃描角度等原因，一般建議5-7個為宜；標志點應(yīng)使相機在盡可能多的角度可以同時看到；標志點過少，無法采集特征曲面標志點粘貼、分布較合理（4)粘貼標志點要保證掃描策略的順利實施，根據(jù)工件的長、寬、高合理分布粘貼；（5）標志點應(yīng)使相機在盡可能多的角度可以同時看到。八、掃描注意事項1.掃描過程中避免掃描系統(tǒng)震動，同時被掃描工件也須是靜止狀態(tài)；2.掃描時外部環(huán)境光線不要太強，暗室操作效果更佳；3.深色或反光的工件要噴顯像劑進行掃描；4.對于容易變形的工件，可以通過云臺移動掃描頭或移動掃描系統(tǒng)進行掃描；5.掃描時十字盡量投在被掃描工件上；6.掃描時，根據(jù)實際需要可通過云臺確定掃描頭的位置或角度；7.掃描系統(tǒng)具有仿生學(xué)視覺特點，為順利完成掃描工作，掃描人員可以站在掃描頭的位置判斷能否看到需要提取的標志點，若不能請及時調(diào)整被掃描工件的擺放角度。GeomagicStudio點云處理軟件教學(xué)一、軟件簡介GeomagicStudio由美國Raindrop(雨滴)公司出品，2013年被3DSystems收購，擁有強大的點云處理能力，能夠輕易的從掃描所得的點云數(shù)據(jù)創(chuàng)建完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動轉(zhuǎn)換城NURBS曲面，可直接用于3D打印、制造、藝術(shù)和工業(yè)設(shè)計等方面。

該軟件是除Imageware之外應(yīng)用最為廣泛的逆向工程軟件，是目前市面上進行點云處理與三維曲面構(gòu)建功能最強大的軟件。（1）建模時采用點云三角網(wǎng)格面曲面的方式；（2）軟件功能操作便捷，易學(xué)易用；（3）具有自動擬合曲面功能，對玩具、工藝類工件等自由曲面優(yōu)勢較大。二、軟件界面三、鼠標應(yīng)用左鍵在圖形區(qū)域的活動對象上選擇區(qū)域。CTRL+左鍵取消選擇區(qū)域ALT+左鍵

移動光源

SHIFT+左鍵

激活模型(當同時處理幾個模型時)滾輪或中鍵縮放CTRL+中鍵設(shè)置多個激活模型。(必須是同樣的數(shù)據(jù)類型)ALT+中鍵平移SHIFT+CTRL+中鍵

在當前平面上移動模型右鍵

單擊獲得快捷菜單CTRL+右鍵旋轉(zhuǎn)ALT+右鍵平移

SHIFT+右鍵

縮放四、主要功能GeomagicStudio軟件提供了六大數(shù)據(jù)模塊，包括基礎(chǔ)模塊、點處理模塊、多邊形處理模塊、形狀模塊、Fashion模塊、參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。（1)基礎(chǔ)模塊主要作用是提供基礎(chǔ)操作環(huán)境，包括文件保存、顯示控制、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。（2)點處理模塊A優(yōu)化掃描數(shù)據(jù)（去除體外孤點、減少噪音等）B拼接多個掃描數(shù)據(jù)；C降低數(shù)據(jù)密度；D將掃描數(shù)據(jù)封裝城三角面片。四、主要功能（3)多邊形處理模塊A清除、刪除釘狀物，減少噪點光順三角網(wǎng)格；B簡化三角面片數(shù)目；C自動填充模型中的孔，并清楚不必要的特征；D加厚、抽殼、偏移三角網(wǎng)格；E創(chuàng)建、編輯邊界。（4)精確曲面A自動擬合曲面；B編輯處理輪廓線；C構(gòu)建曲面片，并對曲面片進行移動、松弛等處理；五、工作流程六、數(shù)據(jù)處理要求第一階段：點云階段(1)去掉掃描過程中產(chǎn)生的雜點、噪音點；(2)將點云文件三角面片化（封裝），保存為STL文件格式。第二階段：多邊形階段(1)將封裝后的三角面片數(shù)據(jù)處理光順、完整；(2)保持數(shù)據(jù)的原始特征。七、常用命令為了更加清晰、方便的觀察點云的形狀，將點云進行著色。選擇斷開組件連接：指同一物體上具有一定數(shù)量的點形成點群，并且彼此間分離。選擇體外弧點：選擇與其它絕大數(shù)的點云具有一定距離的點。（敏感性：低數(shù)值選擇遠距離點，高數(shù)值選擇的范圍接近真實數(shù)據(jù)。）減少噪音：因為逆向設(shè)備與掃描方法的緣故，掃描數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)差和隨機誤差，其中有一些掃描點的誤差比較大，超出我們允許的范圍，這就是噪聲點。封裝：對點云進行三角面片化。七、常用命令第二階段：多邊形階段主要操作命令填充孔：修補因為點云缺失而造成漏洞，可根據(jù)曲率趨勢補好漏洞。去除特征：先選擇有特征的位置，應(yīng)用該命令可以去除特征，并將該區(qū)域與其它部位形成光滑的連續(xù)狀態(tài)。網(wǎng)格醫(yī)生：集成了刪除釘狀物，補洞、去除特征、開流形等功能，對于簡單數(shù)據(jù)能夠快速處理完成。手持式白光掃描儀一、設(shè)備簡介序號名稱1安裝程序2電源適配器3USB線纜4定位標點5GOSCAN一、設(shè)備簡介一、設(shè)備簡介序號

名稱1上CCD2環(huán)形燈3LED白光投影儀

4下CCD5彩色相機6觸發(fā)器一、設(shè)備簡介系統(tǒng)連接將電源連接到USB電纜。

2.將USB數(shù)據(jù)線插入計算機的USB3.0端口。3.接通電源電源。4.在數(shù)據(jù)線最末端，將USB數(shù)據(jù)線接