光栅式扫描仪
光栅扫描原理
光栅扫描原理光栅扫描原理是一种电子显微技术，通过图像的分割、放大和显像，为现代生命科学、医药科学等领域的研究提供了重要的手段。
光栅扫描原理的基本原理是，通过光学显微镜将样品上的图像放大数百倍，从而使我们可以观察到基本粒子的形态、结构和特征。
光栅扫描的原理是利用电子束的反射来制造出高度清晰的洁净的图像，主要用于研究生物、医学、纳米孔、太阳能和半导体等领域，以获取更精细和准确的图像信息。
通过将样品放置在扫描电镜中，利用电子束的反射来制造出高度清晰的洁净图像，从而可以观察到细胞、病毒、微生物和其他生命产物的结构与形态，以获得更好的研究结果。
在实际应用中，光栅扫描原理的技术需要引入大量的物理原理，加上先进的图像处理算法，才能达到高精度的成像效果。
光栅扫描原理的实现需要几个主要部分，包括样品导入器、电子束发生器、光学显微镜、光栅扫描头和控制系统等。
其中，控制系统用于管理整个系统中的各种电子元器件，并根据需要进行数据处理和分析。
在光栅扫描头内，电子束发生器产生的电子通过一个或多个真空管来抵消空气中的干扰，然后从扫描头格式的透镜中穿过样品以获得准确的成像数据。
数据收集后，需要对其进行后续的图像处理才能获得精确信息。
在使用光栅扫描原理进行实验时，多数情况下还需要根据样品特性和研究目的进行特殊的样品加工和准备工作。
比如，对于某些既往发现的细胞病变特征，一些研究者会把正常细胞和病变细胞集合在一起，以便进行较为精确的比较之后的分析。
其他的样品预处理方法包括样品细胞培养、冻干和冷存储、样品切片和注射等。
总之，光栅扫描原理是现代生命科学以及医药科学等学科中必不可少的重要技术，能够为相关领域的研究者提供高质量的图像数据和分析工具，以此来支持生命科学领域的相关研究、探索和进步。
三维扫描仪使用方法及操作技巧
三维扫描仪使用方法及操作技巧三维扫描仪大体分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪。
其中非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪（也称拍照式三维描仪）和激光扫描仪。
而光栅三维扫描又有白光扫描或蓝光扫描等，激光扫描仪又有点激光、线激光、面激光的区别。
三维扫描仪功能：1：三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云（point cloud），这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型（这个过程称做三维重建）。
若扫描仪能够取得表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，亦即所谓的材质映射（texture mapping）。
2：三维扫描仪可模拟为照相机，它们的视线范围都体现圆锥状，信息的搜集皆限定在一定的范围内。
两者不同之处在于相机所抓取的是颜色信息，而三维扫描仪测量的是距离。
手持式三维扫描仪手持式三维扫描仪原理：线激光手持三维扫描仪，自带校准功能，采用635nm的红色线激光闪光灯，配有一部闪光灯和两个工业相机，工作时将激光线照射到物体上，两个相机来捕捉这一瞬间的三维扫描数据，由于物体表面的曲率不同，光线照射在物体上会发生反射和折射，然后这些信息会通过第三方软件转换为3D图像。
在扫描仪移动的过程中，光线会不断变化，而软件会及时识别这些变化并加以处理。
光线投射到扫描对象上的频率高达28，000points/s，所以在扫描过程中移动扫描仪，哪怕扫描时动作很快，也同样可以获得很好的扫描效果，手持式三维扫描仪工作时使用反光型角点标志贴，与扫描软件配合使用，支持摄影测量和自校准技术。
定位目标可以使操作员根据其需要的任何方式360移动物体。
真正便携手持三维扫描仪，可装入手提箱，携带到作业现场或者工厂间转移十分方便。
实现激光扫描技术的一些最高数据质量，保持较高解析度，同时在平面上保持较大三角形，从而生成较小的STL文件。
设备的形状和重量分布有利于长时间使用，避免发生肌肉骨骼问题。
功能多样并方便用户。
电敏防护装置-安全光幕-光栅-激光扫描仪-分类及原理
检测能力
Φ14mm Φ20mm Φ30mm Φ55mm
5
常用安全光幕比较
F3SJ-A
F3SJ-B
Basic System
Muting System
F3SJ-E F3SR-B MS4600 MS4800
适用范围
全球适用
自动复位*1 〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
手动复位*2 〇
〇
〇
✕
〇
〇
〇
辅助输出*3 〇
〇
〇
✕
〇
〇
当当符符合合消消隐隐条条件件的的物物体体遮遮挡挡一一定定的的光光束束时时，，安安全全输输出出仍仍处处于于OONN状状态
8
标准屏蔽模式(一)
B1
反射镜
标准屏蔽模式(二)
反射镜 A1
位置检测屏蔽模式
A1 B1
A2 B2
仅供退出屏蔽模式
A1
B1
A1 B1
注： 要使用屏蔽模式，须加装屏蔽套头
••AA..77..11..11当EESSPPE处于屏蔽条件下，一旦传感装 置被触发，OOSSSSED（ss）应处于OONN状态。 ••AA..77..11..22 至少要D 有两个独立的硬接线屏蔽信号 源才能触发屏蔽功能。当OOSSSSDD（ss）是OOFFFF状态 时，屏蔽功能不能被触发。
周边防护 TYPE 4： PA 4600
注：安全光幕选型请看下一页
4
安全光幕选型流程图
是
检测手臂 或手掌
否
检测距离小于9m
易于使用 （使用除消隐功能和特定的屏 蔽功能之外的其他功能）
否
是
否
使用联锁
和屏蔽等功能
三维扫描仪种类
三维扫描仪发展以及种类三维扫描仪产生于上个世纪七八十年代。
到现在已经有几十年的历史，其产品的种类也越来越丰富。
按照出现的时间以及工作性能原理，三维扫描仪可以分为三类1 激光点式扫描仪。
基本特征，光源为激光，在扫描时看到一个红色的点在物体表面，只能逐点摄取三维数据，有点拼接面，由面拼接至立体。
这类三维扫描仪出现的时间最早，是三维扫描仪从无到有的飞跃。
其代表产品，罗兰。
然而以今天的眼光来看，其速度精确度和当今主流的三维扫扫描仪相去甚远。
2 激光线三维扫描仪。
基本特征，光源为激光，扫描点数，每秒在10万点左右。
在扫描时看到一条红色的线或者十字架在物体表面，每次摄取这条线上的三维数据，拼接成面进一步至立体。
其代表产品为柯尼卡美能达，handyscan。
这类产品以其便携，轻巧受用户欢迎。
然而，由于激光线扫描原理所决定的，要扫描一个物体必须由线到面由面到立体经过数万次拼接，其精度的损失是难以密度。
因此，就精度这个指标来说没同第三代扫描仪是不可相提并论的。
3 白光光栅三维扫描仪基本特征，白光为光源，对人体完全无害，每秒最低80万点，最高可达800万点。
在扫描时，扫描头内部的光栅机发出光栅，投影到物体表面。
每次扫描都是一个面，由面拼接成立体，扫描一个物体需要几次，最多200次拼接（扫描整车）。
此类产品以其高精度以及大工作量受到用户的欢迎。
但是其便携性不如手持式激光扫描仪。
另外，关于三维扫描仪的精确度，至今国内尚无标准。
国际上认知度最高的一个标准是德国的VDI2634标准。
不同类型的扫描仪不在同一标准下制定的精确度是无法直接对比的。
然而主流白光三维扫描仪都是按照德国VDI2634标准来确定精度的，不同品牌的扫描仪也可以进行比较。
光栅扫描图形显示器(共10张PPT)
为2 ，并在一个位面上。一个位面的帧缓存只能存储黑白图形。 20 色彩等级包括可选择显示器颜色的数目以及一帧画面可同时显示的颜色数。
亮度等级又称灰度，主要指单色显示器的亮度变化。 一个位面的帧缓存只能存储黑白图形。 整个屏幕被扫描线分成 n 行，每行有 m 个点，每个点为一个象素。 亮度等级又称灰度，主要指单色显示器的亮度变化。 由于CRT内侧的荧光粉在接受电子束的轰击时，只能维持短暂的发光，根据人眼视觉暂留的特性，需要不断进行刷新才能有稳定的视觉效果，因 此刷新是指以每秒30帧以上的频率反复扫描不断地显示每一帧图像。 相邻象素点之间的距离，与分辨率指标相关。 帧缓冲存储器：存储屏幕上像素的颜色值，简称帧缓冲器，俗称显存。 光栅扫描显示器的工作原理: 计算机将欲显示的图形、图象转换为位图，经接口电路送入帧缓存； 如下图，每种原色电子枪有8个位面的帧缓存和8位的数模转换器，每种原色可有256种灰度，三种原色的组合将是(28)3=224，这种显示器称为 全彩色光栅图形显示器。 视频控制器能够直接存取帧缓存以刷新屏幕。 用： 水平象素数 × 垂直象素数 × 最大帧频 来表示。 视频控制器依次扫描帧缓存中的位图，把位图转换成亮度或色彩信号来控制电子束的强度；
率反复扫描不断地显示每一帧图像。
光栅扫描图形显示器的构成: 帧缓冲存储器
视频控制器
显示处理器
CRT
帧缓冲存储器：存储屏幕上像素的颜色值，简称帧缓 冲器，俗称显存。
帧缓存
色彩等级黑包括可白选择单显示灰器颜度色的数光目以栅及一显帧画示面可同器时显每示的一颜色象数。 素需要一位存储器，对一个 1024×1024象素组成的黑白单灰度显示器所需要的最小帧缓存 黑白单灰度光栅显示器每一象素需要一位存储器，对一个1024×1024象素组成的黑白单灰度显示器所需要的最小帧缓存为220，并在一个位面上
光栅扫描原理
光栅扫描原理
光栅扫描原理是一种将连续的图像转化为离散的像素点阵的方法。
它通过使用一条或多条光线沿着图像的行扫描，并记录每个像素的亮度或颜色值。
这些光线通常由显示设备中的可见光源产生。
在光栅扫描过程中，扫描光线从图像的左上角开始，沿着水平方向从左到右扫描每一行。
当光线照射到图像上的一个像素时，它会测量该像素的亮度或颜色值，并将其存储在显示设备的内存中。
一旦一行扫描完成，扫描光线会向下移动到下一行，并再次从左到右扫描。
这个过程会一直重复，直到扫描光线扫描完整个图像。
每个像素的亮度或颜色值会根据扫描的光线位置存储在显示设备的内存中，形成一个像素的矩阵。
通过扫描光线的连续移动，最终在显示设备上形成了完整的图像。
光栅扫描原理常用于显示器、电视和很多其他的图像显示设备中。
它能够以快速且准确的方式将连续的图像转化为像素点阵，使人眼能够感知到完整的图像。
如何使用立体光栅扫描仪进行测量
如何使用立体光栅扫描仪进行测量使用立体光栅扫描仪进行测量立体光栅扫描仪是一种广泛应用于工业、医疗、科学研究等领域的高精度测量设备。
它通过光栅原理和扫描技术，能够快速、准确地获取三维物体的表面形状信息。
本文将介绍立体光栅扫描仪的原理、应用和使用方法。
一、原理概述立体光栅扫描仪的原理基于光栅干涉原理。
它由一束激光光束和一个光栅构成。
激光光束经过透镜聚焦形成一个细小的光斑，然后照射到被测物体表面。
被测物体表面的形状会对激光光斑产生干涉效应，这种干涉效应会通过光栅反射回来，并被接收器接收。
接收器会将接收到的反射光转换为电信号，并经过计算和分析后得到物体的三维形状信息。
二、基本原理和组成立体光栅扫描仪主要由光源、透镜、光栅、光电传感器和计算机控制系统等部分组成。
光源是扫描仪的重要组成部分，一般采用激光光源。
激光光源具有高亮度、高单色性和直线传播等特点，能够提供稳定的光束，保证测量的精度。
透镜用于聚焦激光光束，使其形成一个细小的光斑。
透镜的选取要根据被测物体的尺寸和形状进行合理的设计。
光栅是光栅扫描仪的核心部分，它是一种有规律的光学元件，可以将光线分成若干个方向。
光栅分为直线型和激光型两种，一般用于测量工程中的光栅为直线型光栅。
光栅的刻线数量决定了最终测量结果的分辨率。
光电传感器主要用于接收反射回来的光信号，并将其转换为电信号。
光电传感器的性能直接影响着立体光栅扫描仪的测量精度。
计算机控制系统用于数据的采集、处理和分析。
通过计算机，我们可以实现测量数据的可视化，以及测量结果的导出和保存。
三、应用领域立体光栅扫描仪在很多领域都有广泛的应用。
以工业应用为例，立体光栅扫描仪可以应用于模具设计制造、汽车造型设计、鞋业设计等方面。
通过测量物体的三维形状信息，可以实现产品的快速设计、检测和分析。
在医疗方面，立体光栅扫描仪可以应用于面部重建、牙齿矫正和义肢设计等方面，为医生和患者提供可靠的测量数据。
科学研究方面，立体光栅扫描仪可以应用于物理实验、材料表征等方面，为科学家提供准确的实验数据。
光栅式指示表检定仪的技术参数介绍
光栅式指示表检定仪的技术参数介绍光栅式指示表检定仪是一种用于检测指示表的精度和准确度的测试仪器。
它通过使用光栅和光电传感器来检测指示表的位置和角度，从而可以确定其精度和准确度。
下面我们将详细介绍光栅式指示表检定仪的技术参数。
1. 分辨率光栅式指示表检定仪的分辨率是指其能够检测到的最小位移量。
通常情况下，分辨率越高，检测的精度和准确度就越高。
光栅式指示表检定仪的分辨率通常以微米（μm）为单位来表示，常见的分辨率有1μm、0.5μm、0.1μm等。
2. 测量范围光栅式指示表检定仪的测量范围是指其能够检测到的最大位移量。
测量范围通常以毫米（mm）或英寸（inch）为单位来表示，常见的测量范围有25mm、50mm、100mm等。
不同型号的光栅式指示表检定仪的测量范围也不同，用户在购买时需要根据实际需要选择合适的型号。
3. 重复性误差光栅式指示表检定仪的重复性误差指的是它在连续多次测量同一位置时得到的结果之间的差异。
重复性误差越小，测量结果的稳定性就越高。
在实际使用中，光栅式指示表检定仪的重复性误差通常控制在0.5μm以下。
4. 精度光栅式指示表检定仪的精度指的是它测量结果与实际值之间的误差。
精度越高，测量结果越准确。
精度通常以一个百分比或一个绝对值来表示，常见的精度有±0.002%、±1μm等。
5. 重复性误差和精度测试方法为了确定光栅式指示表检定仪的重复性误差和精度，一般需要进行定点测试和滑移测试。
其中定点测试是在同一位置多次进行测量，滑移测试是在多个位置进行测量。
通过对这些测试结果的统计和分析，可以确定光栅式指示表检定仪的重复性误差和精度值。
6. 应用领域光栅式指示表检定仪广泛应用于机械加工、精密制造、航空航天、电子仪器等领域。
在这些领域中，精度和准确度要求比较高，需要使用高精度的测试仪器来检测指示表的精度和准确度。
7. 总结通过介绍上述技术参数，我们可以看出，光栅式指示表检定仪是一种精度和准确度比较高的测试仪器。
光栅光谱仪的操作步骤 光栅光谱仪操作规程
光栅光谱仪的操作步骤光栅光谱仪操作规程光栅光谱仪，又称单色仪，是光谱分析讨论的通用设备。
广泛应用于颜色测量、化学成份的浓度测量或辐射度学分析、膜厚测量、气体成分分析等领域中。
下面介绍一下光栅光谱仪的操作步骤，以WGD—5 型组合式多功能光栅光谱仪为例。
准备工作1.记录螺旋尺旋转方向与缝宽变化的关系。
2.打开单色仪的电源开关，打开汞灯、溴钨灯电源，预热5min。
3.将倍增管的高压调至400V（不得超过600V）。
4.打开计算机进入工作界面。
校准波长1.将汞灯置于狭缝前，打开并照亮狭缝，预热5min可正常工作。
2.探测器选用广电倍增管，高压加到350到400伏。
选择能量模式，扫描范围：350nm—750nm，扫描步：1nm。
3.调整狭缝宽度使入射缝与出射缝相匹配。
4.点击“单程”，单色仪开始扫描。
扫描完成后依据谱线强度重新调整入射与出射狭缝，使谱线尽量增高，并使黄线576.9nm和579nm分开（以划线谱作为参照）。
用自动寻峰测量谱线的波长与标准值进行比较，假如波长差大于1nm，重新调整狭缝宽度进行波长修正。
测量滤色片透过率曲线光源：取下高压汞灯，换上溴钨灯，预热5分钟。
1.扫描基线工作方式（模式）：基线；扫描范围：400—700nm：扫描步长：1nm。
（1）点击“单程”单色仪开始扫描（2）调整入射狭缝的缝宽使基线的峰值达到 900以上。
（3）扫描结束后，点击“当前寄存器”，列表框右侧“————”，在弹出的“环境信息”填入信息，然后关闭。
（4）保存数据。
2.扫描透过率曲线打开样品池顶盖，将一个滤色片放在入射狭缝的前面，盖上顶盖。
工作方式：模式“透过率”；更换寄存器；扫描，保存。
（1）确定绿色滤光片的峰值、峰值波长及半高宽；（2）确定红、蓝、黄、品和青色滤光片的截止波长（通带峰值一的40%强度处所对应波长）；（3）依据蓝、黄、品和青色滤光片的光谱特性，选用两种颜色滤波片的组合分别设计512nm和536nm窄带滤波片（峰值尽量窄和高），并测量透过率曲线。
第六讲光栅扫描系统
Yellow 1 1 0
个位面）
White 1 1 1
• 可同时显示(28)3 =224=16777216种颜色（24位真
彩色）
光栅扫描显示系统 ——电脑显示驱动卡
工作原理
RAMDAC
• 视频存储数字模拟转换器 • 主要作用是把刷新存储器中产生的像素的颜色
值扩充为彩色混合值，然后转换成红、绿、蓝 三路模拟彩色信号
t
时钟脉冲
t
产生数字5的波形
光栅扫描显示系统
• 文字显示系统 • 图形显示器 • 电脑显示驱动卡
光栅扫描显示系统
• 光栅扫描又称为电视扫描 • 其工作过程是：电子束受偏转部件的控制，不
断从左到右、从上到下将图像逐行逐点的扫描 到显示屏上，通过控制电子束的强弱产生黑白 灰度等级或彩色的图像
• 整个显示屏面扫描线为2n 行，每一行又可以分
光栅扫描显示系统
图像存储器
——图形显示系统
• 图像存储器本身的参数有：地址、字长和读写周期
• 存储地址由画面上的像素量和存储器的结构方式来
决定
• 存储字长由图像存储器每个像素上的信息量和存储
器结构方式来决定
• 读写周期由光栅形成的时间决定
光栅扫描显示系统 ——图形显示系统
假彩色技术
• 计算机图形显示的彩色是由人工定义的，与自然界真
监视器
扫描同步控制 （显示控制器）
图形显示组成框图
光栅扫描显示系统
图像存储器
——图形显示系统
• 图像存储器存放的是彩色或辉度等级的显示画
面，器读写规律是一次加工写入，重复刷新读
出显示
• 图像存储器的容量大小和屏面像素、显示彩色
种类、辉亮等级有关
光栅三维扫描仪原理
光栅三维扫描仪原理1. 光栅三维扫描仪简介光栅三维扫描仪是一种用于快速获取物体表面精准三维坐标数据的测量设备。
它采用光栅投影技术，通过投影光栅模式在被测物体表面上产生特定的光斑图案，并通过相机记录图案的变形信息，最终推算出被测物体每个点的三维坐标。
2. 光栅三维扫描仪工作原理（1）投影光栅模式光栅三维扫描仪将白光通过特殊的投影镜头，产生纵向和横向间隔相等的条纹或点型光栅束射向被测物体表面，形成特定的光斑图案。
这个过程中，由于被测物体表面的形状和距离的不同，光斑图案会发生不同程度的倾斜和变形，形成新的光斑分布。
（2）反射光栅信息被测物体表面上的光栅图案经过反射，形成相应的光斑反射图案，这些图案经过感光器件（如线阵CCD相机）采集，并输出给计算机。
（3）三维成像模型计算机对接收到的反射光栅信息进行处理，通过三角剖分或曲线拟合等算法，推算出物体每个点的三维坐标信息。
最终形成真实的三维成像模型，可用于数据分析、CAD建模、制造和反馈控制等方面。
3. 光栅三维扫描仪的特点和应用（1）高精度、高速度由于采用了激光光栅技术，光栅三维扫描仪能够在很短的时间内获取到高精度的三维坐标数据，比传统的测量方法更快捷、更准确。
（2）可测量各种形状物体光栅三维扫描仪能够获取到被测物体表面上各种形状、大小的特征点，不受物体的材质、颜色和亮度等影响，能够用于测量几乎所有的实物。
（3）广泛应用光栅三维扫描仪适用于数控加工、质检、逆向工程、医学、文物保护、冶金、航空等多个行业和领域。
它不仅可用于制造业中的工件质量检查和反馈控制，还可用于文物、古建筑、珍稀动物等文化遗产的保护与修复工作。
4. 光栅三维扫描仪存在的问题（1）收集背景干扰在测量过程中，光栅三维扫描仪可能会受到周围环境光线的干扰，会导致背景噪声的出现，从而降低测量精度。
（2）局限性较大光栅三维扫描仪在测量过程中，需要保证被测物体表面上至少有一个可视的平面，且被测物体表面不能存在透视问题（如镜面反射、折返细缝等）。
3.光栅式扫描仪
的获得物体的整体三维数据模型,达到质量检测、现场测绘与逆
向CAD造型、模拟仿真和有限元分析的目的。
广东工业大学
光栅投影相移法是基于光学三角原理的相位测量法，将正弦的周期性 光栅图样投影到被测物表面（典型光路图如图3.1所示），形成光栅图像。 由于被测物体高度分布不同，规则光栅线发生畸变，其可看作相位受到 物面高度的调制而使光栅发生变形，通过解调受到包含物面高度信息的 相位变化，最后根据光学三角原理确定出相位与物面高度的关系。
3D-viewer视图
广东工业大学
广7 选对应点后的预调整数据
图3.18点云拼接设置对话框（已选对应点）
广东工业大学
点云拼接对话框（拼接结果）
拼接结果数据
广东工业大学
广东工业大学
全局的拼接优化结果数据
全局的拼接优化后得到点云数据
CCD A’ B’
投影点
参考平面
C H B A
被测物体
广东工业大学
光栅式扫描测量系统组成
光导向器 超高速以太网 超高速以太网 总线通讯 总线通讯 超高速以太网
CCD摄像机
光栅投影系统
控制组件
总线通讯
电脑
测量头（Sensor）：是一个 白光投影系统，它包括一个 CCD摄像机（camera）和一 个光栅投影仪（projector）。 控制台（Rack）: 它是这个测 量系统另一个非常重要的部件， 包括控制器（comet IV controller）和电脑（comet IV PC）两部分。控制器 （controller）控制着系统电 源供应及相关通讯。PC即装 有COMET测量系统专用的软 件comet plus6.50，是用来对 数据显示及处理。
测量时，首先在被测物体上按照一定规则的样式布置
光栅式扫描测量的操作流程
光栅式扫描测量的操作流程嘿，你想知道光栅式扫描测量是怎么操作的吗？这可真是个有趣又实用的技术呢。
我呀，就来给你好好讲讲这其中的门道。
我有个朋友叫小李，他在一家机械制造厂里工作。
他们厂里有很多精密的零件需要测量，以前都是用一些传统的测量工具，那效率可低了，而且有时候还不太准确。
后来厂里引进了光栅式扫描测量设备，这可把小李乐坏了。
那这光栅式扫描测量的第一步是什么呢？那当然是设备的准备啦。
就像我们要去旅行，得先把行李收拾好一样。
这个设备得放在一个平稳的地方，可不能晃悠，要是它晃来晃去的，那测量出来的数据就像喝醉了酒的人走路一样，歪歪扭扭的，肯定不准确。
这时候我们就得检查设备的各个部件是不是都正常，就像检查汽车的轮胎、发动机一样。
那些线路啊，都得接得稳稳当当的，要是有根线松了，这设备可能就像人感冒了一样，鼻子不通气，工作起来就不顺畅了。
设备准备好之后呢，就到了被测物体的放置环节。
这就好比是把食材放在灶台上准备做菜一样。
被测物体也要放得稳稳的，要是它放得斜了或者没放好，那测量出来的数据就会像建在歪歪扭扭地基上的房子，迟早要出问题。
小李跟我说，有一次他就因为没把一个小零件放好，测出来的数据就很奇怪，就像一个本来很老实的人突然说起了胡话。
接下来就是很关键的校准过程了。
这就像是给一把枪瞄准一样，要是没校准好，那就会差之毫厘，谬以千里。
校准的时候，我们要按照设备的说明书，一步一步来。
这时候要是有人在旁边捣乱，就像一群调皮的小猴子在你耳边叽叽喳喳，那可不行。
要全神贯注地去做。
比如说，调整那些参数的时候，就像调收音机的频道一样，要调到最准确的那个点。
要是调错了，那测量的数据就像走调的歌曲，完全不是那么回事儿。
校准完了之后，就可以开始扫描测量啦。
这个时候，设备就像一个勤劳的小蜜蜂，开始在被测物体上忙碌起来。
它会按照一定的规律，一点一点地去扫描。
这时候我们得在旁边看着，可不能掉以轻心。
就像农民看着自己的庄稼一样，得时刻关注着。
光栅状扫描概念
光栅状扫描概念光栅状扫描是一种图像处理技术，用于将物理图像转换为数字信号。
它是通过将光束从左到右扫过物理图像，然后逐行扫描每个像素来实现的。
这种技术在许多应用中都得到了广泛的应用，例如数字摄影、计算机辅助设计、医学成像和印刷等领域。
一、光栅状扫描的原理1. 光线扫描光栅状扫描是通过使用光线来捕捉物理图像的。
这些光线可以来自激光或LED等发光源，也可以是反射或散射的自然光。
无论使用哪种类型的光线，它们都必须经过适当的聚焦和定位以确保它们能够准确地捕捉到图像。
2. 扫描行在进行扫描时，光束从左到右扫过物理图像。
每次扫描都会生成一条水平行，并且每个水平行都由许多垂直列组成。
这些列被称为“像素”，并且它们通常是相互独立的。
3. 数字化通过对每个像素进行数字化处理，可以将物理图像转换为数字信号。
这些数字信号可以存储在计算机或其他数字设备中，以便进行后续处理或显示。
二、光栅状扫描的应用1. 数字摄影光栅状扫描是数字摄影中最常用的技术之一。
通过使用光线扫描物理图像，可以将其转换为数字信号，并将其存储在计算机或其他数字设备中。
这使得用户能够轻松地编辑和处理照片，例如调整亮度和对比度、裁剪图像等。
2. 计算机辅助设计在计算机辅助设计中，光栅状扫描通常用于捕捉手绘草图和其他手工制作的设计。
通过将这些手工制作的设计转换为数字信号，可以轻松地进行进一步编辑和修改。
3. 医学成像医学成像是另一个广泛应用光栅状扫描技术的领域。
医学成像通常使用X射线、CT扫描、核磁共振等技术来生成物理图像，并使用光栅状扫描将这些图像转换为数字信号。
这使得医生能够更容易地分析和诊断患者的疾病。
4. 印刷在印刷中，光栅状扫描通常用于将图像转换为印刷版。
通过使用光线扫描原始图像，并将其转换为数字信号，可以生成高质量的印刷版。
三、光栅状扫描的优缺点1. 优点光栅状扫描具有高精度、高分辨率和高速度等优点。
它可以捕捉到非常细微的细节，并且可以在很短的时间内处理大量的数据。
光栅式扫描仪的原理和应用
光栅式扫描仪的原理和应用1. 光栅式扫描仪的原理•光栅：光栅是由一系列平行的线条组成的透明或不透明的周期性结构。
在光栅式扫描仪中，光栅通常由光学玻璃或光学塑料制成。
•扫描仪：扫描仪是一种用于将纸质文件或图像转换为数字信号的设备。
它通过光学传感器将图像转化为数字形式，然后存储到计算机中进行进一步处理。
光栅式扫描仪的原理可以简单概括为以下几个步骤：1.光源发射：光栅式扫描仪通过内置的光源（通常是LED或气体放电光源）产生高亮度的光束。
2.光束聚焦：光束经过透镜系统聚焦到一个细小的光斑上。
3.光斑照射：光斑被照射到要扫描的纸张或图像上。
4.反射获取：被照射到的光斑被物体上的颜色或反射程度的差异所影响，不同颜色或反射程度的区域会使光斑的亮度发生变化。
5.光斑解析：光栅式扫描仪中的光学传感器（通常是CCD或CIS传感器）将光斑的亮度变化转换为数字信号。
6.信号处理：扫描仪内部的电路将传感器传回的模拟信号转换为数字信号，并进行调整、纠正、增强等处理。
7.信号输出：处理后的数字信号通过接口（如USB、Ethernet等）传输给计算机，供使用者进行后续处理和存储。
2. 光栅式扫描仪的应用2.1 文档数字化光栅式扫描仪被广泛用于将纸质文档转换为电子文件。
通过扫描纸质文档，可以将其转化为可编辑、可搜索的电子文件，方便存储、检索和分享。
这在办公场所、图书馆、档案管理等领域有着重要的应用。
2.2 影像数字化光栅式扫描仪也可以将实物影像（如照片、底片等）转换为数字影像。
通过数字化处理，可以对影像进行编辑、修复、增强等操作，提高图像质量和保存效率。
此外，数字化的影像还可以方便地用于印刷、出版、展览等用途。
2.3 艺术品保护与展示光栅式扫描仪在艺术品保护与展示领域也发挥着重要作用。
通过扫描绘画作品或文物，可以制作高分辨率的数字复制品，用于保护和保存原作品。
同时，这些数字复制品也可以用于展示、研究和教育，方便广大观众欣赏和学习。
光栅式扫描仪实训报告
一、实训目的本次实训旨在使学生了解光栅式扫描仪的工作原理、结构特点及操作方法，提高学生动手实践能力，培养学生在光学、机械、电子等多学科交叉领域的技术素养。
二、实训内容1. 光栅式扫描仪的原理与结构（1）光栅式扫描仪的工作原理光栅式扫描仪是一种利用光栅原理进行图像扫描的设备。
其工作原理是：光源发出的光经过透镜聚焦，形成平行光束，照射到待扫描的图像上，图像上的黑白对比度被光栅转换为光强对比度，然后通过光电转换器将光信号转换为电信号，再经过放大、滤波、A/D转换等处理，最终输出数字图像。
（2）光栅式扫描仪的结构特点光栅式扫描仪主要由光源、透镜、光栅、光电转换器、控制系统等组成。
其结构特点如下：① 光源：采用高强度、高稳定性的发光二极管（LED）或激光二极管（LD）作为光源。
② 透镜：采用高折射率、低色散的透镜，以保证光束的聚焦和成像质量。
③ 光栅：采用高精度、高分辨率的线性光栅，将图像上的黑白对比度转换为光强对比度。
④ 光电转换器：采用高灵敏度、高稳定性的光电二极管（PD）或电荷耦合器件（CCD）作为光电转换器。
⑤ 控制系统：采用单片机或微处理器作为控制系统，实现对扫描过程、信号处理、图像输出等功能的控制。
2. 光栅式扫描仪的操作方法（1）安装与调试① 将光栅式扫描仪连接到计算机，确保所有电缆连接正确。
② 打开扫描仪电源，启动计算机，进入操作系统。
③ 运行扫描软件，根据软件提示进行扫描仪驱动程序的安装。
④ 安装完成后，打开扫描软件，进行扫描仪的调试。
（2）扫描操作① 将待扫描的图像放置在扫描平台上，调整扫描区域，确保图像全部位于扫描范围内。
② 根据需要设置扫描参数，如分辨率、扫描模式、扫描区域等。
③ 点击“扫描”按钮，启动扫描过程。
④ 扫描完成后，软件会自动显示扫描结果，可以进行编辑、保存等操作。
三、实训过程与结果1. 实训过程本次实训分为两个阶段：理论学习和实践操作。
（1）理论学习：通过查阅资料，了解光栅式扫描仪的原理、结构、操作方法等知识。
1crt显示器中为什么采用光栅扫描方式光栅扫描与随机扫描各自的
1.CRT显示器中为什么采用光栅扫描方式？光栅扫描与随机扫描各自的优缺点是什么？答案由于光栅扫描与电视系统使用相同的技术，技术成熟性好，产品价格便宜，所以光栅扫描被广泛地使用在计算机的CRT显示器中。
光栅扫描的优点：光栅扫描控制电子束在整个屏幕上重复移动，显示的内容通过另外的逻辑线路提供，技术成熟性好，产品价格便宜。
缺点：扫描冗余时间多，分辨率较低，用于普及性的字符显示器。
随机扫描的优点：电子束只扫描在屏幕上有显示内容的位置，而不是整个屏幕，因此速度快，分辨率高，用于高质量的图形显示器。
缺点：扫描控制逻辑比较专用、复杂，产品生产批量不够大，价格较高2.显示器的分辨率和灰度级（颜色种类）与显示器的显示质量有什么关系？分辨率和灰度级（颜色种类）的设置受哪些因素限制？答案显示器的分辨率越高，显示的形状就越精细准确，显示质量越高。
显示器的灰度级（颜色种类）越多，显示的图形层次感好，就越逼真。
但分辨率和灰度级（颜色种类）的设置受到存储容量及输入输出设备本身技术指标的限制。
3.针式打印机有哪些部件组成？简述打印头的结构和打印出一个字符的原理性过程。
答案针式打印机由走纸机构、色带机构、打印头和一些逻辑电路等几部分组成。
打印头由打印针、导轨、电磁衔铁等部件组成。
每根打印针可以沿着导轨前后运动。
当电磁铁的线圈中给出一个脉冲电流时将产生磁场，电磁衔铁会在这一磁场作用下向前移动，推动打印针撞击色带；当线圈中的电流消失后，磁场消失，机械弹簧的反推力把打印针推回原来的位置，由于多个打印针可以同时被驱动，故一次打印是一个字符的一个纵向的点阵。
4.比较针式打印机、喷墨打印机和激光打印机的特点及使用场合答案针式打印机的印字的机械装置是多个用电磁铁控制的打印针，打印速度慢，噪声大，打印质量一般，多用于要求质量不高且希望价格较低的场合。
喷墨打印机是非击打式印字机，打印速度较快，噪声低，印字质量较高，实现彩色打印较方便。
激光打印机可以有更高的打印质量，噪声低，也可以有更高的打印速度。
光栅状扫描概念
光栅状扫描概念的详细解释1. 定义光栅状扫描是一种技术，它使用一维或二维的排列的光栅格，通过扫描的方式对物体，图片或场景进行采样，从而获取到一系列离散的数据点。
在光学系统中，光栅状扫描可以使用激光或光电传感器来实现，而在图像处理和计算机视觉领域，光栅状扫描通常是指通过逐行或逐列的方式，对整个图像进行采样。
2. 关键概念2.1 光栅格光栅格是光栅状扫描的核心组件之一。
它是由一系列平行且等距的光栅线或排列在一起的细长光带组成。
光栅格可以是一维的，即只包含一条光栅线，也可以是二维的，即包含多条平行的光栅线。
光栅格通过光的特性，如透射或反射，对光的方向、振幅或相位进行调制，从而实现光栅状扫描。
2.2 采样采样是光栅状扫描的基本操作。
它指的是在光栅格上以一定的频率或密度，从光栅的一个点到另一个点进行扫描，并记录下每个扫描点的数值或状态。
在光栅状扫描中，采样可以是逐行进行的，即先扫描一行，再扫描下一行，直到扫描完成整个图像；也可以是逐列进行的，即先扫描一列，再扫描下一列，直到扫描完成整个图像。
2.3 解码解码是对采样得到的数据进行处理和还原的过程。
在光栅状扫描中，解码可以是简单的将采样点的数值映射到一个颜色或亮度值，从而还原成图像；也可以是复杂的数学运算，如傅里叶变换或小波变换，用于提取图像的特征或进行信号处理。
2.4 重建重建是将解码后的数据重新组合成原始图像或场景的过程。
在光栅状扫描中，重建可以通过对解码得到的数据进行插值或拟合来实现。
重建的质量取决于采样的密度和解码的准确性。
2.5 分辨率分辨率是光栅状扫描的一个重要指标，它表示采样的空间分辨能力。
在光栅状扫描中，分辨率可以是水平方向上每单位长度的采样点个数，也可以是垂直方向上每单位长度的采样点个数。
分辨率越高，采样点越密集，图像或场景的细节表现能力越强。
2.6 重叠率重叠率是光栅状扫描的另一个重要指标，它表示相邻采样之间的重叠程度。
在光栅状扫描中，重叠率可以是水平方向上相邻采样之间的重叠部分长度占整个采样长度的比例，也可以是垂直方向上相邻采样之间的重叠部分长度占整个采样长度的比例。
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投影点
参考平面
C
H
被测物体
B
A
.
光栅式扫描测量系统组成
测量头（Sensor）：是一个白 光投影系统，它包括一个CCD
摄像机（camera）和一个光
栅投影仪（projector）。
控制台（Rack）: 它是这个测
量系统另一个非常重要的部件，
包括控制器（comet IV
controller）和电脑（comet
.
操作流程
1、着色处理。 2、分析将要采用的测量策略并进行相应处理。 3、启动软硬件，调整测量角度及距离，设置各种参
数。 4、开始扫描并进行相应数据处理。 5、最终数据处理并输出数据。
.
着色处理和配置颜色。 如果扫描的模型是反射效果较为强烈的塑料、金属等材质，
CCD无法正确捕捉到反射回来的激光，也就无法正常进行扫描。 通过喷施着色剂可增强模型表面的漫反射，使CCD正常工作。 着色剂的喷施不可以太薄或者不均匀，会因此影响到最终点云数 据的完整程度；着色剂的喷施不可以太厚，因为太厚不仅会覆盖 掉一些细节特征处，而且会因此增大零件的外形，影响到点云数 据的准确性。较好的着色方法是进行多次喷施，直到各个部位都 均匀着色为止。如果扫描的模型不是反射效果强烈的材质，通过 软件对颜色的配置可完成对模型的扫描。
旋转光栅
摄像机
实物
.
COMET系统测量策略
参考点转换 测量前，通常在被测物体表面贴上两种类型的参考点，
一类是经过数字编号的编号参考点，另一类是没有固 定编号的标志参考点。
.
COMET系统测量策略
联系点曲面拼接 测量时，首先在被测物体上按照一定规则的样式布置
标志参考点，在测量过程中它们将通过COMET系统 的测量传感器决定出具体的位置，这便是联系点了。 在每次采集的数据中必须至少含有三个参考点，也即 在匹配先后采集的数据时，至少需要使用三个联系点。
IV PC）两部分。控制器
超高速以太网 总线通讯
光导向器 超高速以太网 总线通讯
（controller）控制着系统电 源供应及相关通讯。PC即装 有COMET测量系统专用的软 件comet plus6.50，是用来对
CCD摄像机 光栅投影系统
超高速以太网
数据显示及处理。
控制组件
电脑
测量头
总线通讯
.
被 测 物 体贴 参 标 考 志 点光 栅 测 量被 测 物 体 点 云
.
自由拼接
自由匹配指的是使用先后采集的两份含有重叠区域数据集上所包含的表面结构 特征来实现数据集的匹配，所以也被称为特征点匹配。
该策略下，首先需要在两数据集上互动的粗略指定一个或数个位置大致对应的 点，称为点对，如图3.8中所示；随后，COMET系统将会启动自动的曲面拼接进 程，以其中的一个数据集为参考将另一个数据集调整到准确的位置。
.
光栅投影相移法是基于光学三角原理的相位测量法，将正弦的周期性 光栅图样投影到被测物表面（典型光路图如图3.1所示），形成光栅图像。 由于被测物体高度分布不同，规则光栅线发生畸变，其可看作相位受到 物面高度的调制而使光栅发生变形，通过解调受到包含物面高度信息的 相位变化，最后根据光学三角原理确定出相位与物面高度的关系。
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光栅投影扫描测量实训范例
喷射显像剂
3D-viewer视图
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.
.
图3.17 选对应点后的预调整数据 图3.18点云拼接设置对话框（已选对应点）
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点云拼接对话框（拼接结果）
拼接结果数据
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全局的拼接优化结果数据
全局的拼接优化后得到点云数据
光栅式扫描测量
成思源 杨雪荣
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教学要求： 了解光栅式扫描仪的结构、原理 了解光栅式扫描仪主要功能 了解光栅式扫描仪方法
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手持式激光扫描系统： 手持式激光扫描系统即是采用激光三角测量原理对物理模型
的表面进行数据采集。 是继基于三坐标测量机激光扫描系统、柔性测量关节臂的
激光扫描系统之后的“第三代”三维激光扫描系统。该扫描仪无 需任何关节臂的支持，只需通过数据线与普通PC或者笔记本电 脑相连接，就可以手持该扫描仪任意自由度地对待测零件、文物、 汽车内饰件、鞋模、玩具等进行扫描，从而快速、准确并且无损 的获得物体的整体三维数据模型,达到质量检测、现场测绘与逆 向CAD造型、模拟仿真和有限元分析的目的。
它采用单光栅旋转编码方式进行测量，在 测量过程中光栅进行相位移动并自动旋转。 这弥补了通常测量方法中光栅直线移动时 光栅条纹方向与特征的方向平行或接近时 测量数据会残缺不全的缺点，可实现对工 件的边界、表面细线条特征的准确测量。 COMET测量系统用单摄像头，消除了同 步误差。在数据拼接方面，系统除了提供 参考点转换拼接、联系点拼接和自由拼接 方法外，还提供最终全局优化拼接，使各 数据点云拼接达到全局最优化。