3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)

1、3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)第一章 系統(tǒng)硬件組成 教學(xué)要求：教學(xué)要求： PCP300+精密數(shù)控自動(dòng)拼接系統(tǒng)由以下部件組成：1、博維恒信PCP300掃描儀一臺(tái)2、專(zhuān)業(yè)三腳架一個(gè)3、精密數(shù)控自動(dòng)拼接系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺(tái)CR-100一個(gè)4、標(biāo)定塊一個(gè)5、控制盒一個(gè)6、電源一個(gè)(16V)，數(shù)據(jù)線一套，用于傳輸控制指令7、加密鎖一個(gè)8、數(shù)據(jù)處理軟件：包含相機(jī)驅(qū)動(dòng)、控制軟件、二維圖像反求軟件和三維點(diǎn)云處理軟件3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 主要設(shè)備主要設(shè)備 圖1-1 圖1-2 PCP-300 3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 主要設(shè)備

2、主要設(shè)備 圖1-3 圖1-4 轉(zhuǎn)臺(tái)控制盒 3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 主要設(shè)備主要設(shè)備 圖1-5 圖1-6 CR-100轉(zhuǎn)臺(tái) 3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)軟件組成系統(tǒng)軟件組成 PCP300+精密數(shù)控自動(dòng)拼接系統(tǒng)由三部件組成：1、PCP控制程序2、Winmoire三維反求軟件,自動(dòng)生成*.OUT、*.XYZ等文件3、CloudForm軟件,轉(zhuǎn)換為.asc格式，為反求后處理軟件 Geomagic Studio使用。 PCP控制程序采集清晰的光柵圖像和白光圖像，Winmoire軟件將這些圖像解析成帶有顏色信息的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，

3、再經(jīng)過(guò)CloudForm軟件對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終形成優(yōu)質(zhì)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)軟件組成系統(tǒng)軟件組成 PCP300主要技術(shù)參數(shù)：3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.1 相機(jī)控制面板相機(jī)控制面板 3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.2 相機(jī)補(bǔ)償l在搬運(yùn)的過(guò)程中，掃描儀內(nèi)部可能產(chǎn)生變形，所以需要在使用前對(duì)掃描儀進(jìn)行補(bǔ)償。將相機(jī)對(duì)準(zhǔn)一平面，并調(diào)整到最佳成像位置，打開(kāi)Cal/Align(校準(zhǔn)/拼接)功能。l兩個(gè)投光燈均打開(kāi)，移動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，讓投光燈兩個(gè)投光燈均打開(kāi)，移動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，讓投光燈1和投光燈和投光燈2的中間

4、那排小白點(diǎn)重合在一條豎的中間那排小白點(diǎn)重合在一條豎線上，此時(shí)也在十字框豎線上。線上，此時(shí)也在十字框豎線上。Note2:標(biāo)定塊要放在轉(zhuǎn)臺(tái)的中心位置Note1:相機(jī)的景深范圍-90+90mm3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.2 相機(jī)補(bǔ)償l 打開(kāi)Winmoire，在Cal/Align(校準(zhǔn)、拼接)下，點(diǎn)擊FC Align相機(jī)標(biāo)定,彈出的對(duì)話(huà)框選OK，可見(jiàn)圖像變成白色。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定l 原理：通過(guò)計(jì)算標(biāo)定塊在0-30度的位置差別，計(jì)算出轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心，并記錄在電腦的三維坐標(biāo)系中。標(biāo)定結(jié)束后，若改變轉(zhuǎn)臺(tái)和掃描儀的相對(duì)位置，需要重新標(biāo)

5、定。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定Axis設(shè)定3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定(1) 在Select框中，選擇“Valign”，Plate框中選擇”Nplate”，點(diǎn)選“GetImage”獲取圖像。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定(2) 在得到圖像后，在Plate框中選擇”Zplate”，在圖像上用鼠標(biāo)左鍵拉矩形框畫(huà)一區(qū)域，此區(qū)域四周均不能超出標(biāo)定塊圖像，且標(biāo)定塊兩側(cè)面積要盡量大。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描

6、系統(tǒng)2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定(3) 選到”Xplate”,在標(biāo)定塊中間棱邊右側(cè)(緊貼棱邊)畫(huà)一條紅色豎線。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定(4) 再選到”Yplate”，在棱邊左側(cè)畫(huà)一條黃色豎線。點(diǎn)選“Calc Param”,進(jìn)行計(jì)算。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.3 轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定(5) 在Select框中，選擇“Aalign”，Plate框中選擇”Nplate”，點(diǎn)選“GetImage”獲取圖像，這時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)30度，并拍攝成像。再按“Valign”選項(xiàng)下的方式，分別對(duì)“Zplate”進(jìn)行框選，“Xplate”在棱邊右側(cè)畫(huà)紅豎線，“Yplate

7、”在棱邊左側(cè)畫(huà)一條黃色豎線，最后點(diǎn)擊“Calc Param”計(jì)算，完成轉(zhuǎn)臺(tái)標(biāo)定。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.4 掃描儀系統(tǒng)參數(shù)三維掃描是通過(guò)解析多幅條紋圖像形成三維點(diǎn)坐標(biāo)，因此，條紋光暴光時(shí)間，白光暴光時(shí)間等參數(shù)會(huì)影響后期的成像效果。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.5 試拍掃描打開(kāi)Winmoire，在菜單File-New，新建一個(gè)文件，輸入文件名并確定。自動(dòng)彈出Image Gage對(duì)話(huà)框，或者從Scan菜單下選擇Image Gage.點(diǎn)選Image按鈕得到圖像，并在ReWindow模式下，在圖像上點(diǎn)鼠標(biāo)左鍵，拉一矩形框，選取需要計(jì)算處理的區(qū)域。如

8、果滿(mǎn)意圖像，則點(diǎn)擊Execte執(zhí)行計(jì)算。必須通過(guò)“置零”按鈕，把標(biāo)定是轉(zhuǎn)過(guò)的數(shù)據(jù)30度清零。清除圖像清除圖像獲取圖像獲取圖像執(zhí)行計(jì)算執(zhí)行計(jì)算采用采用窗口窗口模式模式選擇選擇計(jì)算計(jì)算區(qū)域區(qū)域3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)2.6 拍攝多幅圖像拼接對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行全方位的拍攝，需要將物體旋轉(zhuǎn)一定的角度，注意要有一定的公共區(qū)域，得到多幅點(diǎn)云圖像，方便后期制作。使用數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)拼接功能，使轉(zhuǎn)臺(tái)移動(dòng)一定的度數(shù)。一般情況下，360度內(nèi)需要拍攝6次，即每60度拍攝一次。新拍攝的圖像會(huì)自動(dòng)接接到第一片上。自動(dòng)拼接過(guò)程中，不能移動(dòng)物體。點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)以*.OUT,*.XYZ的格式在開(kāi)始建立的文件夾

9、里，一般為3ddat文件夾。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 三維點(diǎn)云處理軟件三維點(diǎn)云處理軟件 三維點(diǎn)云處理軟件：CloudForm 經(jīng)過(guò)CloudForm軟件對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終形成優(yōu)質(zhì)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。 圖像格式的轉(zhuǎn)化主要有：點(diǎn)云ASC、點(diǎn)云IGS、三角片STL3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)3.1 三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟 1、導(dǎo)入點(diǎn)云文件2、顯示點(diǎn)云點(diǎn)3、消除噪聲4、全部顯示點(diǎn)云5、最佳拼接6、消差7、取樣(取點(diǎn)數(shù)，約10萬(wàn)，曲率優(yōu)先移到中間)8、輸出單個(gè)點(diǎn)云3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)3.

10、1 三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟 3.1.1、導(dǎo)入點(diǎn)云文件3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)3.1 三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟 3.1.2、顯示點(diǎn)云點(diǎn)3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)3.1 三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟 3.1.3、消除噪聲降噪是消除片內(nèi)的波紋和噪聲。 設(shè)置好后，選擇“降噪”，然后選擇“后一片”，進(jìn)行點(diǎn)云片的切換，有多少點(diǎn)云片就需要切換多少次，直到“后一片”按鈕為灰色，最后選擇“確定”。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)3.1 三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟三維點(diǎn)云處理軟件

11、主要步驟 3.1.4、全部顯示點(diǎn)云3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)3.1 三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟 3.1.5、最佳拼接最大距離對(duì)話(huà)框可以設(shè)置點(diǎn)云的最大距離，為移動(dòng)計(jì)算提供限制條件。開(kāi)始的時(shí)候，可以根據(jù)點(diǎn)云之間的距離，適當(dāng)?shù)脑龃笞畲缶嚯x的數(shù)值，然后逐步減小。注意觀察收斂條件對(duì)話(huà)框中的數(shù)值，當(dāng)距離方差不再往下降，而是在某個(gè)范圍跳動(dòng)時(shí)，精拼就達(dá)到極限。 電腦自動(dòng)搜索對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行拼接，它是一個(gè)迭代過(guò)程，逐步實(shí)現(xiàn)最佳匹配。 當(dāng)距離方差不再下降，而在某一范圍內(nèi)跳動(dòng)時(shí)，精拼就達(dá)到極限。3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)3.1 三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟 3.1.6、消差對(duì)拼接后的三維點(diǎn)云組進(jìn)行消差和融合處理，以進(jìn)一步提高拼接精度。Note:點(diǎn)云圖像需要在消差之后才能融合3D Camega光學(xué)三維掃描系統(tǒng)光學(xué)三維掃描系統(tǒng)3.1 三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟三維點(diǎn)云處理軟件主要步驟 3.1.7、取樣(取點(diǎn)數(shù)，約10萬(wàn)，曲率優(yōu)先移到中間)取