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逆向扫描与三维建模实训指导书 XXXXXX 学院学院 XXXX 系系 20182018 年年 5 5 月月 任务一：三坐标扫描仪与扫描系统的认识任务一：三坐标扫描仪与扫描系统的认识 一、实验目的一、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、实验内容及步骤三、实验内容及步骤 1 1、、认认识识三三维维扫扫描描仪仪的的硬硬件件组组成成 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。 如如图图所所示示：： Win3DDWin3DD硬件系统结构硬件系统结构 扫描头扫描头 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。 使使用用方方法法如如下下：： 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； 云台及三脚架云台及三脚架 2 2、、标标定定过过程程简简述述 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 。若标定○ 过程出现问题或者标定不成功，可点击“重新标定”选项，并根据系统提示进 行重新标定； 3 3、、WIN3DDWIN3DD 扫扫描描系系统统的的操操作作 1 1 操操作作界界面面○○ 点云操作-工具栏 扫描管理-工具栏 2 2 常常用用操操作作命命令令使使用用说说明明○○ 扫扫描描操操作作：：用于单帧工件扫描。 扫扫描描标标定定切切换换：： 主要用于扫描视图与标定视图的相互转换。 相相机机曝曝光光：：用于对相机的曝光进行调节。 视视图图切切换换：：分别对视图进行多方位显示，即分别获得从这 6 个方位观察三 维点云数据的视觉效果。 区区域域放放大大：：对所选矩形区域的数据进行放大显示，便于观察。 旋旋转转：：对三维场景中的三维点云进行旋转，便于从各个角度观察。 平平移移：：对三维场景中的三维点云进行平移，在放大点云观看其某个部分的 时候，这一命令能常被用到。 矩矩形形选选择择：：在三维场景中，任意构成闭合的矩形。在该矩形区域中的三维 点云数据将会全部被选择。 取取消消选选择择：： 与相关选择工具配合使用。 撤销全部已选择数据， 即全部不选。 四、实验注意事项四、实验注意事项 1、使 用扫描仪时，应 注意：避 免扫描系统发生碰撞，造 成不必要的硬件系 统损坏或影响扫描数据质量； 2、禁止碰触相机镜头和光栅投射器镜头 ； 3、扫 描头扶手仅在用于云台对扫描头做上下、水 平、左 右调整时使用。严 禁在搬运扫描头时使用此扶手； 4、系统标定时标定板应轻拿轻放，取放时应戴白手套，避免弄脏； 5、开机是应先打开扫描仪开关，后打开 WIN3DD扫描系统。关机时首先关 闭 WIN3DD软件系统，后双击扫描仪上面 的开关按钮，关闭扫描仪； 任务二：逆向工程技术软件的认知任务二：逆向工程技术软件的认知 一、实验目的一、实验目的 1、熟悉专用逆向工程技术软件 Geomagic Studio以及 Geomagic Design 的主要功能、应用界面； 2、了解并掌握扫描数据的点云操作、面片处理以及逆向建模流程，模型数 据的导入、输出的方式、方法以及每一步输出格式； 二、实验设备二、实验设备 1、计算机一台； 2、WIN3DD扫描系统以及逆向工程技术软件 Geomagic Studio、Geomagic Design 三、实验内容及步骤三、实验内容及步骤 1 1、新建扫描工程项目、新建扫描工程项目 具具体体操操作作方方法法：： 1 连接好扫描仪后，双击打开 WIN3DD扫描系统；○ 2 点击左上方“新建工程”选项，系统弹出新建工程视图窗口 ；○ 3 选择拼合扫描，设置工程目录和工程名称，点击确认，即可开始扫描；○ 2 2、保存输出扫描完成后的点云数据、保存输出扫描完成后的点云数据 具具体体操操作作方方法法：： 1 数据扫描完成后，点击保存；○ 2 系统弹出文件保存目录窗口，选择保存位置，设置文件名称 ；○ 3 点击保存 类型， 选择 “ acs ”或 者“txt ” 类型文件 ，点击 确认 ，文件保○ 存成功； 3 3、导入扫描完成后的点云数据到、导入扫描完成后的点云数据到 GeomagicGeomagic StudioStudio 中进行点云封中进行点云封 装处理装处理 具具体体操操作作方方法法：： 1 双击打开 Geomagic Studio软件，系统弹出如图所示界面向导 ；○ 2 点击导入，系统弹出选择文件窗口；○ 3 找到需要 处理的 文件 位置，点 击打开 ，系 统即可导 入“ acs ”或 “txt ”○ 格式点云数据文件； 4 4、保存输出封装后的模型文件、保存输出封装后的模型文件 具具体体操操作作方方法法：： 1 模型封装处理完成后，点击“保存”系统弹出如下图对话框；○ 2 选择文件保存位置，将保存类型设置为“stl ”○，文件保存成功； 5 5、导入、导入 stlstl 格式模型文件到格式模型文件到 Geomagic DesignGeomagic Design 中进行逆向建模中进行逆向建模 具具体体操操作作方方法法：： 1 双击打开 Geomagic Design软件，系统弹出如图所示界面向导 ；○ 2 点击导入，系统弹出选择文件窗口；○ 3 找到需要逆向建模的文件位置，点击打开，系统即可导入 stl 格式数据○ 文件； 6 6、逆向建模实体模型的输出与保存、逆向建模实体模型的输出与保存 具具体体操操作作方方法法：： 1 1 若若保保存存 Geomagic Design格式文件，可直接点击菜单，保存，选择保存位 ○○ 置，即可保存 xrl 格式文件，