3D打印技術與逆向工程實例教程 第2版 課件 項目四 典型三維掃描儀的使用

3D打印技術與逆向工程實例教程項目四典型三維掃描儀的使用項目四典型三維掃描儀的使用任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用

任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印任務4-3用桌面掃描儀掃描茶壺模型任務4-4用桌面掃描儀掃描人臉模型及打印目錄任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用【任務導入】通過3DSS系列三維激光掃描儀的使用，學習掃描的流程?！救蝿彰枋觥客ㄟ^3DSS系列三維激光掃描儀的使用，學習掃描的流程?！局R目標】1．逆向設計定義及組成。2．工業(yè)型三維掃描儀?！炯寄苣繕恕?．了解逆向設計的應用及組成，逆向設計流程。2．會使用3DSS系列三維激光掃描儀。逆向工程簡介圖4-1三坐標測量機

圖4-2手持式激光掃描儀圖4-2手持式激光掃描儀任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用圖4-6

快速曲面造型的流程圖4-6快速曲面造型的流程任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用3DSS系統(tǒng)介紹3DSS系統(tǒng)包含掃描硬件和掃描軟件。硬件包括電腦、攝像頭、數(shù)字光柵發(fā)生器、三腳架；掃描軟件的操作系統(tǒng)是win2000/XP，軟件對攝像頭和光柵發(fā)生器進行實時采集和控制，對采集的圖象進行軟件處理，生成三維點云，并能進行三維顯示，輸出各種格式（asc,wrl,igs,stl等）的點云文件，可用Surfacer、Geomagic等軟件進行進一步處理。掃描儀外形及各部分名稱如圖4-7和圖4-8所示。圖4-73DSS掃描頭前視圖圖4-8掃描儀后視圖任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用3DSS掃描儀操作任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用3DSS掃描儀操作任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用3DSS掃描儀操作任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用掃描頭標定任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用掃描前置處理掃描范圍參考點直徑200X150mm3mm400X300mm5mm800X600mm8mm表4-1不同掃描范圍下的參考點大小圖4-20借助于參考板的多視角掃描任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用單視掃描步驟啟動掃描軟件激活攝像功能建立一個新掃描項目檢查掃描參數(shù)打開投影燈調(diào)整三腳架或物體觀察采集的圖象亮度是否合適定義掃描區(qū)域開始掃描觀察點云質(zhì)量輸出點云注意：每次掃描后要保存掃描點云參考點的兩個概念參考點管理參考點的顯示參考點管理區(qū)內(nèi)顯示的內(nèi)容是當前視和參考視掃描得到的參考點信息，其余視中的參考點不會在窗口內(nèi)顯示出來參考點掃描出來后，在尚未做匹配之前，與點云一起顯示在點云顯示窗口中，并且此時只有當前視被顯示出來。在列表中被選中的參考點以蘭色小球顯示，其余以黃色小球顯示，小球直徑是與真實直徑對應的，每一個參考點都可被刪除或恢復。通常只刪除明顯錯誤或誤差偏大的參考點。匹配成功之后，按參考點列表窗口上的OK按鈕后，參考點顯示成紅色小球。任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用多視掃描步驟啟動掃描軟件激活攝像功能建立一個新掃描項目設置掃描參數(shù)開投影燈，對準待掃描區(qū)域，觀察視頻區(qū)，調(diào)整三腳架物體，物體到掃描頭的距離近似于設定掃描距離觀察采集的圖象亮度是否合適，不合適則調(diào)整相應的增益參數(shù)定義掃描區(qū)域掃描第一幅點云，按“測量”或圖標，軟件自動地先掃描參考點，再進行點云掃描。按圖標

把當前視加1。中間不能有未經(jīng)成功匹配的視。定義掃描區(qū)域進行參考點和點云掃描觀察掃描結(jié)果按“匹配”按鈕，進行匹配掃描下一個區(qū)域，直到所有區(qū)域掃描完畢輸出點云：用“輸出所有點云”可輸出所有視的掃描結(jié)果任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用自動拼接注意：只有匹配成功后才能繼續(xù)下面的掃描，若匹配不成功，要找到問題所在。要注意經(jīng)常保存掃描的結(jié)果，防止意外發(fā)生。掃描新的區(qū)域時，要與已掃描過的某一幅至少有三個以上的重合參考點掃描新點云時，要按

圖標增加序號。每次只能增加1；若沒有增加就掃描，則會覆蓋掉剛剛掃描的結(jié)果任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用點云數(shù)據(jù)處理流程掃描及處理的原則1）投影光線應基本垂直于要掃描的部分。也就是說，與投影光垂直部分的點云是最準確的，在點云編輯過程中應盡量保留。2）每次掃描的作用要明確，以利于點云編輯時有目的的取舍。3）遵循先拼后裁剪再合并，最后均勻采樣的步驟。4）點云合并前應把文件保存，合并后再保存成另外一個文件。點云編輯與合并輸出根據(jù)用戶要求輸出不同的文件格式：1）二進制STL文件，SaveAs->BinarySTL2）igs點云，選擇點云，SaveAs->igs.對齊坐標系1)在點云中選擇某些基準上的點云，建立基準點線面；2)基準點線面與全局坐標系對齊，用“工具->對齊到全局”（tools->Alignment->toWorld）。3)手動微調(diào)點云坐標，用“工具->移動->精確位置”（tools->Move->ExactPosition）。任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用點云數(shù)據(jù)處理流程之點云編輯與合并1）分別調(diào)入每幅點云，進行去雜點和去除不好區(qū)域的點云操作，并在工具菜單里修改單位為millimeters可分別保存成mi.wrp文件。2）點云對齊（注冊），可以兩兩注冊。手動注冊時，先用n點法初拼。用掃描軟件的自動拼接功能時，通常不要手動注冊了，除開事后補掃某些區(qū)域。再用去全局注冊（globalregister）進行精確調(diào)整?？砂涯硯讐K點云固定位置，用pin（釘?。┎僮鞴潭ㄗ　?）全局注冊后（globalregister），要依據(jù)粘貼的參考點的點云，檢查點云是否發(fā)生錯位現(xiàn)象。如有錯位，則要重新處理點云。錯位通常發(fā)生在平面或柱面區(qū)域。4）對mi(i=0，1,2,3…n)選擇菜單里選取最佳數(shù)據(jù)5）用點菜單里的修剪命令(從對象中刪除已選點之外的所有點)，然后用聯(lián)合點對象的命令將分塊點云合并為一個6）用統(tǒng)一采樣（points->uniformsample）進行均勻采樣，點距應比希望的最小點距略小，采用標準型，1X1時可選0.3mm，2X2時可選0.6mm。7)如果點云關鍵部分有空洞應該補掃。8)用選擇體外孤點（edit編輯->select選擇->outliers體外孤點）選擇并刪除跳點，可反復進行兩到三次。9)用封裝（wrap）進行三角化，一般情況下,噪音的降低（noisereduce）參數(shù)可選medium（中等）。對于某些要求銳邊的場合，可選none，但選none時，三角化結(jié)果會較粗糙，此時可用polygon多邊形->reducespikes（刪除釘狀物）進行去毛刺。某些部位點云重合得不太好時，也會比較毛糙，同樣可用“多邊形->刪除釘狀物”（polygon->reducespikes）加以改善。10)如有必要，進行補孔操作。補孔時，遵循先刪空邊界再補的順序。11)如有必要，可對銳邊做銳化操作12)如有必要可用decimatepolygons（簡化多邊形）減少三角形數(shù)量，把高級選項打開，選擇曲率優(yōu)先。任務4-13DSS系列三維掃描儀的使用任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印【任務導入】手持式或者桌面掃描儀如何使用呢？對于復制零件如何掃描？【任務描述】通過使用喵喵T-1型桌面式掃描儀掃描恐龍模型來學習產(chǎn)品掃描流程?！局R目標】桌面三維掃描儀?！炯寄苣繕恕繒褂眠鬟鱐-1型桌面式掃描儀轉(zhuǎn)臺掃描恐龍模型。一、喵喵T-1型桌面式掃描儀圖4-24不適合直接掃描物體圖4-25需要噴反差增強劑的物體任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印快速操作示意流程注意：將掃描儀放置在定位架限位卡槽一端，轉(zhuǎn)臺放置在圓孔一端，兩者對正對齊任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印掃描儀標定過程1．打開的軟件界面如圖所示，點擊【標定】4.將標定板如圖所示居中放置3.將標定板支架插入68°處，并保持處于原位2．將標定板支架68°和75°之間的兩個槽位跟轉(zhuǎn)臺中間的小圓點對齊一線放置5.先閱讀一遍注意事項如圖4-34所示，然后按右上角示意圖擺放標定板，注意中心大圓點的方向確保無誤后，點擊【開始標定】。a)標定板沒有支在凹槽的前沿b)標定板沒有居中對齊錯誤放置任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印標定三次及成功標志表面已完成一次采集，點擊【確定】進行下一組采集按右上角示意圖，調(diào)整標定板角度，如圖4-36，然后點擊【開始標定】完成第二次采集，點擊【確定】進行下一組采集按右上角示意圖，調(diào)整標定板角度，然后點擊【開始標定】跳出如圖提示，說明標定完成任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印

標定錯誤示例f)圖4-40標定錯誤a）掃描儀左右位置不對b）掃描儀上下位置不對c)掃描儀太近d)掃描儀太遠e)曝光度設置不對，標定板顯示太暗f)曝光度設置不對，標定板顯示太亮a）掃描儀左右位置不對b）掃描儀上下位置不對c)掃描儀太近d)掃描儀太遠任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印標定錯誤示例e)曝光度設置不對，標定板顯示太暗任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印標定錯誤示例f)曝光度設置不對，標定板顯示太亮任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印喵喵T-1型桌面式掃描儀掃描儀軟件操作界面圖4-41操作軟件界面表4-3工具欄按鈕簡介任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印喵喵T-1型掃描恐龍模型過程步驟（一）注意：轉(zhuǎn)臺掃描時，將物體以常規(guī)姿態(tài)擺放，若進行第二次補充掃描，則盡量改變物體擺放姿態(tài)，讓未掃描到的區(qū)域能夠被掃描到。3．預覽掃描過程，設備開始自動掃描，可以通過軟件預覽掃描過程，如圖4-44所示4．補充掃描，出現(xiàn)如圖4-45提示時，表明已經(jīng)完成一次掃描，此時可以調(diào)整轉(zhuǎn)臺上的物體擺放方式，點擊【確定】，再點擊第一個按鈕，開始補充掃描。完成補充掃描后，兩次數(shù)據(jù)將會自動擬合。如果數(shù)據(jù)已經(jīng)完整，則點擊【取消】，如果數(shù)據(jù)還有部分缺失，則繼續(xù)掃描如圖4-47所示1．常規(guī)選擇點擊如圖的【轉(zhuǎn)臺掃描】。2．掃描前設置：根據(jù)需要選擇細節(jié)，一般默認【高】細節(jié)選擇彩色掃描時，顏色選擇【是】，點擊【顏色校準顏色校準完后點擊【開始掃描】。圖4-47繼續(xù)掃描詢問任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印喵喵T-1型掃描恐龍模型過程步驟（二）5．封裝數(shù)據(jù)，點擊【生成網(wǎng)格】按鈕，軟件將自動封裝數(shù)據(jù)6．補洞處理，網(wǎng)格化完成后，對數(shù)據(jù)進行補洞處理。7．補洞方式選擇，根據(jù)殘缺的部分選擇補洞方式，殘缺處為曲面則選擇【曲面】，若封閉一個平面則選擇【平面】8．模型顏色顯示。點擊【改變顏色】，可以關閉顏色直接查看模型9．關閉顏色，如圖所示，就是關閉模型顏色的狀態(tài)任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印喵喵T-1型掃描恐龍模型過程步驟（三）10．網(wǎng)格化數(shù)據(jù)處理，點擊【網(wǎng)格優(yōu)化】，對數(shù)據(jù)再次進行處理11.網(wǎng)格優(yōu)化方式選擇，可根據(jù)實際需求選擇網(wǎng)格優(yōu)化方式，這里選擇【中】，【低】表示此操作后物體表面略平滑，【中】表示此操作后物體表面略粗糙12．保存文件，數(shù)據(jù)完成處理后，點擊【保存】按鈕13．導出網(wǎng)格文件，按需要，選擇導出相應數(shù)據(jù)，一般選擇【導出網(wǎng)格】如圖4-56所示。選擇保存位置，進行文件命名，選擇保存格式，最后點擊【保存】模型文件。如圖4-57所示。注：stl格式無顏色，網(wǎng)格格式下的ply帶有顏色信息。14．導出打印15.打印任務4-2用桌面掃描儀掃描恐龍模型及打印任務4-3用桌面掃描儀掃描茶壺模型

【任務導入】茶壺類模型如何掃描？【任務描述】通過使用喵喵T-1型桌面式掃描儀掃描茶壺模型來學習產(chǎn)品標記點掃描流程?！局R目標】桌面三維掃描儀標記點拼接掃描。【技能目標】會使用喵喵T-1型桌面式掃描儀標記點拼接掃描茶壺模型?！救蝿諏嵤坎鑹貙儆趯ΨQ的物體，可選擇轉(zhuǎn)臺掃描的【標記點】的拼接模式，在茶壺上貼3個標記點，標記點粘貼方式為不等腰的直角三角形，確保在每個角度的掃描過程中3個標記點都能被掃描到。喵喵T-1型桌面式掃描儀用轉(zhuǎn)臺標記點拼接掃描茶壺的過程1.掃描儀標定后，茶壺放在轉(zhuǎn)臺上，為軟件掃描拼接方式選擇的界面，選擇后，點擊開始掃描。2．開始掃描后，顯示的自動掃描預覽界3．完成一次掃描，此時可以調(diào)整轉(zhuǎn)臺上的物體擺放方式，保證調(diào)整過后的物體表面的3個標記點能被掃描到，點擊【確定】，再點擊第一個開始掃描按鈕，開始補充掃描。4．第二次掃描可在軟件界面預覽第二次掃描的過程5．自動拼接，兩次掃描結(jié)束后，數(shù)據(jù)自動拼接擬合6．完成補充掃描后，點擊【取消】7．點擊【生成網(wǎng)格】按鈕，軟件將自動封裝數(shù)據(jù)，補洞、網(wǎng)格化處理，保存文件，導出網(wǎng)格文件，輸出到切片軟件，打印其余操作步驟省略同任務4-2任務4-3用桌面掃描儀掃描茶壺模型任務4-4用桌面掃描儀掃描人臉模型及打印

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