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3D掃描儀實操教程二:掃描儀標定

魔猴君  知識堂   4天前

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點擊了解:3D掃描儀實操教程一:安裝掃描儀

點擊了解:3D掃描儀實操教程三:3D掃描采集數據

一、標定概念講解


每種掃描儀內置系統都有一個空間坐標,但是因為出廠以后機器內的空間坐標會有誤差,而且有時根據掃描物件不同的尺寸和位置也會使空間坐標有偏差,故標定的作用就是來通過標定板(坐標定位)來和機器內的空間坐標匹配,統一空間坐標或者標定出使用者想要的坐標系。

二、標定步驟講解

連接數據線—安裝軟件—打開軟件—粗調節—左相機焦距—右相機焦距—左光圈調解—右光圈調解—標定

1.連接數據線




注解:連接上電腦以后將掃描頭與中心支架桿兒的夾角調至約為10度—15度左右,連接成功以后會有藍色光射出。
2.安裝軟件

一鍵安裝即可
3.打開軟件
1)點擊安裝好的軟件圖標


2)進入界面

注解:進入頁面以后如果出現如圖左右相機均是紅色顯示,那么則表示掃描頭離標定板的距離太近,需要將距離調高。如下圖



讓紅色慢慢消失


顏色恢復正常
4.粗調節
粗調節得意思是在前期標定和調試之前進行一次大概的定位檢測,同時也是為標定做前期準備
1).點擊粗調節

2)選擇設備型號

3)調整掃描頭位置,垂直方向夾角20度左右

4)將標定塊方面放置,調解測量頭距離約670左右即可

5)調解光柵相機光圈,使投影在標定板上的十字框架變清晰

目前是模糊的,看不清十字框架


觀察中心十字架逐漸清晰


調試完成直接下一步
6)調解左右相機的亮度值,將亮度值調解到“2”

注解:這個一般出廠都是在外面的,如果沒有特殊需要不需要操作

點擊完成
5.左相機焦距
相機對焦即是指相機清晰度,人的眼睛和手機相機是會自動對焦的,但是掃描儀上的相機不可以,所以需要手動將相機的清晰度調整至合適的位置。
1)首先將標定板反面放置

2)將左相機的焦距(清晰度)光圈旋轉到最大

會發現十字框架很模糊
3)將光機亮度調到最大

點擊下一步

4)緩慢調節焦距環,使十字框從模糊到清晰

將十字架調清晰
5)同時在調節的過程中需要注意對焦的理想數值,偏差不要超過正負1即可。

點擊完成
左相機對焦和右相機對焦是一樣的,按照上述操作完成右相機的對焦即可。
6.左光圈調節
光圈調節是指調節左右相機的亮度,在掃描儀里面有兩個亮度每,一個是軟件本身的相機亮度(可以在軟件里面調節),還有一個就是左右相機本身的亮度(可通過調節左右相機的旋轉環來調節合適的亮度)
1)。先將相機曝光時間調為數值“2”

會發現有紅色區域表示
2)調節光圈,同時滿足兩個條件:指示圖達到綠色ok狀態;圖像框中沒有紅色表示

調節完成點擊下一步,左右調節亮度的方法和準則是一樣的,操作方法如上
7.光柵機調節
這一部分的主要作用是來精確定位光柵十字架和左右相機紅色十字架中心點的位置,并通過數值來和肉眼觀察的清晰度來調整至最佳狀態,以便后續標定
1)。首先保證光柵的十字框架和左右相機的紅色十字框架是接近于對齊的狀態

注解:確保左右相機紅色十字架的中心點和光柵的十字點中心框架對齊

點擊下一步

2)緩慢調節光柵圈來使中心的光柵框架調節至最清晰狀態

注解:調節的方法和調節左右焦距的方法一樣,通過緩慢旋轉光柵圈使中心框架變為清晰,同時要注意理想值和當前值得數值變化,只要保證當前值和理想值的偏差不大于正負“1”即可

調節完成點擊“完成”即可
8.標定
標定一共需要7副標定圖來確定掃描儀的空間尺寸,通過這7幅圖來確保在各個視角均可完成掃描任務。7幅標定圖分別是:保持原始位置不動、上升30mm、下降30mm、掃描頭做傾斜10度、掃描頭右傾斜10度、掃描頭向正前方方向抬高10度,掃描頭向正前方方向繼續抬高10度。
1)點擊標定,選擇機器型號


2)放置標定板(有標定點的一面向上)

3)進入畫面如圖所示,先進行第一幅圖的標定“保持位置不動”

注解:理論上第一幅圖需要將掃描頭調至與中心桿兒夾角約為10度左右的角度,但是因為之前已經在粗調節那一環節調整過角度,所以第一幅圖角度保持不動即可。

4)調好位置后點擊“位置”

注解:這里一定要將標定板的位置放好(要讓掃描光線全部都可以采集到標定板上的標定點),同時需要注意標定板上面不允許有雜物,否則會影響標定結果

標定板上有雜物

注解:如果出現以上的錯誤,那么就會出現上圖的提示

5)第二幅標定圖“掃描頭上升30mm—40mm”

注解:上升30mm—40mm。順時針轉動把手3—4圈即可

6)第三幅標定圖“掃描頭下降60mm—70mm”

注解:理論上是下降30mm—40mm即可,但是因為咱們在下降之前已經上升了30mm—40mm,因此這里直接下降60mm—70mm,逆時針旋轉控制桿兒6—7圈

點擊“位置”完成3
7)第四幅標定圖“掃描頭向左傾斜10度”

8)第五幅標定圖“掃描頭向右傾斜10度”

注解:在標定完左右傾斜的角度以后這里需要注意一個地方,那就是觀察中心的左右的相機十字中心是否和光柵的十字框架依然對齊。如果不對齊需要通過升高掃描儀或者調整掃描儀的位置來使其對齊


在框架中心位置放一張白紙


觀察左右相機是否對齊十字框架

明顯沒有對齊

通過控制桿升高掃描儀

完成對齊
注解:在標定過程中,并不是每次標定一幅圖都需要調試十字框架,但是需要注意的是左右傾斜完掃描儀以后十字框架基本都會偏離一定位置
9)第六幅標定圖“掃描頭向正前方方向抬高10度”

注解:這里指的注意的是抬高掃描儀的角度以后它的光線就折射的更遠,那么有一部分光線可能就照射到了標定板的外部,因此我們需要移動掃描儀的位置來使光線重新全部照射到標定板上

10)第七幅標定圖“繼續講掃描頭抬高10度”


標定總結:
步驟總結:
這一部分主要是講解在開始掃描之前的一些準備工作:粗加工—左相機對焦—右相機對焦—左光圈調節—右光圈調節—光柵機調節—標定。
注意事項總結:
粗調節是前期機器的一個位置的整體放置,機器放置合適位置,大概確定光柵十字框的位置。左右相機對焦是針對左右兩個相機的清晰度進行調整,保證后續采集到的數據精度準確。左右光圈調節是針對左右相機的本身亮度進行調節,與軟件里面的亮度進行相呼應,從而使亮度調整到合適掃描的數值。光柵機調節其實就是在粗調節的基礎上進行更加細化、數值化的一個針對光柵十字框架的調整。最后就是標定,針對7幅不同角度的標定圖來識別標定板上的標定點,從而滿足使用者在掃描過程中的多角度采集的需求。至此前期準備工作已經完成,接下來就可以開始掃描了。
   

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