三维扫描实验指导书一资料
逆向扫描与三维建模操作流程指导书
逆向扫描与三维建模实训指导书XXX学院XX系2018年5月任务一：三坐标扫描仪与扫描系统的认识一、实验目的1、了解并熟练掌握三坐标扫描仪的使用方法和测量原理；2、熟练使用WIN3DD扫描系统进行模型扫描以及简单点云处理；3、掌握扫描仪安装调试方法以及标定方法；二、实验设备1、WIN3DD三维扫描仪；2、WIN3DD三维扫描系统；三、实验内容及步骤1、认识三维扫描仪的硬件组成WIN3DD三维扫描仪主要包括扫描头、云台和三脚架。
该款扫描仪为单目式，故扫描头包括一个工业相机和一个光栅投影器镜头。
如图所示：Win3DD硬件系统结构扫描头云台及三脚架作为扫描头的安装固定装置，主要用于测量过程中对扫描头调整和定位。
使用方法如下：1、调整云台旋钮可使扫描头进行多角度转向；2、调整三脚架旋钮可对扫描头高低进行调整；3云台及三脚架在角度﹑高低调整结束后，一定要将各方向的螺钉锁紧，否则可能会由于固定不紧造成扫描头内部器件发生碰撞，导致硬件系统损坏；云台及三脚架2、标定过程简述相机参数标定是整个扫描系统精度的基础，因此扫描系统在安装完成后，必须进行标定，操作方法如下：○1打开WIN3DD扫描系统，点击“扫描标定切换”选项，将系统工作界面调至标定界面；○2取出标定板,放至扫描仪扫描区域；○3调整相机参数，通过“调整相机参数”对话框中的曝光，增益与对比度来调整亮度，并观察相机实时显示区，得到满意的图像质量；○4调整扫描距离，在打开标定界面时，相机实时显示区会显示一个白色“十字”将相机实时显示区划分为两个同样面积的区域（如图所示）。
这时光栅投射器会投出一个黑色的“十字”，这样会在同一个区出现两个十字叉。
将标定板放置在视场中央，通过调整硬件系统的高度以及俯视角，使两个十字叉可能重合；○5调整标定板：根据界面左上角的标定指示操作，开始标定。
注意：每一步骤中，都需观察左侧标志点提取显示区，使板上的99个点均处于视场内，且至少88个点提取成功（提取成功的点呈现绿色）才能进行标定操作；○6根据软件步骤提示，一步步进行标定，直到显示标定完成为止。
三维扫描试验
三维激光扫描仪操作指导书工程训练中心工程综合训练部2005-7-14前言近年来，随着制造技术的飞速发展，一种新的制造概念改变了以前传统制造业的工艺过程。
这种新的制造思路是：首先对现有的产品模型进行实测，获得物体的三维轮廓数据信息，再进行数据重构，建立其CAD数据模型。
设计人员可在CAD模型上再进行改进和创新设计，最后获得的数据可直接输入到快速成型系统或者形成加工代码输入到数控加工中心，生成新的产品或其模具，最后通过实验验证，产品定型后再投入批量生产。
这一过程就被称为反求工程，它使产品的设计开发的周期大为缩短，其整个过程可用下图描述。
反求工程系统可分为三部分：即数据的获取与处理系统；数据文件自动生成系统；自动加工成型系统。
其中物体三维轮廓数据的准确获取是整个反求工程的关键所在。
我们将要介绍的三维激光扫描仪就是用于物体三维轮廓数据的获取，它具有精度高，速度快，对工件无磨损，无接触变形，易装夹，易操作等优点，可广泛应用于汽车、电子通讯、玩具、制造行业。
第一章 系统简介一．系统组成本系统由机台、控制箱及计算机三部分组成。
其中计算机部分包含扫描软件ReScan 、运动控制卡和多媒体视频卡（影像卡）。
机台结构图如下：1-----Z 轴 2-----Y 轴横梁 3-----测头杆 4-----立柱 5-----测头 6-----转台 7-----平台 8-----底座 二．安全警告1．严禁擅自拆开控制箱，防止触电或损坏设备。
2．严禁擅自拆开测头，防止元件损坏。
3．严禁带电（不关机状态）插拔运动控制卡、影像卡。
4．严禁带电插拔插头。
5．严禁将异物置于丝杠或导轨上。
12346785三．使用注意事项1．先开控制箱电源，再启动扫描软件，点击归零按钮进行设备归零。
2．将工作台上的杂物清理干净，防止测头发生碰撞。
3．请勿将过重的物体摆放于转台上，以致损坏转台。
4．禁止在转台上对工件喷涂反差剂。
5．扫描工件应在暗室中进行，没有暗室时应严格避光。
三维扫描实验报告
三维扫描实验报告《三维扫描实验报告》在当今科技发展日新月异的时代，三维扫描技术已经成为了许多领域中不可或缺的工具。
三维扫描技术可以将物体或场景的几何形状和外观信息以数字化的方式记录下来，为设计、制造、文化遗产保护等领域提供了便利和支持。
在本次实验中，我们将对三维扫描技术进行深入研究和探讨。
首先，我们使用了激光扫描仪进行了一系列的实验。
激光扫描仪通过发射激光束并记录其在物体表面的反射情况，可以精确地获取物体表面的几何形状信息。
在实验中，我们选择了不同形状和材质的物体进行扫描，比较了激光扫描仪在不同条件下的表现。
通过实验数据的分析，我们发现激光扫描仪在捕捉复杂曲面和细节方面具有较高的精度和准确性。
其次，我们还使用了结构光扫描技术进行了实验。
结构光扫描技术通过投射编码的光斑到物体表面，并通过相机记录光斑的形状和位置，从而获取物体的几何信息。
在实验中，我们对比了不同的光源和相机参数对扫描结果的影响，并对结构光扫描技术的适用范围进行了探讨。
实验结果表明，结构光扫描技术在捕捉物体表面细节和纹理方面具有较好的表现。
最后，我们还对比了激光扫描和结构光扫描两种技术的优缺点，并探讨了它们在不同应用场景下的适用性。
通过实验的开展，我们对三维扫描技术有了更深入的理解，也为今后的研究和应用提供了有益的参考。
综上所述，本次实验对三维扫描技术进行了全面的研究和探讨，为进一步推动该技术在各个领域的应用提供了重要的实验数据和参考。
希望通过我们的努力，三维扫描技术能够在未来发展中发挥更大的作用，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
三维实验指导书(2012)
（写3张实验报告，每张实验报告写两个实验）实验一 SolidWorks的基本操作一、实验目的1．熟悉SolidWorks的操作界面。
2．掌握SolidWorks工作环境的设置方法。
二、实验内容1．熟悉SolidWorks操作界面：（1）练习启动SolidWorks软件；（2）了解SolidWorks“新建文件”的类型：零件、装配体与工程图；（3）熟悉SolidWorks的操作界面：菜单栏、工具栏、状态栏、特征管理器、属性管理器、配置管理器；（4）练习打开SolidWorks的文件；（5）练习保存文件；（6）熟悉标准工具栏和视图工具栏各按钮的功能；（7）了解装配体工具栏、尺寸/几何关系工具栏、工程图工具栏、特征工具栏以及草图工具栏中常用按钮的功能。
2．练习SolidWorks工作环境设置：（1）练习设置工具栏；（2）练习添加、删除工具栏命令按钮；（3）练习设置快捷键；（4）练习设置操作界面的背景；（5）练习设置实体的颜色；（6）练习光源的设置；（7）练习设置系统单位。
三、重点与难点（1）熟悉SolidWorks操作界面；（2）掌握工具栏的显示与隐藏、工具栏命令按钮的添加与删除；（3）掌握标准工具栏、视图工具栏和特征管理器的使用；（4）掌握SolidWorks工作环境设置；（5）鼠标键、快捷键、空格键的使用；四、思考题1．特征管理器包括哪些常用功能？2．如何将SolidWorks文件保存为其他格式？四、实验问题总结实验二草图的绘制与编辑一、实验目的1．掌握创建草图的基本方法与基本步骤。
2．熟练掌握绘制各类基本图形的方法。
3．熟练掌握针对草图实体的各种操作。
4．熟练掌握各类尺寸标注方法。
5．熟练掌握各种几何关系的添加与删除。
6．掌握草图绘制技巧。
二、实验内容1．练习创建草图的基本方法：（1）练习新建二维草图；（2）练习在零件的面上绘制草图；（3）练习从已有的草图派生新的草图。
2．基本图形绘制：（1）熟悉草图绘制工具栏；（2）练习绘制以下图元：直线、圆、圆弧、矩形、平行四边形、多边形、椭圆、椭圆弧、抛物线、样条曲线、分割曲线、文字、圆角、倒角。
三维扫描实验指导书一_图文.docx
三维扫描实验项目指导书（一）自动化三维扫描目录1................................................................................................................. 实验目的12.实验原理 (1)3.实验内容及步骤 (1)3.1开机 (1)3.2系统标定 (2)3・3转台手动操作 (10)3.4路径规划 (10)3・5修改自动化程序代码 (11)3.6自动化运行 (12)4.注意事项 (13)4.1使用注意事项 (13)4.2设备注意事项 (13)4. 3安全警告 (13)5.撰写实验报告 (14)1 •实验目的：(1)学习自动化三维扫描仪的调试及使用方法，初步学握空间曲面三维扫描的方法。
(2)具体了解点云数据处理流程，为逆向工程技术运用奠定基础。
2.实验原理：扫描仪工作原理：扫描吋，光栅投影装置投影数副特定编码的结构光到待测物体，成一定夹角的两个摄像头同步采集相应的图像，然后对图像进行编码和相位计算，利用三角形扫描原理、匹配技术，算解出两个摄像头公共视区内像素点得到三维坐标。
口动化三维扫描与检测系统由于其口动化程度高，可针对不同外形的产品进行最优扫描路径规划，从而高效完成检测任务，整个过程无需人为干预。
木实验使用的是武汉惟景三维科技有限公司所牛产的PowerScan-Auto系列自化扫描测量与检测系统，设备由以下工业级机械臂与PowerScan-Pro 1. 3M扫描仪组成。
PowcrScan-Prol. 3M扫描仪具体参数如卜：3 •实验内容及步骤：3・1、开机打开机器人控制柜电源，打开电脑。
打开PowerScan软件。
打开TCPIP软件，软件界面如图 1.1所示，在本地端口框中输入12548,连接端口框中输入5490,目标IP地址为192.168.125.5,协议选择为TCP Client,在最下面勾选十六进制接受框，点击连接按钮，将设备、机器人和软件连接起来。
试验一三坐标测量实验指导书
三坐标测量实验指导书一、实验目的了解三坐标测量机的使用方法和测量原理二、仪器设备美国海克斯康三坐标测量机及配套设备型号：GLOBAL CLASSIC SR 9158测量行程：900X1500X800mm分辨率：≤0.1μm，测量示值误差：E=0.0022+3.3L/1000mm三、实验原理三坐标测量机是一种高效、新颖的精密测量仪器。
它广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空工业等各领域。
三坐标测量机的测量过程是由测头通过三个坐标轴导轨在三个空间方向自由移动实现的，在测量范围内可到达任意一个测点。
三个轴的测量系统可以测出测点在X，Y，Z三个方向上的精确坐标位置。
根据被测几何型面上若干个测点的坐标值即可计算出待测的几何尺寸和形位误差。
应用三坐标测量机可对直线坐标、平面坐标以及空间三维尺寸进行测量，可以测量球体直径、球心坐标、曲线曲面轮廓、各种角度关系以及凸轮、叶片等复杂零件的几何尺寸和形状位置误差。
三坐标测量机测量精度高，速度快，软件功能强大，是测量行业不可或缺的高级仪器。
四、实验步骤1．开机首先打开空气压缩机储气罐排水阀排水，然后依次开启空压机、冷干机和测量机气源，检查气压是否在0.4～0.5Mpa范围之内，如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。
再依次接通交流稳压电源、UPS电源、控制系统电源和计算机电源，启动 QUINDOS测量程序后，机器回零。
2．测头标定在工作台上安装固定的基准球，标定测头。
3.“3－2－1”建立空间直角坐标系被测件的三个坐标不需要与测量机的X，Y，Z三个方向的坐标重合。
被测件在测量前可以任意放置在工作台上，不需调整找正，即可测量。
通过测量及数据处理可以找到参考基准，根据新基准转换坐标，并计算出测量结果。
这一切计算都通过计算机进行，速度很快，与测量前人工调整被测件位置的操作相比，既方便又省时间。
3——测量第一平面上的三点，软件自动将此平面的法矢作为零件坐标系的第一轴的方向；2——测量第二平面上的两点直线，再将其投影到第一平面作为第二轴的方向；1——再测量或通过构造产生一点作为零件坐标系的原点。
三维激光扫描机实训指导书
三维激光扫描机实训指导书上海富奇凡机电科技公司编2005.51．设备名称PDM-I-MD-C-3A-002型三维激光扫描机。
2．设备简要介绍本设备用于逆向工程中快速获取三维样件的点云数据，以便再通过图形重构软件最终得到样件的三维计算机模型。
3．安全事项（1）在扫描过程中，不得用手触摸机器的运动部件，以免夹伤。
（2）在扫描过程中，不得在扫描头的下方观察激光束，以免伤害眼睛。
（3）操作过程中如果遇到紧急情况，可以按下急停按钮，或按下电源开关切断电源。
4．必备硬件、软件与原材料需要扫描的样件（模型）。
5．操作步骤（1）执行Cogent Wizard 3D Scan 软件，进入主画面(见图1)。
图1 Cogent Wizard 主画面（2）把扫瞄模型放到Cogent 机台上。
（3）检查激光头状态打开激光，打开校正网格，切换相机到左相机(见图2)。
图2 切换至左相机（4）调整适当扫瞄位置利用机台控件或是手动，将雷射光移动到扫瞄模型的最突出处。
接着手动方式移动Z 轴，将动态Camera 影像区中的激光束移动到校正网格内上端，如此所得到的数据较为完整，如图3所示。
图3 调整适当扫瞄位置后，相机所撷取的影像（5）调整激光线影像的质量和稳定度利用激光头控件来调整雷射功率和相机影像的亮度对比值，使得激光束达到一定水平的质量，也就是尽量不要使动态激光分析线(enable live line)为断断续续的，如图4所示。
然后，再检视动态激光分析线是否稳定不跳动(见图5)。
图4 检视激光束影像质量图5 检视激光束影像（6）同理切换至右相机，然后调整适当扫瞄位置和调整激光束影像的质量和稳定度。
如果只要用单一相机来扫瞄取点，只需调整单一相机。
如果要用双相机来扫瞄取点，就要调整两个相机。
（7）设定扫瞄范围设定扫瞄起始点（见图6）：首先把雷射头移动到扫瞄的起始点。
利用机台控件来移动雷射头或是手动(Z 轴不动)。
然后打开扫瞄控件，设定X 轴起始点，设定Y 轴起始点。
实验一 三维激光扫描仪数据采集
班级：测132 学号：2013123025 姓名：王秋瑾----------------------------------------------------------------------------------- 实验一三维激光扫描仪数据采集一、实验目的1．熟悉三维激光扫描仪结构与功能；2．掌握三维激光扫描仪作业模式；3．掌握三维激光扫描仪数据采集的方法。
二、实验时间与地点时间：2016年4月8日地点：测绘楼停车场三、实验的仪器与工具徕卡C10扫描仪一套，球形标靶4个。
四、实验内容（一）三维激光扫描仪主要部件（1）徕卡C10扫描文件仪（含电池）（2）三角架图4-1 徕卡C10扫描文件仪图4-2三角架（3）球形标靶4个(4)电池充电器2个图4-3 球形标靶图4-4 电池充电器（5）电源线1个，外接电缆1 个（6）内置扫描软件图4-5 电源线和外接电缆图4-6 内置扫描软件（二）三维激光扫描仪数据采集的方法（1）选取合适的扫描对象测绘132第三组选取汽车作为扫描对象（2）扫描仪安置在【主菜单】中点击【状态】图标（图4-7），在弹出的【状态菜单】中点击【整平&激光对中】图标（图4-8），调节脚螺旋使圆水准器气泡居中（图4-9），在弹出的【整平&激光对中】菜单中将扫描仪对中并整平（图4-10）。
图4-7主菜单图4-8状态菜单图4-9 圆水准器气泡居中图4-10对中整平菜单（3）新建工程文件在主菜单，点击【管理】图标，在弹出的【管理菜单】中点击【工程】图标（图4-11），在弹出的【工程】菜单中点击【新建】按钮来创建新的工程文件。
在【新建工程】菜单中输入名称：ch132,完成后点击回车按钮完成该项的输入(图4-12)，待所有的项目编辑完成之后点击【储存】按钮（图4-13）。
图4-11管理菜单图4-12新建工程输入面板图4-13新建工程菜单（4）设置测站点在建立新的工程文件后在主菜单，点击【扫描】图标，在弹出的【开始扫描】菜单中点击【新建站】按钮，由于是采用标靶测量，所以仪器自身设置测站号（5）目标物扫描在【主菜单】中点击【扫描】图标，在弹出的对话框中设置扫描参数信息，包括视场、分辨率、拍照控制、过滤器。
关于三维扫描仪使用的实验报告
关于三维扫描仪使用的实验报告标题：三维扫描仪使用的实验报告摘要：本实验旨在探究三维扫描仪的原理、应用及优势，并对其在不同领域的应用进行案例分析。
首先介绍了三维扫描仪的基本原理和工作方式，包括结构光、激光双目和相位测量等技术。
随后，针对工业制造、文化遗产保护和医疗领域三个具体应用场景，详细阐述了三维扫描仪在这些领域的应用案例，解释了三维扫描仪在提高工作效率、保护文化遗产和辅助医疗诊断等方面的优势。
最后，回顾总结了三维扫描仪在未来可能的发展方向和挑战。
关键词：三维扫描仪、原理、应用、高效、文化遗产保护、医疗诊断、发展方向第一部分：引言在当前科技快速发展的时代，三维扫描仪作为一种高精度、高效率的测量设备，在多个领域得到广泛应用。
本篇实验报告将深入探究三维扫描仪的原理、应用及优势，帮助读者了解该技术的发展现状和未来前景。
第二部分：三维扫描仪原理与工作方式2.1 结构光技术2.2 激光双目技术2.3 相位测量技术第三部分：三维扫描仪在工业制造领域的应用3.1 零件测量与快速原型制作3.2 质量检测与缺陷分析3.3 机器人导航与自动化制造第四部分：三维扫描仪在文化遗产保护领域的应用4.1 文物数字化与虚拟展览4.2 历史建筑保护与修复4.3 艺术品复制与保护第五部分：三维扫描仪在医疗诊断领域的应用5.1 骨骼重建与手术规划5.2 身体测量与矫形治疗5.3 正畸治疗与义肢设计第六部分：三维扫描仪的发展方向与挑战6.1 精度与速度的平衡6.2 设备体积与便携性的优化6.3 数据处理与实时反馈的改进第七部分：结论与展望通过本次实验报告的撰写，我们更全面、深刻地了解了三维扫描仪的原理、应用及优势。
在工业制造、文化遗产保护和医疗诊断等领域，三维扫描仪将发挥重要的作用，并在未来不断发展壮大。
观点和理解：三维扫描仪作为一种高精度、高效率的测量设备，具有广泛的应用前景。
在工业制造领域，它可以实现零件测量与快速原型制作，提高生产效率和产品质量。
三维扫描仪实验说明书
激光三维扫描仪的搭建及点云数据获取程序开发1、实验内容：三维扫描就是测量有形物体表面的三维坐标数据，而每一个数据（点）都带有相应的X、Y、Z坐标数值，这些数据（点）集合起来形成的点云，就能构成物体表面的特征。
本实验通过一个线性激光器在一被测物体表面投射出激光，并且采用摄像头采集光点的位置，计算该三维物体的点云数据。
从而将被测物体的表面特征显现出来。
2、实验原理：在本实验中，采用基于三角测量原理的三维激光扫描法来进行三维扫描。
使用激光作为主动光源投射到被测物体表面，并且采用摄像机在另一位置探测被测物体表面上激光光点的位置。
在该扫描系统中，摄像机、激光器和光点形成一个三角形。
其中，摄像机和激光器的相对位置是已知的，激光的发射角度也是已知的。
摄像机的角度可以通过探测视场中激光光点的位置来确定。
这三种数据可以完全确定一个三角形的形状和大小，从而可以根据这个三角形来确定激光光点的三维位置。
通过将被测物体进行旋转，可以得到表面上每一点的三维位置。
其中，旋转的角度可以通过光电编码器或者通过设定标志点用视觉的方法来得到。
通过采用线状激光光源代替点状的激光光源，可以加速扫描的过程。
详细的原理说明如下：oP点o 处为激光管的位置，投射激光的方向为箭头所示，由于采用的激光器为线性激光器，所以投出的激光形成一个平面，在待测物体表面形成的光线为AB 所示，P 为AB 上任意的一点。
r o 为摄像机光心的位置，光轴方向如r z 所示。
摄像机光心与待测点P 的连线在摄像机的像平面上形成一点p 。
经过预先的摄像机标定，可以得到投射出的激光所在平面、以及摄像机的内参数矩阵，旋转矩R 和平移矢量T 。
[参见《计算机视觉》——马颂德 张正友 著]。
通过下述公式，可以求出摄像机图像中任意一点所对应的它与真实的世界坐标的连线。
然后计算该直线与激光器平面的交点，可以计算出该点对应的真实世界坐标。
0000001100101w x w c c y T w X u s u R t Y Z p Z v v MP Z αα⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦3、 硬件结构： 带有刻度的三维转台：需要保证可以旋转到任意角度。
3D白光扫描仪实验指导书
3D白光扫描仪实验指导书一．实验目的１．学会操作3D白光扫描仪。
２．学会处理点云数据。
二．实验内容使用３Ｄ白光扫描仪扫描一个工件，获取其外形点云数据。
三．仪器简介本实验室３Ｄ白光扫描仪是由德国的Steinbichler Optotechnik GmbH所设计制造，型号为COMET5/2M，系统由电脑主机、控制器、投影及照相模块、旋转台、升降三角架及操作软件组成，属于非接触式三维测量系统，可快速获取复杂曲面的表面点云数据，能提供多种通用格式的输入与输出功能（如STL、IGES、VDA、ac、ASCII等）。
目前广泛应用于产品的逆向设计、模具制造、批量生产的检验等多方面。
仪器配备有二个测量场镜头，100和200，技术参数如下：100测量场●量测范围(x * y)：85 x 65 x 60 mm³。
●量测距离(z)：450 mm以上(具有半导体雷射点导引距离)。
●量测资料的点距(x, y)：0.055mm。
●点云数据数量：1600 x 1200。
200测量场●量测范围(x * y)：180 x 135 x 140 mm³。
●量测距离(z)：850 mm以上(具有半导体雷射点导引距离)。
●量测资料的点距(x, y)：0.115mm。
●点云数据数量：1600 x 1200。
四．实验步骤１．打开电脑主机开关。
２．将控制器电源打开，并将光源按扭打开，这时光源灯的绿光会一闪一闪，直至光源灯呈稳定的绿光。
３．打开测量软件。
４．将测量工件安稳放置在旋转台中间位置，调整照相模块使光源对准工件，调整焦距，将红色焦点对准白色十字交叉点，并且使这个红色焦点是对准工件中点位置。
５．扫描工件（1）设定叠合模式：如图1如示选择扫描叠合模式图1（2）旋转扫描：点击Extras→COMErotary Acqustion选择旋转扫描模式，会出现图2窗口，我们可以设定exposure settings 项下sensor image曝光时间、ambient light image环境光源和exposure fusion双重或三重及自定义多重曝光时间。
三维扫描仪的使用实验报告
三维扫描仪的使用实验报告近年来，随着技术的不断发展，三维扫描仪在各个领域中的应用越来越广泛。
本次实验旨在探究三维扫描仪的使用方法和原理，以及在实际应用中的一些注意事项。
一、三维扫描仪的使用方法1. 准备工作在使用三维扫描仪之前，需要先准备好扫描仪本身、电源线、USB 连接线等设备。
同时，还需要安装扫描软件，并在电脑上进行相应的设置。
2. 扫描操作将待扫描的物体放置在扫描仪的扫描区域内，然后打开扫描软件，在软件界面中选择相应的扫描模式和参数。
接下来，按下扫描键，扫描仪会自动进行扫描，直到扫描完成。
扫描结束后，可以对扫描后的数据进行处理和编辑，生成需要的三维模型。
二、三维扫描仪的原理三维扫描仪是一种通过光学、激光等技术，将物体表面的三维形状信息转换成数字信号的设备。
在扫描过程中，扫描仪通过对物体进行光、电信号的检测和处理，最终生成三维模型数据。
三维扫描仪的原理主要包括以下几个方面：1. 光学成像光学成像是三维扫描仪的核心技术之一。
在扫描过程中，扫描仪会发射激光或光线，经过物体表面的反射、散射、吸收等过程后，返回扫描仪，通过光学传感器转换成数字信号。
2. 三角测量三角测量是三维扫描仪的另一个重要原理。
在扫描过程中，通过对物体表面的点云数据进行三角化计算，可以得到物体表面的三角形网格模型。
3. 反射率计算在扫描过程中，物体表面的反射率会对扫描结果产生影响。
因此，扫描仪需要计算物体表面的反射率，并对扫描结果进行校正，以保证扫描结果的准确性和稳定性。
三、三维扫描仪的应用注意事项1. 物体表面应平整在进行扫描之前，需要确保待扫描的物体表面平整、无遮挡物，以保证扫描结果的准确性。
2. 扫描速度控制在进行扫描过程中，扫描速度过快会导致数据丢失或质量下降，因此需要根据实际情况控制扫描速度。
3. 光线干扰在光线强烈的环境下，扫描结果可能会受到光线干扰而产生误差，因此需要避免在强光环境下进行扫描。
4. 数据处理在扫描结束后，需要对扫描结果进行数据处理和编辑，以满足实际应用的需求。
在线三维测系统作业指导书
版本/次
核准
审核
制作
B/0
文件编号
版本 总页
2
B/0 分次
1/2
Байду номын сангаас
5.1.1初始化后，双击电脑LJ-V图案启动量测程序
5.1.2通过操作手柄切换键调出相对应运行程序，点OK确认。
55..11..34按将下量操测作部手品柄放按置专键用TR治IG具GE（R注,待意紫放色平激稳光，熄治灭具时卡，勾平必稳须匀扣速到移位动，滑无轨晃至动限）位，图3屏幕显示数据位该量测部位实 5测.1值.5通过 旋转治
在线三维检测系统作业指导书
文件编号
版本 总页
2
SYM-SOP-QA112
B/0 分次
1/2
一、目 的:为符合国际标准验証之要求﹐以及为达成公司管理制度之需要﹐而确定各种遵循之标准化。 二、外 观名结构 称: 在 型 号: LJ-V7000 Series 制造厂商: 基恩士 三.操作界面:
图1（扫描仪）
六．注意事项
１.在量测过程中，工作台不可晃动，否侧影响量测结果
２.作业者不可近距离眼睛直接看扫描仪发出紫色激光（对眼睛有伤害）
３.连接光纤不可有折弯，光学镜头不可用手接触
4.每次量测时，需按下TRIGGER键，待紫色激光熄灭后才可移动导轨
No. 修订日期
修
1 2022/8/22
订
记
录
修订内容 新制订
图2（主机部分）
图（操作界面）
图4 （操作 手柄）
图5 （程序 选项）
图6开机初始画面
四.使用环境
ba：：温机度组：20～40℃ 湿度：40～70％ 环境:为
No. 修订日期 修 订 记 录
三维激光扫描技术应用实验教学大纲
三维激光扫描仪应用课程实验教学大纲王林刚宝鸡文理学院地理与环境学院测绘工程实验室2014年2月实验名称：三维激光扫描仪应用及数据建模实验课程适用专业：测绘工程实验学时：16学时相关理论课程名称：三维激光扫描仪应用开设系部：地理与环境学院二、目的与任务目的：通过实验使学生掌握三维激光扫描仪的操作方法和数据建模软件的使用方法。
任务：每个学生完成仪器操作及一站扫描数据的采集，完成至少两站数据的配准，完成至少三个目标的模型重构，完成一个模型的纹理加载。
三、项目、要求与安排方式1、实验项目实验一：三维激光扫描仪认识与操作实验二：点云模型的建立实验三：三维模型重构实验四：三维仿真模型构建2、要求与安排方式单班实验，扫描实验按班级人数进行分组，共分为4组，每次实验一个组，扫描实验需要在野外场地进行，后三个实验每人一台计算机，单班一次进行实验。
四、综合成绩评定的方法每次实验按100分制评定成绩，记入实验成绩。
实验一一、基本信息实验名称：三维激光扫描仪认识与操作实验学时：4学时实验类型：操作性实验二、目的与任务掌握三维激光扫描仪的操作方法和步骤，每个学生完成仪器操作及一站扫描数据的采集。
三、内容、要求与安排方式内容：三维激光扫描仪操作与数据采集。
要求：掌握操作方法与步骤。
安排方式：一台扫描仪一个组，每组10个人，按人进行操作实验。
四、场地与设备1、实践场地2、所用设备三维激光扫描仪。
五、考核与成绩评定1、考核内容操作过程、实验报告、扫描数据2、评定方法三部分内容各占三分之一。
实验二一、基本信息实验名称：点云模型的建立实验学时：4学时实验类型：操作性实验二、目的与任务掌握多幅距离影像的配准方法，每个学生完成至少两站数据的配准。
三、内容、要求与安排方式内容：多幅距离影像配准建立点云模型。
要求：要求配准精度达到 1.5倍仪器标称精度。
安排方式：每人一台计算机，教师事先安装好相关软件。
四、场地与设备1、实践场地地理信息系统实验室2、所用设备计算机、相关配准软件、A4幅面打印机。
三维扫描实验报告
三维扫描实验报告三维扫描实验报告引言三维扫描技术是一种非常重要的测量和建模方法，它可以通过光学或机械手臂等设备获取物体的三维数据。
本实验旨在探索三维扫描技术的原理和应用，并通过实际操作来了解其工作原理和实验结果。
实验设备和原理本次实验使用了一台高精度的三维扫描仪，它由激光发射器、相机和计算机软件组成。
激光发射器会发射一束光线，然后通过相机对光线进行拍摄和记录。
计算机软件会根据相机拍摄到的图像，计算物体表面的三维坐标。
实验过程首先，我们选择了一个简单的物体进行扫描，这个物体是一个小雕塑。
我们将物体放置在扫描仪的工作台上，并确保物体表面没有任何遮挡物。
然后，我们打开计算机软件，并按照软件的指示进行操作。
软件会引导我们进行一系列的校准和设置，以确保扫描的准确性和稳定性。
接下来，我们开始进行扫描。
激光发射器会发射一束光线，照射到物体表面，并被相机记录下来。
我们需要将激光发射器在物体周围移动，以便获取物体各个角度的数据。
这个过程需要耐心和细致，因为我们需要确保每个角度都被充分扫描到。
完成扫描后，我们将数据导入计算机软件进行处理。
软件会根据相机记录的图像，计算出物体表面的三维坐标。
这个过程需要一定的计算能力和算法，因此计算机的性能对于扫描的效果至关重要。
一般来说，计算机性能越好，扫描结果越精确。
实验结果和分析通过三维扫描技术，我们成功地获取了小雕塑的三维数据。
在计算机软件中，我们可以通过旋转和缩放等操作来查看物体的不同角度和细节。
这为我们研究和分析物体提供了方便。
此外，三维扫描技术还可以应用于许多领域。
例如，它可以用于文物保护和修复，通过扫描和建模，我们可以记录下文物的原貌，并进行修复和保护。
同时，它还可以应用于工业设计和制造，通过扫描和建模，我们可以快速地制作出产品的原型，并进行设计和改进。
结论通过本次实验，我们了解了三维扫描技术的原理和应用，并通过实际操作来了解其工作原理和实验结果。
三维扫描技术是一种非常重要的测量和建模方法，它可以为我们提供丰富的三维数据，并应用于许多领域。
三维扫描仪的使用实验报告
三维扫描仪的使用实验报告三维扫描仪的使用实验报告一、实验目的本次实验旨在掌握三维扫描仪的使用方法，了解其原理和应用，并对所扫描的物体进行数据处理和分析。
二、实验器材1. 三维扫描仪2. 计算机3. 扫描对象（如雕塑、模型等）三、实验步骤1. 准备工作将三维扫描仪连接至计算机，安装相应驱动程序并打开软件。
将待扫描的物体放置于扫描区域内，并根据需要调整光源角度和强度。
2. 执行扫描操作按下“开始扫描”按钮后，操作人员需围绕着物体进行全方位的扫描。
在扫描过程中，需要注意保持相机与物体之间的距离和角度不变，以确保所得到的数据精确可靠。
3. 数据处理与分析完成扫描后，软件会自动将所得到的数据转换成点云模型。
此时可以对模型进行编辑、修正或切割等操作，并根据需要导出文件或保存到云端存储中。
同时也可以对模型进行测量、分析或渲染等操作，以得到更加详细的信息和图像。
四、实验结果与分析通过本次实验，我们成功地使用了三维扫描仪对指定物体进行了扫描，并得到了相应的点云模型。
通过对模型进行编辑、修正和切割等操作，我们可以更加准确地呈现出物体的形态和结构。
同时，我们也可以利用软件提供的测量、分析和渲染等功能对模型进行进一步处理，得到更加详细的信息和图像。
五、实验总结三维扫描仪是一种高精度、高效率的数字化工具，它可以将现实世界中的物体转换成数字化模型，并为后续的设计、制造和研究等工作提供基础数据。
在实际应用中，三维扫描仪已经被广泛地应用于汽车设计、医学影像学、文物保护和艺术创作等领域。
因此，掌握三维扫描仪的使用方法是非常有必要的。
在操作过程中需要注意保持相机与物体之间的距离和角度不变，并根据需要调整光源角度和强度。
同时，在数据处理与分析时需要根据具体需求选择合适的软件工具，并根据实际情况进行适当的编辑、修正和切割等操作。
三维激光扫描,快速成型技术实验指导书
三维激光扫描实验一、实验名称：非接触式激光三维扫描仪结构认知及操作。
二、实验目的：通过将Vivid9i三维激光扫描仪和polygon editing tool 软件配合使用，获得物体的表面数据，使学生理解3D激光扫描的基本原理和方法，了解模型重构软件的操作方法。
三、实验设备：美能达激光三维扫描仪vivid 9i， polygon editing tool软件四、实验步骤及内容：1．认识三维激光扫描的软硬件组成，理解激光扫描的基本原理-----激光三角测距原理。
即光源孔发射出一束水平的激光束扫描物体；激光线经过旋转平面镜的作用，改变角度，使得激光线发射到物体表面；物体表面反射激光束，每一条激光线都通过CCD传感器采集成一帧数据；根据物体表面不同的形状，每条激光线反射回来的信息中就包含了物体的表面形状和颜色数据信息。
2．数据测量1）调整三维扫描仪与被测物体之间距离，一般在0.5m～2m之间。
2）调整三角架，使三维扫描仪具有合适的高度和倾斜度，并锁紧。
3）打开主机电源，摘下激光窗盖和镜头盖，按下任意键，显示菜单屏，说明激光扫描仪可以开始工作。
4）打开计算机，启动polygon editing tool软件，选择vivid 9i 扫描仪，单击[File-Import-Digitizer-Option 选项，进行扫描设置。
5）单击File-Import-Digitizer-One Scan，打开对话框,选定扫描目标后，依次单击AF、scan按钮，开始对焦、扫描，然后单击store 按钮，存储数据。
6）调整扫描角度，多次扫描。
7）对多次扫描的数据进行拼接、拟合。
8）剪裁，除去废弃点。
3. 三维建模可利用相应专业软件对测得数据进行处理，造型，获得被测物体的三维模型。
五、实验报告1．说明三维激光扫描仪的工作原理。
2. 简要说明模型重构的大致步骤。
<返回>快速成型制造实验一、实验名称：快速成型机结构认知及加工操作。
手持式三维扫描仪特征扫描实验
2. 标定
扫描仪初次使用，或长时间放置，或者在扫描过程中数据质量不完整时，需 要进行标定。标定时要注意：保持标定板干净无划痕；确保使用设备对应的标定 板进行标定。 （1）在导航条上选择标定，若首次打开软件则会自动进入标定界面。 （2）采集。采集开始，LED 灯闪烁，投影投十字。由上而下或者由下而上移动 扫描仪，直到距离指示条全部填充完绿色，则此位置图片采集完成，一组采集完 成后，软件会蜂鸣提示。在采集过程中提示“距离太近”，则需要将扫描仪往上 提；提示“距离太远”时，需要向下移动扫描仪。 ⚠ 注意： 距离指示条绿色打勾代表此位置图片已采集，蓝色代表当前位置；上下移动扫描 仪过程中，扫描仪十字尽量不要偏离出白色方格区域；在标定过程中，扫描仪始 终与放置标定板的平面垂直，标定采集过程中不要移动标定板。 （3）五个位置采集完成，软件会自动进行标定计算，显示“标定成功”。 （4）白平衡标定。
3. 固定模式特征扫描
（1）新建工程-选择“非纹理扫描”。 （2）开始扫描前确认扫描距离合适，投影出十字在扫不会移动。 （3）调整亮度。拖动亮度调节按钮调节相机亮度，直至界面左侧的左右相机视口 的亮度能清晰查看到物体，在亮度视口中十字图案清晰。扫描亮暗相机的物体可使 用多曝光，但扫描时间会加长。 （4）根据物体特征扫描，不需要贴标志点，但是黑色或反光的物体需要喷涂显像 剂。扫描完成后，数据会自动保存到工程文件中。 （5）单片编辑。单片扫描结束后可编辑数据。SHIFT+左键：对多余部分数据进行 选择，选中数据呈红色显示。Ctrl+左键：对已选中的数据进行部分撤销选择。 （6）反面扫描。将产品反过来，单击扫描按钮进行特征扫描。两个面之间至少能 有三分之一的公共部分，可以自动拼接，否则，需要选择两组点云进行手动拼接。 （7）保存数据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三维扫描实验项目指导书（一）自动化三维扫描目录1.实验目的 (1)2.实验原理 (1)3.实验内容及步骤 (1)3.1开机 (1)3.2系统标定 (2)3.3转台手动操作 (10)3.4路径规划 (10)3.5修改自动化程序代码 (11)3.6自动化运行 (12)4.注意事项 (13)4.1使用注意事项 (13)4.2设备注意事项 (13)4.3安全警告 (13)5.撰写实验报告 (14)1.实验目的：（1）学习自动化三维扫描仪的调试及使用方法，初步掌握空间曲面三维扫描的方法。
（2）具体了解点云数据处理流程，为逆向工程技术运用奠定基础。
2.实验原理：扫描仪工作原理：扫描时，光栅投影装置投影数副特定编码的结构光到待测物体，成一定夹角的两个摄像头同步采集相应的图像，然后对图像进行编码和相位计算，利用三角形扫描原理、匹配技术，算解出两个摄像头公共视区内像素点得到三维坐标。
自动化三维扫描与检测系统由于其自动化程度高，可针对不同外形的产品进行最优扫描路径规划，从而高效完成检测任务，整个过程无需人为干预。
本实验使用的是武汉惟景三维科技有限公司所生产的PowerScan-Auto系列自化扫描测量与检测系统，设备由以下工业级机械臂与PowerScan-Pro1.3M扫描仪组成。
PowerScan-Pro1.3M扫描仪具体参数如下：3 .实验内容及步骤：3.1、开机打开机器人控制柜电源，打开电脑。
打开PowerScan软件。
打开TCPIP软件，软件界面如图1.1所示，在本地端口框中输入12548，连接端口框中输入5490，目标IP地址为192.168.125.5，协议选择为TCP Client，在最下面勾选十六进制接受框，点击连接按钮，将设备、机器人和软件连接起来。
（注：在自动化未运行时，需手动连接设备、机器人和软件，防止软件一直检测是否连接而造成卡顿。
自动化运行前需将连接断开，自动化运行时，自动化程序会自行连接设备、机器人和软件。
）图1.1 TCPIP软件界面3.2、标定系统扫描物体之前，选择菜单“文件->新建工程”或点击图标，新建一个工程，弹出如图2.1 所示窗口，选择新建工程文件夹保存路径。
此文件夹中不仅包含工程的配置，而且还包含扫描时得到的数据。
图2.1 新建工程图标定就是通过建立成像的几何模型并求解模型参数来确定扫描物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系的过程。
标定的精度将直接影响系统的扫描精度。
一般遇到以下情况需要进行标定：① 扫描仪初次使用，或长时间放置后使用； ② 扫描仪使用过程中发生碰撞，导致相机位置偏移； ③ 扫描仪在运输过程中发生严重震动；④ 扫描过程中发现精度严重下降，如频繁出现拼接错误、拼接失败等现象；⑤ 更改扫描范围时对相机进行位置调整； ⑥ 扫描精度要求较高时，也可通过重新标定获得。
标定操作的流程图如图2.2 所示标定操作的流程图如图2.2 所示图2.2 标定流程图图2.3标靶参数设置：设定标定板参数。
标定步骤：（1）将标定板放置在合适的位置（投影可以全面覆盖），点击“开始标定”；选择标定板应用标定结果标定相机采集标定板数据调整相机调整测量距离调整扫描仪角度90°打开软件图2.4（2）点击“采集图像”采集标定所需的图像，并自动提取标定板图像内的圆心坐标，得到标定相机和投影仪所需的数据；如图2.5。
图2.5（3）点击“下一步”，将自动预览下一幅图像；（4）变换标定板的位置，重复步骤（2）、（3），直至得到13个不同位置下的标定数据；（5）点击“标定系统”，完成标定。
注：系统位置和标定板姿态的摆放（共14个姿态）1）调整标定的一个最佳距离（两个激光点重合），把标定板正对投影仪，作为标定第一幅图像的位置；如图2.6。
图2.62）把系统在第一幅的位置上相对于镜头向前移动50mm左右，作为第2幅的位置；如图2.7图2.73）把系统在第二幅的位置上相对于镜头向后移动100mm左右，作为第3幅的位置；如图2.8图2.84）把系统移到第一幅的位置上，把标定板摆正并将D边垫高5CM，作为第4幅的位置；如图2.9图2.95）把标定板旋转180°，将B边垫高5CM作为第5幅的位置；如图2.10图2.106）保持系统在第一幅的位置上，把标定板C边或A边垫高5CM,使标定板正对开启的相机，作为第6幅的位置；如图2.11图2.117）把标定板顺时针旋转90°，正对开启的相机，作为第7幅的位置；如图2.12图2.128)把标定板顺时针旋转90°，正对开启的相机，作为第8幅的位置；如图2.13图2.139)把标定板顺时针旋转90°，正对开启的相机，作为第9幅的位置；如图2.14图2.1410)保持系统在第一幅的位置上，将并上下正对开启的相机，作为第10幅的位置；如图2.15图2.1511)保持系统在第一幅的位置上，把标定板顺时针旋转90，并上下正对开启的相机，作为第11幅的位置；如图2.16图2.1612)保持系统在第一幅的位置上，把标定板顺时针旋转180°并上下正对开启的相机，作为第12幅的位置；如图2.17图2.1713) 保持系统在第一幅的位置上，把标定板顺时针旋转270°，并上下正对开启的相机，作为第13幅的位置；如图2.18图2.1814）在投影可见范围内，随意摆放一个位置作为精度标准，并确定能提取出标定板上所有的圆心，作为第14幅的位置；如图2.19图2.1915）点击“标定系统”完成标定过程，点击“精度评定”得到标定结果如图2.20。
图2.20点击“标定系统”完成标定过程，点击“精度评定”得到标定结果。
如果标定结果符合要求（最大误差在±0.05mm以内），点击“结束标定”完成标定；如果标定结果不符合要求，点击“结束标定”，然后重新开始标定。
3.3、转台手动操作另打开一个TCPIP窗口界面，本地窗口为10086，连接端口为5500，目标IP地址为192.168.125.10，选择协议为TCP Client，勾选十六进制接收框，单击连接按钮连接和转台，具体界面如图3.1所示。
图3.1 转台连接界面在发送框中输入“ENA;”，点击发送，启动转台。
再输入“SPD10000;STP0;”，点击发送，设置转台的速度和位移信息。
移动转台命令为“QEC”+转台位置所在的脉冲数，如输入“QEC100000”转台将移动到100000脉冲数的位置。
3.4、路径规划1.通过手动操作移动机器人至合适位置；2.通过TCP发送QEC命令调整转台位置（使用转台视情况而定）；3.在PowerScan软件中调整亮度至合适；4.扫描工件得到测量数据；5.在示教器上保存该位置点的数据；6.将此位置的位置点名称及对应的亮度值、扫描数据、转台位置编号记录下来；重复步骤1~6直至将零件扫全。
注意：记录的位置与扫描的数据需一一对应，如第一个位置对应第一个数据，第十个位置对应第十个数据，否则自动化运行时会出错。
3.5、修改自动化程序代码将控制柜上的模式选择大道自动模式。
打开RobotStudio软件，在控制器选项卡下单击添加控制器按钮，将机器人控制器添加进软件中，在如图5.1右侧窗口中右击RAPID刷新，点开其中的Main_Module，显示出自动化的运行代码。
图5.1单击获取写权限按钮，获得在计算机上修改代码的权限。
在代码修改位置和亮度处分别修改记录的对应的目标点名称、亮度值和转台参数，如图5.2所示。
图5.2SocketSend socket1\Str:="LEDCurrent=070";是投影仪亮度控制代码，数值为亮度值，将其修改为记录的相应的亮度值即可，需一直是三位数，不足前面补0。
SocketSend socket2\Str:="QEC0;";是转台控制代码，QEC后数字为转台的位置参数，将其修改为记录的相应的转台参即可。
MoveJ tx10,v100,fine,tool0\WObj:=wobj0;是机器人运动代码，记录了下一个点、运动速度等信息，将其修改为记录的相应的点名称即可。
修改完代码后，单击检查程序按钮，检查代码的问题。
在单击应用按钮确认修改。
如图5.3所示图5.33.6、自动化运行在确认好程序没有任何问题之后，即可进入自动化运行阶段。
1.确认档位开关已转到自动化挡，若无，请调至自动化挡；2.确认电机已加电，即点击上电按钮灯常亮；3.打开TCP界面，分别断开与机器人和转台的连接；4.在示教器的程序界面点击“PP移动至Main”，并确认操作；5.按下示教器右下方的三角形按键运行自动化程序，如图6.1所示；图6.16.打开PowerScan软件，进入自动化选项栏，勾选读取矩阵复选框，单击自动测量按钮启动自动测量过程。
注：关闭仪器前，现在PowerScan软件自动化选项栏中勾选自动关闭复选框，再关闭电脑和控制柜开关。
4.注意事项：4.1使用注意事项：1. 先开控制箱电源，再启动扫描软件。
2.将工作台上的杂物清理干净。
3.光照环境不好时物件易产生光照误差，请使用稳定光源。
4.扫描物件时，请勿触碰物件，否则影响扫描效果。
5.关机时，先关闭扫描软件，再关闭控制箱。
4.2设备注意事项：1.对于三维扫描仪使用运行环境，切记要保证洁净少尘状态。
只有务必保证扫描仪的放置运行环境干净，才能使得设备的性能以及内部元件不会收到损坏。
2.针对扫描仪的日常清洁，切记不要使用有机溶剂来进行清洁保养，这样不仅容易损坏扫描仪的内部元件，还可能导致外壳收到腐蚀以及损耗等现象。
3.定期针对三维扫描仪的相关驱动程序进行检查，并且做到及时的更新。
要知道这样的驱动程序，不仅可以直接影响扫描仪的工作性能，更加涉及到了不同软件和硬件的系统兼容性。
想要让三维扫描仪保持在最佳的状态，就需要定期到相关生产厂家给予的地址中，进行下载更新最新的驱动程序。
4.3安全警告：1.严禁擅自拆开机箱，防止触电或损坏设备。
2.严禁擅自拆开工业传感器及镜头，防止元件损坏。
3.严禁带点拔插电源。
5.撰写实验报告自动化扫描实验报告一、实验目的：二、实验步骤：三、实验中遇见的问题：四、实验心得：五、教师评语：。