实验一：非接触式光学扫描

《产品逆向工程技术》教案

页第页授课教师:教研室：备课日期：年月日

课题：实验一：非接触式光学扫描

教学准备：PPT、3D CaMega 光学三维扫描系统

教学目的与要求：了解光学三维扫描系统的结构、工作流程。

授课方式：讲授（90＇）

教学难点与重点：难点：

重点：

教学过程：上节课回顾→讲授课题→课堂小结

张家界航院教案第页

上节课回顾：

讲授课题：

实验一：非接触式光学扫描

一、扫描前处理

采用非接触式光学扫描仪对样件进行扫描时，物体表面的明暗程度会影响扫描数据的质量，另外要获得物体表面完整的数据，需要进行多方位

的数据扫描。所以，为了保证扫描数据的质量，在扫描前要对样件进行表

面处理、贴标记点或标识点。

1.1 表面处理

首先，被测物体表面的灰尘、切屑等，在测量数据时会带入噪声，造成点云数据不佳，所以首先要对扫描件进行清洗。其次，被测物体表面的

材质、色彩及反光透光等均可能对测量结果产生一定的影响。要对黑色锈

蚀表面、透明表面、反光面做喷涂处理。亚光白色是物体最适合进行三维

光学扫描的理想表面状况，因此通常是在物体表面喷一薄层白色的物质。

根据被测物体的要求不同，选用的喷涂物也不同。对于一些不需要清除喷涂物的被测物体，比如说量产的工业品，一般选择白色的亚光漆或显

像剂等都可以；而对于一些需要清除喷涂物的被测物体，比如说一些文物，

则只能使用白色显像剂，以便测量完成后容易去除，还物体以本来面目。

另外，在喷涂物体表面时应注意如下几点：

1)不要喷得太厚，只要均匀的薄薄一层就行，否则会带来表面处理误差。

2)贵重物体最好先试喷一小块，以确认不会对表面造成破坏。

3)不可对人体进行喷涂。皮肤一般可直接扫描，如果确实需要，那么可

以敷适量化妆粉底。

1.2 贴标记点或标识点

标记点用于协助坐标转换，是多视觉注册拼合的特征点。对于一些大型物体（比如汽车覆盖件），或者需要进行多幅测量通过拼接后才能采集到

完整的扫描数据时，就需要根据视角在物体的表面上贴一些标记点。标记

点还可以是扫描物体本身的特征点，或者用笔画在纸上的标记、或是用橡

皮泥捏成的标记点。自动拼合的时候采用的是专用标记点。

1.3 扫描规划

为了精确而又高效地扫描数据，在扫描前必须进行扫描规划。精确扫描是指所扫描的数据足够反映样件的特性，对曲率变化大的地方数据尽量

采集完整；高效扫描是指在能够正确反映物体特性的情况下，数据扫描的

次数少、数据量尽量少、扫描时间尽量短。

二、3D CaMega 光学三维扫描系统

这套系统包括PCP300主机一台，精密数控转台，设备驱动软件一套，以及对应的反求软件和三维点云处理软件。

三维扫描系统具有双光投影功能，可手持对物体实现多方位的扫描，也可放置在三角架上对物体进行扫描。单次扫描范围从最小100mmX80mm

到最大1200mmX9600mm。扫描速度迅捷，单次扫描时间低于0.1秒。在扫

描中小型物体的场合，无需贴标志点，配合数控，可实现数据自动拼接。

课堂总结：