抄数机使用方法.doc

第一章 系统校正一、 校正的功能及操作1.校正的目的 为了保证镜头，激光和运动四轴等扫描仪部件在物理上达到一定的标准，保证扫描的精度， 必须要进行校正。一般推荐一个月或误差变大时，进行校正一次。如果镜头、激光和运动四轴被认为的移动或拆装，那么也需要进行校正。2.校正的准备工作(1) 校正块校正块是特制材料制成的用以校正的标准块，软件根据镜头捕捉到校正块上的激光来分析和计算各个运动轴和个平面的误差。将校正块放到转盘上的中心位置，按照定位销的位置放好。注意校正块及转盘的位置，需要有足够的空间，避免相机架与转盘相撞。（2）一些基本概念零位：零位即是激光和镜头的焦距交汇处，是扫描仪进行工作的最好的位置。Sigma：平面上的所有点到该平面的平均距离。接近0则表示点全部在平面上。Stddev：平面上的噪音点到该平面的最大距离。PLAN SGMA：某平面的SIGMA值。3.校正的基本功能(1) 运动控制：正反方面绝对或者相对移动四个轴。绝对：以零位为标准移动。相对：以当前位置为标准移动。（2）镜头控制：可以选择左右镜头连续取像或者是暂停。USB镜头功能目前 暂时不推荐使用。(3)激光控制：激光控制滑块：拖动滑块可以控制激光器强度，同时也会在旁边的文本框中显示值。也可以直接在文本框中输入激光值进行控制。（4）高级校正：点高级选项就可开启校正整个过程所需要使用的按扭，各按扭具体功能请参看校正步骤。(5)设置：可以校正时的各个位置的各种参数进行修改（有难度，一般不推荐使用）。每一项都有在校正时所处的位置：HOME:零位。CAMERA（POSI）：左镜头（所处的位置）。CAMERA（POS2）：右镜头（所处的位置）。LASER-LEFT：激光（左镜头所取）。LASER- RIGHT：激光（右镜头所取）。BALL-LEFT：球的位置（左镜头所取）BALL-RIGHT：球的位置（右镜头所取）。设置功能：更新：将当前位置坐标更新到配置文件中。移至：在左边选一项，点移至就可以移动到该位置。编辑：对该位置的路径进行编辑。包括XYZR的位置及度数直接进行手动设置。缺省值：各参数的默认值：(6)定义区域：根据某位置的图象来选择读取和计算框里的图象。在左右镜头位置框应该尽量框到全部点阵，在其他位置不应该框到激光的交点处。可以选择区域来对图象进行区域画框进行取图，一般区域已经固定（此功能不推荐使用）。(7)镜头选择：可以选择在大图象中观察某一步的图象，分左右两镜头。通过大图象更能清晰地分析校正图象。(8)模拟模式及图片模拟模式：模拟模式时在设备的硬件调试完毕及稳定以后，在软件上使校正数据更加趋于稳定达到标准。在所有校正完成后选上模拟模式，就进入模拟状态了。从校正镜头、激光、X、Y、Z、R轴这几步开始，一步步校正，即可出来模拟校正数据。也可以直接点模拟循环校正，它会全部按照步骤执行，连续模拟三次。模拟几次后，校正的数据就能趋于稳定。图片模拟用于在校正某步时，可以直观清楚地通过校正图片来观察和分析，一般在出现校正警告或报错时用到此功能。（9）读取、保存图片：通过读取和保存校正过程中的图片来观察和判断，加强分析校正过程。（10）校准参数：所有的校正结果参数均在此可以查看。二、 校正的步骤 在程序启动之前，请将F：TDV-Bak目录内最近日期的triview.ini文件复制到操作系统的系统目录上。一般扫描软件的系统目录为D：Triview2.0，正常情况这一步不需要用户考虑的，因为厂家在出机之前都已经做好。在重装系统等操作后，如果系统目录没有这个文件，就需要进行上面的操作。1. 归零：在零位时即是激光和镜头的焦距交汇处，是扫描仪进行工作的最好位置。在归零前应注意观察各轴的位置，特别是Z轴是否处于回零的区域内，如不在，需先用手动将轴移至回零区域内。回零过程中如出现碰到限位的提示,表明有个别轴的回零位置不切当,需解除限位后,将轴移至回零位置,重新回零,具体的操作参考本手册运动控制的部分.校正和扫描的每次重新启动程序后都要归零一次,使四个轴都回到零位.2. 系统零位设置:回零完成后,尽量将校正块平面放得跟X轴平行,调整X,Y,Z,R,使得激光线位于点阵的中间,并且激光线基本和屏幕十字线重合.效果如图2所示.回零完成后,进行设置零位.方法:调整激光线到点阵的中心,然后调整Y轴,让激光线和屏幕十字重合.这样观察左右镜头采集的图象是否基本一致.如果满足要求,则应该设零,如图3所示,在校正界面分别点击X,Y,Z,R设零.。然后在校正界面分别设置X,Y,Z,R零位,入图3所示.3. 校正平行:平行是影响扫描结果的一个很重要的因素.校正平行主要是要使校正块的正面处于和X轴平行的位置.在大致设置完零点后,就点击校正平行,精确设置R轴的零点.先看看校正平行参数设置情况.点击切换到校正界面,然后再点击”设置”,切换到设置界面,点击”parallel”和”parallel right”在右边”位置”处显示各个轴的位置.可以点击”移至”按钮,将轴分别移到左边/右边位置,移动完成后,切换到”扫描界面”,观察激光的位置和激光强度，原则是:在平行校正的左右两个位置,用肉眼观察时,激光线分别照在校正块靠近两边的位置,在扫描界面,能看到激光线清晰的图象;激光强度不能太强也不能太弱(可以用自动调整激光的功能来确定激光强度).激光调整后的结果如图4所示:下图指示的是校正参数设置界面校正平行后,要在校正界面再次进行R轴设零操作.快速移动X轴,观察激光线相对屏幕十字线的位置变化,调整平行后,它们之间的位置应该没有变化.如图5-3-3所示,激光线相对十字线的位置应无肉眼能观察到的变化.4. 校正镜头:点击”校正镜头”按钮,出现校正相机对话框如:图5-4-1所示.Both camera 左右相机同时校正Display result 显示校正中间处理图象Left only 只校正左镜头Right only 只校正右镜头一般默认选中 both camera如果选择了display result 会有如下图显示,可以看见中间的过程.如果其中有和这样的图片不一致,则校正camera得到参数会不会不正确,出现这种情况,主要是由于图象不好引起来的,正常图片应该黑白分明,反光小,黑色点阵的点比较圆.正常校正相机后,校正结果如下:看校正的效果好和坏,就看参数中间的sigma项,此项正常一般在0.010.03之间,如果大于0.03,校正的结果不好,应该检查一下图象效果是不是很差,可以在校正camera中观察一下校正中间过程.看看是不是图象很差导致检测的圆边沿很差.如果是这样的,应该调整校正的外部光线条件,从新校正。Camera参数一般为正负15mm，激光设置必须为0。5. 校正激光：在校正激光之前，还是看看“校正激光”项的激光参数设置项，主要是看看激光的强度需要调节后，调节激光的原则是，激光看上去是均匀的，不弱不强。如果激光光线弱，看上去会断断续续的。如果光线强，看上去光线比较粗，并且有反光现象。激光前后距离设置为正负20mm.在校正完激光后，会出现校正结果，如下图示 对于弹出的对话框，还是看参数中间的sigma项，此项正常一般在0.01-0.03之间，大了一般是激光强度设置不是很好造成的。当然，前面的步骤要完成执行正确。在校正完激光后，请将Y轴移到零位后，调整X轴的位置，扫描一小段平面，扫描完成后，请检查左右镜头是否错位。如果错位，请不要再往下进行，要重校正camera开始一步一步重新进行。6. 校正R轴（旋转中心）：先设置第一个校正球的左右扫描的位置，然后在设置第二到第五个校正球的左右位置时，改变的基本是Z方面的数据，每段增加100mm。每段的左右位置和第一个球的位置相同。在设置R轴的位置方法如下：第一个球R设置 第二个球R设置 第三个球R设置 第四个球R设置 第五个球R设置0,360 360,0 0,360 360,0 0,360在设置校正球的位置时，请切换到“扫面界面”中可以清晰的看见激光线的强度和在屏幕的位置，要保证从左边移到右边时，激光线在屏幕十字中间附近变化。并且激光线从左边移到右边时，中间激光线也不能过强或者过弱。激光的强弱前面有定义。校正完第一个球时，没有校正结果弹出，在校正第二个到第五个球时，每次都会弹出校正的结果，如下：最后一项表示的是前一个球和当前球的高度，一般会在100mm左右变动一点点。如果变动超过3mm，校正球肯定有问题，检查一下校正杆是否完全旋紧。完全正常，点击“确定”，进行下一个球的校正。请注意：校正球步骤设置是从B1到B5的。7. 保存：每步校正完成后都应该保存一下校正的数据，点击菜单项“校正”下的“保存”命令。校正步骤完成后，并且测试结果合格，所有校正步骤才真正完成。这时应将刚校正好的配置文件保存下，关掉程序，再将新校正的配置文件做一份备份。配置文件放在程序安装目录下，文件名为TRIVIEW.INI第二章 扫描一、 扫描系统功能及操作1. 运动控制部分：与其他运动控制部分功能及操作相同。2. 路径段设置部分：（1） 插入：在设置新的扫描路径时，首先需要插入一段路径（2） 删除：删除当前选定的路径段（3） 全部删除：全部删除设置的路径（4） 设置起点：移动到需要扫描的起点，设置好激光和速度，然后选定该位置为扫描的起点。（5） 设置终点：同上，设置终点。（6） 移至起点：移动到该（7） 移至终点：同上，移至终点。（8） 速度：可以设置极慢、慢速、中速和快速四种速度。每种扫描速度对应了不同的扫描密度。3路径文件及扫描1. 装载：读取一个已经保存过的扫描路径文件。2. 保存：把当前的已设置好的路径保存起来。3. 自动路径生成：对于简单的扫描物体，通过程序，自动生成路径。4. 扫描：路径全部设置好后，点选扫面开始全自动扫描，扫描完毕后会有提示。5. 停止：在扫描过程中，用停止可以使扫描完全停止下来。3. 视图控制通过镜头的大图象来观察，可以更好的帮助设置路径，分为左镜头和右镜头两部分。点选左镜头，显示左镜头的图象，点选右镜头，显示右镜头的图象。二、 扫描的步骤：1. 准备工作（1） 取下校正块，放上扫描物体，确定物体放到转盘中心位置。（2） 如果物体反光，则需要在物体表面均匀地喷上白漆（或黑）。（3） 打开激光，调整激光强度，并控制和移动X轴使激光照射到物体表面上。（4） 调整好速度，确定需要扫描的速度，然后选定。2. 设置路径举例：火车头模型(1) 插入一个新的路径(Segment)(2) 移动Z轴，到能观察到物体底部的位置。(3) 移动X轴，使激光照射到物体上。(4) 移动Y轴，使激光线与镜头图象中的十字架重合(焦距处)。(5) 移动X轴，使激光线照射到物体边缘外的一点点位置，同时看大图象，观察激光是否刚好处在边缘外，然后点设置起点。(6) 移动X轴到物体另一边缘，然后设置终点，这样一段路径就设置完毕了。(7) 火车模型4个面一次都能刚好扫描完成。但是当物体高度较高时，在第一段路径不能完全看到物体时，应该增设几段路径。具体方法是，升高Z轴（25mm），追加路径，设置从物体底部到物体高25mm的这4个面的路径，如果还没有扫描完成，继续在升高25mm追加路径、设置路径，直到物体Z方向的路径全部设置好。(8) 保存该路径到硬盘上，有需要时可以方便的读取，减少重复设置路径，但是注意如果物体的位置发生了变化，则路径就需要更改。3. 开始扫描关掉环境光以及专用光源，点选扫描即可，扫描仪会按照设置好的路径自动扫描，完成后系统会有提示。添加的自动路径说明：（1） 巨形模式设置左下角和右上角坐标，生成的路径模式如下所示： 点击自动路径生成按钮，会弹出自动路径参数设置对话框，左边对话框就是的。默认的是巨形模式。设置起点和终点都是点击读取按钮来获得的。镜头取景高度是下图路径上升的高度。巨形模式是对扫描呈巨形物体来设置的，设置好后，最好还要将路径在检查一边，因为这是粗的路径设置，中间有的路径的激光强度和Y轴聚焦估计要微调以下才会得到好的效果。现在的激光强度和运行速度都可以在路径网格中进行编辑。 修改激光强度和Y轴聚焦方法和原来的一样，选中其中的一段路径，点击移至起点和移至终点按钮，看激光线的强度和聚焦情况，如果光线弱，将激光强度加强，如果离焦了，调节Y轴，前后移动使这段处于焦距范围内，然后在设置这段路径的Y轴数据。当然也可以设置X轴的数据，比如某段路径实际扫描范围比较小，可以将X轴扫描范围缩小，可以用设置起点和设置终点按钮来完成。 生成好的路径生成的原理图。ii. 3D数据处理一、 三维重建 三维重建是将扫描过的点数据经过重新排列整和成三维点云数据。扫描完毕后，系统提示数据重建结束。显示如下图7-1-1所示：二、 数据和模型显示三维重建完成后，就可以在三维视窗中显示 模型了。到3D模型显示视窗下，使用数据浏览，选中刚才扫描完成的数据（最后一个），然后选择需要的镜头，不需要的镜头则可以不选。三、 数据处理1. 视图鼠标控制：首先要按住Shift键，使用鼠标左键能够左右旋转三维模型，中键能够放大，右键能够平移模型。颜色控制：可以改变字体以及背景的颜色。测量选项：此项用于测量物体模型的长度，然后和实际距离相比较，可以计算出误差。点选取第一点后在空间数据中选择一个点，点取第二点在选择第二点，然后就能计算出这两个点在空间中的距离。2. 处理区域的选择：在修改中点区域一项，然后在三维视图中取点，把需要处理的部分都用轮廓线框起来，然后双击左键完成。点云的修改：点云的处理都是在选定的区域内完成的。平滑：使数据表面的曲线更加平滑。修剪：修剪编辑点云，删除一部分噪音点。剪切：剪切掉选中的区域中的点。批量删除：批量删除区域内的点或者线，一次删除30%。点云的缩放：点云的放大缩小功能：先点击“指定参考点”按钮，然后在点云中指定参考点，也可以不指定，默认的参考点的坐标X，Y，Z是0,0,0.然后在X，Y，Z方向上输入要缩放的数值。然后点击“执行”按钮，缩放后的结果在左边图 能够看出。下图是缩放后的结果：在执行完成点云的缩放操作后，在进行其他操作，如点云的选取和删除时，一定要先执行“清除”再执行其他操作。平移和旋转：在需要平移或者转换的坐标数值框内输入数值，就能按照该方向的坐标进行平移和旋转。点云稀化：选中所要稀化的点云，如图，注意：如果稀化没成功，可能是配置文件里面缺少了稀化选项。3. 保存全部完成以后，到菜单里选择保存数据。保存：定制保存是