3D Camega光学三维扫描系统

1、第一章 系统硬件组成,教学要求：,PCP300+精密数控自动拼接系统由以下部件组成： 1、博维恒信PCP300扫描仪一台 2、专业三脚架一个 3、精密数控自动拼接系统转台CR-100一个 4、标定块一个 5、控制盒一个 6、电源一个(16V)，数据线一套，用于传输控制指令 7、加密锁一个 8、数据处理软件：包含相机驱动、控制软件、二维图像反求软件和三维点云处理软件,第一节 主要设备,图1-1 图1-2 PCP-300,第一节 主要设备,图1-3 图1-4 转台控制盒,第一节 主要设备,图1-5 图1-6 CR-100转台,第二节 系统软件组成,PCP300+精密数控自动拼接系统由三部件组成：

2、1、PCP控制程序 2、Winmoire三维反求软件,自动生成*.OUT、*.XYZ等文件 3、CloudForm软件,转换为.asc格式，为反求后处理软件 Geomagic Studio使用。 PCP控制程序采集清晰的光栅图像和白光图像，Winmoire软件将这些图像解析成带有颜色信息的三维点云数据，再经过CloudForm软件对点云数据进行处理，最终形成优质的三维点云数据。,第二节 系统软件组成,PCP300主要技术参数：,2.1 相机控制面板,2.2 相机补偿,在搬运的过程中，扫描仪内部可能产生变形，所以需要在使用前对扫描仪进行补偿。将相机对准一平面，并调整到最佳成像位置，打开Cal/A

3、lign(校准/拼接)功能。 两个投光灯均打开，移动转台，让投光灯1和投光灯2的中间那排小白点重合在一条竖线上，此时也在十字框竖线上。,Note2:标定块要放在转台的中心位置,Note1:相机的景深范围-90+90mm,2.2 相机补偿,打开Winmoire，在Cal/Align(校准、拼接)下，点击FC Align相机标定,弹出的对话框选OK，可见图像变成白色。,2.3 转台标定,原理：通过计算标定块在0-30度的位置差别，计算出转台的旋转中心，并记录在电脑的三维坐标系中。标定结束后，若改变转台和扫描仪的相对位置，需要重新标定。,2.3 转台标定,2.3 转台标定Axis设定,2.3 转台标

4、定(1) 在Select框中，选择“Valign”，Plate框中选择”Nplate”，点选“GetImage”获取图像。,2.3 转台标定(2) 在得到图像后，在Plate框中选择”Zplate”，在图像上用鼠标左键拉矩形框画一区域，此区域四周均不能超出标定块图像，且标定块两侧面积要尽量大。,2.3 转台标定(3) 选到”Xplate”,在标定块中间棱边右侧(紧贴棱边)画一条红色竖线。,2.3 转台标定(4) 再选到”Yplate”，在棱边左侧画一条黄色竖线。点选“Calc Param”,进行计算。,2.3 转台标定(5) 在Select框中，选择“Aalign”，Plate框中选择”Npl

5、ate”，点选“GetImage”获取图像，这时转台自动旋转30度，并拍摄成像。再按“Valign”选项下的方式，分别对“Zplate”进行框选，“Xplate”在棱边右侧画红竖线，“Yplate”在棱边左侧画一条黄色竖线，最后点击“Calc Param”计算，完成转台标定。,2.4 扫描仪系统参数,三维扫描是通过解析多幅条纹图像形成三维点坐标，因此，条纹光暴光时间，白光暴光时间等参数会影响后期的成像效果。,2.5 试拍扫描,打开Winmoire，在菜单File-New，新建一个文件，输入文件名并确定。自动弹出Image Gage对话框，或者从Scan菜单下选择Image Gage.,点选Im

6、age按钮得到图像，并在ReWindow模式下，在图像上点鼠标左键，拉一矩形框，选取需要计算处理的区域。如果满意图像，则点击Execte执行计算。,必须通过“置零”按钮，把标定是转过的数据30度清零。,清除图像,获取图像,执行计算,采用窗口模式选择计算区域,2.6 拍摄多幅图像拼接,对一个物体进行全方位的拍摄，需要将物体旋转一定的角度，注意要有一定的公共区域，得到多幅点云图像，方便后期制作。,使用数控转台自动拼接功能，使转台移动一定的度数。一般情况下，360度内需要拍摄6次，即每60度拍摄一次。新拍摄的图像会自动接接到第一片上。自动拼接过程中，不能移动物体。点云数据自动以*.OUT,*.XYZ

7、的格式在开始建立的文件夹里，一般为3ddat文件夹。,第三节 三维点云处理软件,三维点云处理软件：CloudForm 经过CloudForm软件对点云数据进行处理，最终形成优质的三维点云数据。 图像格式的转化主要有：点云ASC、点云IGS、三角片STL,3.1 三维点云处理软件主要步骤,1、导入点云文件 2、显示点云点 3、消除噪声 4、全部显示点云 5、最佳拼接 6、消差 7、取样(取点数，约10万，曲率优先移到中间) 8、输出单个点云,3.1 三维点云处理软件主要步骤,3.1.1、导入点云文件,3.1 三维点云处理软件主要步骤,3.1.2、显示点云点,3.1 三维点云处理软件主要步骤,3.

8、1.3、消除噪声,降噪是消除片内的波纹和噪声。 设置好后，选择“降噪”，然后选择“后一片”，进行点云片的切换，有多少点云片就需要切换多少次，直到“后一片”按钮为灰色，最后选择“确定”。,3.1 三维点云处理软件主要步骤,3.1.4、全部显示点云,3.1 三维点云处理软件主要步骤,3.1.5、最佳拼接,最大距离对话框可以设置点云的最大距离，为移动计算提供限制条件。开始的时候，可以根据点云之间的距离，适当的增大最大距离的数值，然后逐步减小。注意观察收敛条件对话框中的数值，当距离方差不再往下降，而是在某个范围跳动时，精拼就达到极限。,电脑自动搜索对应点进行拼接，它是一个迭代过程，逐步实现最佳匹配。 当距离方差不再下降，而在某一范围内跳动时，精拼就达到极限。,3.1 三维点云处理软件主要步骤,3.1.6、消差,对拼接后的三维点云组进行消差和融合处理，以进一步提高拼接精度。 Note:点云图像需要在消差之后才能融合,3.1 三维点云处理软件主要步骤,3.1.7、取样(取点数，约10万，曲率优先移到中间),取样(取点数，约10万，曲率