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1、会计学1激光激光(jgung)扫描仪扫描仪第一页，共19页。教学要求：了解手持式激光扫描仪的结构、原理了解手持式激光扫描仪主要(zhyo)功能了解手持式激光扫描仪方法第1页/共18页第二页，共19页。n n手持式激光扫描系统：手持式激光扫描系统： n n 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。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。n n 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“ “第三代第三代” ”三维激光三维激光扫描系统。该扫描
2、仪无需任何关节臂的支持，只需通过数据线与普通扫描系统。该扫描仪无需任何关节臂的支持，只需通过数据线与普通PCPC或者笔记本电脑相连接，就可以手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无损的获得(hud)(hud)物体的整体三维数据模型物体的整体三维数据模型, ,达到质量检测、现场测绘与逆向达到质量检测、现场测绘与逆向CADCAD造型、模拟仿真和有限造型、模拟仿真和有限元分析的目的。元分析的目的。 第2页/共18页
3、第三页，共19页。其特点有：其特点有：无需其他外部跟踪装置，如无需其他外部跟踪装置，如CMMCMM、便携式测量臂等。、便携式测量臂等。利用反射式自粘贴材料进行自定位。利用反射式自粘贴材料进行自定位。采用便携式设计，具有质量和体积小，具有运输方便的特点，因而不受扫描方向、物件大小及采用便携式设计，具有质量和体积小，具有运输方便的特点，因而不受扫描方向、物件大小及狭窄空间的局限，可实现现场扫描。狭窄空间的局限，可实现现场扫描。扫描过程在扫描过程在PCPC屏幕上同步呈现三维数据，边扫描边调整；通过对定位点的自动拼接，可以做到屏幕上同步呈现三维数据，边扫描边调整；通过对定位点的自动拼接，可以做到整体整
4、体360360度扫描一次成型，同时避免漏扫盲区。度扫描一次成型，同时避免漏扫盲区。直接以三角网格面的形式录入数据，由于没有使用点云重叠分层，避免了对数据模型增加噪音直接以三角网格面的形式录入数据，由于没有使用点云重叠分层，避免了对数据模型增加噪音点；而且采用基于表面最优运算法则的技术，因此扫描得越多，数据获取就越精确。点；而且采用基于表面最优运算法则的技术，因此扫描得越多，数据获取就越精确。数据输出时，自动生成高品质的数据输出时，自动生成高品质的STLSTL多边形文件，马上可以读入多边形文件，马上可以读入CADCAD软件以及快速成型机和一软件以及快速成型机和一些加工些加工(ji gng)(ji
5、 gng)设备；同时兼容多种逆向软件，可以生成各种设备；同时兼容多种逆向软件，可以生成各种CADCAD格式文件。格式文件。 第3页/共18页第四页，共19页。n n手持式激光扫描测量系统(xtng)组成 如图所示，该扫描仪的下如图所示，该扫描仪的下端小圆孔为十字激光发射端小圆孔为十字激光发射口，激光由该孔中发射出；口，激光由该孔中发射出；中间黑色按钮是触发器，中间黑色按钮是触发器，按住此按钮系统开始接受按住此按钮系统开始接受(jishu)(jishu)数据；上端两数据；上端两个大圆孔是个大圆孔是CCDCCD镜头，接镜头，接收反射回来的激光；每一收反射回来的激光；每一个个CCDCCD镜头的周围是
6、四个镜头的周围是四个LEDLED发光点，用于屏蔽周发光点，用于屏蔽周围环境光对扫描数据的影围环境光对扫描数据的影响。响。 第4页/共18页第五页，共19页。n nREVscanREVscan手持式激光手持式激光(jgung)(jgung)扫描测量硬件扫描测量硬件系统包括以下配件：火系统包括以下配件：火线线PCMCIAPCMCIA数据采集卡、数据采集卡、数据线、电源适配器、数据线、电源适配器、支撑架以及计算机，由支撑架以及计算机，由以上配件和以上配件和REVscanREVscan手手持式激光持式激光(jgung)(jgung)扫描扫描仪组配成一个完整的激仪组配成一个完整的激光光(jgung)(j
7、gung)扫描硬件系扫描硬件系统如图统如图4-24-2所示。所示。 第5页/共18页第六页，共19页。n n软件(run jin)系统n n与硬件系统相配套的软件(run jin)系统是VXscan数据处理软件(run jin)。VXscan软件(run jin)可将扫描仪扫描得到的数据进行保存，并可以直观显示当前工作进度等操作。VXscan的操作界面如图4-3所示。第6页/共18页第七页，共19页。n nVXscanVXscan软件软件(ru(ru n jin)n jin)与其它软件与其它软件(ru(ru n jin)n jin)界面类似，从上至下分别标题栏、菜单栏、界面类似，从上至下分别标
8、题栏、菜单栏、工具栏、视窗以及状态栏，左边树形控制栏显示的是菜单工具栏、视窗以及状态栏，左边树形控制栏显示的是菜单“View”“View”下的命令，可通过单下的命令，可通过单击树形控制栏内的项目直接对命令进行操作。击树形控制栏内的项目直接对命令进行操作。 第7页/共18页第八页，共19页。操作操作(cozu)流程流程n n1、着色(zhu s)处理和配置颜色。 n n2、贴标记点。 n n3、组配硬件系统。 n n4、启动VXscan软件 n n5、扫描。 n n6、保存文档。 第8页/共18页第九页，共19页。n n着色处理和配置颜色着色处理和配置颜色(yns)(yns)。n n 如果扫描的
9、模型是反射效果较为强烈的塑料、金属等材质，如果扫描的模型是反射效果较为强烈的塑料、金属等材质，CCDCCD无法正确捕捉到反射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CCDCCD正正常工作。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
10、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(yns)(yns)的配置可完成对模的配置可完成对模型的扫描。型的扫描。 第9页/共18页第十页，共19页。n n贴标记点。贴标记点。n n 通过在模型表面粘贴标记点的方法进行空间定位，可以实现对不同角度扫描数据的拼接。标记点表面拥通过在模型表面粘贴标记点的方法进行空间定位，可以实现对不同角度扫描
11、数据的拼接。标记点表面拥有很好的反射效果，以便于扫描仪能够准确定位该点的空间位置，从而在扫描仪自身的系统空间中表达出来，有很好的反射效果，以便于扫描仪能够准确定位该点的空间位置，从而在扫描仪自身的系统空间中表达出来，并通过激光对可识别定位点之间物体表面的探测，实现物体模型转换为数字模型；但是系统无法识别标记点自并通过激光对可识别定位点之间物体表面的探测，实现物体模型转换为数字模型；但是系统无法识别标记点自身的表面情况，由系统自动身的表面情况，由系统自动(zdng)(zdng)以平面的形式填充，所以标记点不能够贴在零件的特征处或曲率变化较大以平面的形式填充，所以标记点不能够贴在零件的特征处或曲率
12、变化较大的位置。贴标记圆点的一般距离是的位置。贴标记圆点的一般距离是8-20cm8-20cm，规则是在平面或曲率变化较小的区域贴较少的标记点，在特征处或，规则是在平面或曲率变化较小的区域贴较少的标记点，在特征处或曲率变化较大的区域贴较多的标记点。曲率变化较大的区域贴较多的标记点。 第10页/共18页第十一页，共19页。n n组配硬件系统。n n 按照上一节的内容对硬件系统进行组配。由于扫描仪比较轻巧，所以在组配和测量时拿住它测量比较轻松。需要注意的是，因为REVScan扫描仪是高精密的光学设备，所以在组配和测量过程中避免碰撞扫描仪，否则会降低扫描的精度(jn d)，甚至可能损坏扫描仪。 第11
13、页/共18页第十二页，共19页。n n启动VXscan软件。n n 如果系统没有(mi yu)提示“没有(mi yu)找到扫描仪设备”，则说明测量系统已正确组配。启动VXscan软件，并处于接受数据状态。按住触发器，激光发射孔发射十字激光，LED发射红色屏蔽光。如图4-4所示，至少有3个定位点在系统的识别范围之内，系统才开始接收数据。激光从发射孔发出，由CCD镜头接收，并在VXscan软件中以直观的曲面模型的形式表现出来。 第12页/共18页第十三页，共19页。n n扫描。扫描。n n 在进行扫描工作在进行扫描工作(gngzu)(gngzu)之前，先确定模型的大小、颜色，并对相关之前，先确定模
14、型的大小、颜色，并对相关参数进行设置。在扫描过程中，扫描仪的激光发射器与激光参数进行设置。在扫描过程中，扫描仪的激光发射器与激光“ “十十” ”字照射的字照射的相应零件区域保持在相应零件区域保持在250mm-300mm250mm-300mm，使扫描仪达到最佳的数据输入状态；如，使扫描仪达到最佳的数据输入状态；如果两者的距离过近或过远，系统将自动提示。最佳的扫描方向为激光果两者的距离过近或过远，系统将自动提示。最佳的扫描方向为激光“ “十十” ”字的两个相邻边的角平分线方向。如图字的两个相邻边的角平分线方向。如图4-54-5所示为模型正在扫描的过程当中，所示为模型正在扫描的过程当中，为了减少环境
15、的干扰，扫描过程中，扫描仪会发出红色的屏蔽光。为了减少环境的干扰，扫描过程中，扫描仪会发出红色的屏蔽光。 第13页/共18页第十四页，共19页。n n在电脑上显示红色的参照标志点代表它们正在扫描的区域中，该区域正在被采集在电脑上显示红色的参照标志点代表它们正在扫描的区域中，该区域正在被采集(c (c ij)ij)到电脑中。通到电脑中。通过在电脑显示屏上的观察，可以获得点云的质量，以根据显示来判断扫描的质量是否符合要求，并且过在电脑显示屏上的观察，可以获得点云的质量，以根据显示来判断扫描的质量是否符合要求，并且可以针对点云残缺的部分进行进一步的扫描。可以针对点云残缺的部分进行进一步的扫描。 第1
16、4页/共18页第十五页，共19页。n n扫描时一般从曲率变化较小的面开始，当一个面扫描完转至相邻面时，必须保证至少有三个标记点在扫描范围之内，否则系统将停止输入数据。如果多次翻转(fn zhun)至相邻面均失败，可适当增加两个面的标记点，使扫描工作顺利进行。 第15页/共18页第十六页，共19页。n n1 1、模型尺寸较小。尺寸较小的模型由于不能贴足够的标记点，也就无法、模型尺寸较小。尺寸较小的模型由于不能贴足够的标记点，也就无法完成扫描仪的邻边翻转测量的过程。对于此类零件的扫描需要增加辅助完成扫描仪的邻边翻转测量的过程。对于此类零件的扫描需要增加辅助工具来完成测量，比如可以通过增加一块辅助平
17、面板来进行测量。在辅工具来完成测量，比如可以通过增加一块辅助平面板来进行测量。在辅助板面上按照贴标记点的规则均匀贴满标记点，而模型本身助板面上按照贴标记点的规则均匀贴满标记点，而模型本身(bnshn)(bnshn)可可以不贴标记点，通过辅助板上的定位点就可以完成对小尺寸模型的测量。以不贴标记点，通过辅助板上的定位点就可以完成对小尺寸模型的测量。如图如图4-84-8所示是汽车连杆通过添加辅助平板来完成扫描。所示是汽车连杆通过添加辅助平板来完成扫描。n n图图4-8 4-8 较小零件与带标记点的辅助板较小零件与带标记点的辅助板第16页/共18页第十七页，共19页。n n2、薄壁件。薄壁件由于厚度小
18、，也就无法完成(wn chng)扫描仪的邻边翻转测量的过程。同样需要通过辅助工具完成(wn chng)翻转过程。如图4-9所示是薄壁壳体添加辅助工具完成(wn chng)扫描。 第17页/共18页第十八页，共19页。内容(nirng)总结会计学。通过对定位点的自动拼接，可以做到整体360度扫描一次成型，同时避免漏扫盲区。直接以三角网格面的形式录入数据，由于没有使用点云重叠分层，避免了对数据模型增加(zngji)噪音点。而且采用基于表面最优运算法则的技术，因此扫描得越多，数据获取就越精确。数据输出时，自动生成高品质的STL多边形文件，马上可以读入CAD软件以及快速成型机和一些加工设备。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第十九页，共19页。
