三维扫描建模技师（高级）考试试卷及答案

三维扫描建模技师（高级）考试试卷及答案一、填空题（共10题，每题1分）1.三维激光扫描设备按测距原理可分为相位式、脉冲式和______式。2.点云数据预处理的核心步骤包括去噪、______和配准。3.摄影测量中，多视角影像匹配的关键是______特征提取。4.逆向工程的核心是从______到CAD模型的转换。5.工业级三维扫描仪的精度常用______（单位）表示，常见为微米级或毫米级。6.ICP算法的全称是______。7.结构光技术的常见编码方式有二进制编码、______和格雷码。8.自由曲面建模常用软件除Geomagic外，还有______（举1个）。9.扫描坐标系转世界坐标系的步骤称为______。10.保证扫描数据完整性需设置足够______，使相邻扫描站重叠率≥30%。二、单项选择题（共10题，每题2分）1.适合户外大型场景扫描的设备是？A.结构光扫描仪B.激光扫描仪C.摄影测量系统D.手持式蓝光扫描仪2.点云“精简”的目的是？A.去除异常点B.减少数据量C.纠正误差D.统一坐标系3.摄影测量“内定向”是指确定？A.影像与相机坐标系关系B.影像与物方坐标系关系C.相机相对位置D.物方绝对坐标4.点云生成NURBS曲面的关键是？A.配准B.曲面拟合C.纹理映射D.网格简化5.三维扫描精度验证常用标准件不包括？A.钢球B.平面板C.校准块D.塑料球6.主要用于点云处理的软件是？A.AutoCADB.GeomagicWrapC.SolidWorksD.3dsMax7.结构光扫描仪基于什么原理？A.激光测距B.影像匹配C.光的飞行时间D.三角测量8.点云初始配准常用方法是？A.ICPB.RANSACC.特征匹配D.手动配准9.纹理映射的作用是？A.增加颜色细节B.提高精度C.减少数据量D.纠正曲面误差10.不属于扫描设备性能指标的是？A.扫描速度B.精度C.扫描范围D.软件版本三、多项选择题（共10题，每题2分）1.三维扫描设备按便携性分为？A.固定式B.手持式C.车载式D.机载式2.点云常见格式有？A.PLYB.STLC.OBJD.LAS3.逆向工程应用领域包括？A.汽车制造B.航空航天C.文物保护D.医疗建模4.扫描数据处理步骤包括？A.采集B.预处理C.重建D.精度验证5.结构光技术类型有？A.白光B.蓝光C.红外D.激光6.点云去噪方法有？A.统计滤波B.高斯滤波C.双边滤波D.中值滤波7.摄影测量关键步骤包括？A.影像采集B.特征提取C.影像匹配D.三维重建8.曲面重建类型有？A.规则曲面B.自由曲面C.参数曲面D.隐式曲面9.扫描精度影响因素包括？A.设备精度B.环境C.物体表面特性D.操作方法10.常用逆向建模软件有？A.GeomagicB.CATIAC.SolidWorksD.Rhinoceros四、判断题（共10题，每题2分）1.激光扫描仪测距精度与扫描距离无关。（）2.点云精简会降低模型精度，应保留所有点。（）3.摄影测量无需标定相机参数。（）4.ICP可用于任意点云的精细配准。（）5.逆向工程仅能复制现有物体，不能创新设计。（）6.结构光扫描仪适合扫描反光物体。（）7.点云配准目标是使点云间误差最小。（）8.STL格式不含纹理信息。（）9.扫描速度越快，精度越高。（）10.纹理映射需与模型几何结构完全匹配。（）五、简答题（共4题，每题5分）1.简述三维激光扫描设备的工作原理。2.点云预处理的核心步骤及作用是什么？3.摄影测量与激光扫描的主要区别？4.逆向工程中“点云→CAD模型”的关键流程？六、讨论题（共2题，每题5分）1.如何从设备、操作、数据处理三方面提高扫描建模精度？2.三维扫描在文物保护中的优势与挑战？---答案部分一、填空题1.三角2.精简3.特征点4.点云5.毫米（mm）/微米（μm）6.迭代最近点7.相移编码8.Rhinoceros（犀牛）/CATIA9.绝对定向10.扫描站二、单项选择题1.B2.B3.A4.B5.D6.B7.D8.C9.A10.D三、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABC6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABCD四、判断题1.×2.×3.×4.√5.×6.×7.√8.√9.×10.√五、简答题1.三维激光扫描原理：设备发射激光束，通过飞行时间（长距离）、相位差（中距离）或三角测量（近距离）计算激光与物体表面交点的三维坐标（x,y,z）；扫描头旋转形成网格覆盖物体，最终采集点云。不同原理适配不同场景：飞行时间法适合户外大型场景，相位式适合工业车间，三角测量适合高精度近距离物体（如文物）。2.点云预处理步骤及作用：①去噪：去除噪声点、离群点，避免影响建模精度；②精简：保留特征前提下减少点云数量，降低数据量和处理难度；③配准：将多站扫描点云转换到同一坐标系，拼接成完整点云（初始用特征匹配，精细用ICP）。部分场景需平滑优化表面连续性。3.摄影测量vs激光扫描区别：①原理：摄影测量基于影像匹配，激光扫描基于激光测距；②数据：摄影测量输出带纹理点云，激光扫描输出无纹理几何点云；③场景：摄影测量适合大范围带纹理场景（建筑、地形），激光扫描适合高精度无纹理工业物体（机械零件）；④成本：摄影测量设备（相机）成本更低。4.点云→CAD流程：①预处理（去噪、精简、配准）；②特征提取（识别规则/自由曲面特征）；③曲面拟合（规则特征拟合参数曲面，自由曲面拟合样条曲面）；④模型拼接（拼接曲面成完整模型）；⑤精度验证（对比CAD与原始点云误差，修正偏差），最终输出可加工的CAD模型。六、讨论题1.提高精度的方法：①设备：选用工业级高精度设备（如精度≤0.1mm激光扫描仪），定期校准（激光/相机标定）；②操作：控制环境（避免强光、反光，设备稳定），设置参数（分辨率、重叠率≥30%），标记靶标辅助配准；③数据处理：优化预处理（统计滤波去噪，ICP精细配准），曲面拟合用最小二乘法，用校准块验证精度。操作人员需熟悉规范减少人为误差。2.文物保护的优势与挑战：①优势：非接触式避免损伤（如壁画、脆