3DSS系列三维扫描仪说明书
3DSS系列三维扫描仪
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目录
1引言.................................................................... 1-1
1.1安全措施 .................................................................................................................................... 1-1 1.2关于3DSS三维扫描仪 ............................................................................................................. 1-1
2扫描控制软件安装指南..................................................... 2-1
2.1扫描控制软件安装步骤 ............................................................................................................ 2-1 2.2显卡设置方法........................................................................................................................... 2-5
2.2.1 windows 2000下的显卡设置方法................................................................................... 2-5
33DSS系统................................................................ 3-1
3.1系统构成................................................................................................................................... 3-1 3.23DSS ......................................................................................................................................... 3-1
3.2.1 性能指标........................................................................................................................... 3-1
3.2.2 扫描头............................................................................................................................... 3-2
3.2.3 如何连接和安装系统....................................................................................................... 3-3 3.3软件界面介绍........................................................................................................................... 3-4 3.4系统基本操作........................................................................................................................... 3-4
3.4.1 开机................................................................................................................................... 3-4
3.4.2 直接控制........................................................................................................................... 3-5
3.4.3 打开摄像功能................................................................................................................... 3-5
3.4.4 关闭摄像功能..................................................................................................................... 3-5
3.4.5 打开投影............................................................................................................................. 3-6
3.4.6 关闭投影............................................................................................................................. 3-6
3.4.7 调节CCD参数................................................................................................................... 3-6
4如何调整扫描头 .......................................................... 4-1
4.1确认左右摄像头的位置........................................................................................................... 4-1 4.2调整扫描头............................................................................................................................... 4-2
4.2.1 结构参数........................................................................................................................... 4-2
4.2.2 调整投影镜头................................................................................................................... 4-3
4.2.3 调整摄像头镜头............................................................................................................... 4-3
4.2.4 最后确认........................................................................................................................... 4-4 4.3综合型扫描仪工作模式的切换............................................................................................... 4-4
5如何标定扫描头 .......................................................... 5-1
5.1什么时候需要标定................................................................................................................... 5-1 5.2标定板....................................................................................................................................... 5-1 5.3标定参数................................................................................................................................... 5-2 5.4标定方法................................................................................................................................... 5-2
6扫描前置处理 ............................................................ 6-1
6.1表面处理................................................................................................................................... 6-1 6.2参考点....................................................................................................................................... 6-1
7扫描策略................................................................ 7-1
7.1不贴参考点的扫描方法........................................................................................................... 7-1 7.2借助于参考板的多视角自动拼接扫描................................................................................... 7-1 7.3物体本身粘贴参考点的多视角自动拼接扫描 ....................................................................... 7-3 7.4壳体的正反面扫描................................................................................................................... 7-3
7.4.1 小物体的正反面扫描方法............................................................................................... 7-3
7.4.2 大物体的正反面扫描方法............................................................................................... 7-3 8扫描操作................................................................ 8-1
8.1坐标系....................................................................................................................................... 8-1 8.2参数设置................................................................................................................................... 8-1
8.2.1 扫描参数设置................................................................................................................... 8-1
8.2.2 CCD参数设置.................................................................................................................. 8-2
8.2.3 白平衡系数....................................................................................................................... 8-3 8.3关于扫描项目........................................................................................................................... 8-4
8.3.1 建立新扫描工程............................................................................................................... 8-4
8.3.2 打开项目........................................................................................................................... 8-4
8.3.3 点云文件的自动管理规则............................................................................................... 8-5
8.3.4 点云的显示....................................................................................................................... 8-5 8.4点云输出................................................................................................................................... 8-5
8.4.1 输出所有点云................................................................................................................... 8-6
8.4.2 输出当前点云..................................................................................................................... 8-6
8.4.3 合并点云并输出................................................................................................................. 8-6
8.4.4 参考点输出......................................................................................................................... 8-6 8.5单视扫描................................................................................................................................... 8-6 8.6多视扫描................................................................................................................................... 8-7
8.6.1 参考点管理......................................................................................................................... 8-7
8.6.2 参考点参数....................................................................................................................... 8-8
8.6.3 参考点的显示................................................................................................................... 8-10
8.6.4 多视扫描步骤................................................................................................................. 8-10
8.6.5 自动拼接注意事项......................................................................................................... 8-11
8.6.6自动拼接问题解答............................................................................................................ 8-11 8.7扫描图像文件的处理............................................................................................................. 8-12
8.7.1 重新计算点云................................................................................................................. 8-12
8.7.2 删除扫描图像文件......................................................................................................... 8-12 9常见问题及注意事项 ...................................................... 9-1
9.1显示器和投影设备的设置....................................................................................................... 9-1 9.2无法开启实时摄像功能的问题............................................................................................... 9-2 9.3与加密狗有关的问题............................................................................................................... 9-2 9.4不能正常标定的问题............................................................................................................... 9-2 9.5扫描出现的问题....................................................................................................................... 9-2
9.6摄像头不能连续摄像的问题................................................................................................... 9-3
关于本手册
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上海数造机电科技有限公司2009年1月版
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1引言
1.1 安全措施
请仔细阅读本安全措施；
●电源插座应可靠接地；
●只能使用相同型号的灯泡；
●只有在维修时才能打开扫描头外壳；
●不要用手触摸镜头；
●防止猛烈撞击扫描头，防止摔落；
●三脚架应稳定放置；
●房间温度范围10~35o C，防止剧烈的温度变化；
●不要在有腐蚀性气体的环境下使用设备；
●不要在多尘的环境下使用设备；
●不要在有强烈震动的环境下使用设备；
●不要在强光环境下使用设备；
1.2 关于3DSS三维扫描仪
3DSS系列三维扫描仪是上海数造机电科技有限公司（https://www.wendangku.net/doc/0a751828.html,）研发生产的三维数字化设备，产品又分成单目和双目两大类。
逆向工程，计算机辅助工程（如CAD/CAM）或有限元分析(FEM)经常需要一种有效的坐标扫描设备来对实物进行数字化建模，3DSS（Three Dimentional Sensing System）就是这样一种装置，它能对物体进行高速高密度扫描，输出三维点云供进一步后处理用。3DSS是一种非接触扫描设备，能对任何材料的物体表面进行数字化扫描，如工件、模型、模具、雕塑、人体等，用于逆向工程，工业设计、三维动画、文物数字化等领域。
3DSS的基本原理是：采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。测量时光栅投影装置投影数幅特定编码的结构光到待测物体上，成一定夹角的两个摄像头同步采得相应图象，然后对图象进行解码和相位计算，并利用匹配技术、三角形测量原理,解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。采用这种测量原理，使得对物体进行照相测量成为可能，所谓照相测量，就是类似于照相机对视野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图象，而３DSS三维扫描仪获得的是物体的三维信息。
3DSS系统包含扫描硬件和扫描软件。硬件包括电脑、摄像头、数字光栅发生器、三脚架；扫描软件的操作系统是win2000/XP.，软件对摄像头和光栅发生器进行实时采集和控制，对采集的图象进行软件处理，生成三维点云，并能进行三维显示，输出各种格式（asc, wrl, igs ,stl等）的点云文件，可用Surfacer、Geomagic等软件进行进一步处理。
2扫描控制软件安装指南
3DSS软件可安装在windows/XP（必须安装SP2）或windows2000(必须安装sp4)下运行。系统的USB接口必须是USB2.0驱动，软件运行时应关闭所有杀毒程序和无线网卡，其余占用系统资源的后台程序最好也要关闭，否则会影响图像的实时传输速度，可能会偶尔导致扫描时图像停顿，引起扫描点云上出现条纹状缺失或错误。
3DSS的安装电脑可以是台式机，也可以是笔记本电脑，但除连接鼠标的USB接口外，还应有三个以上的USB2.0接口，CPU必须为P42.8以上或双核1.66以上。系统RAM 500M 以上。电脑必须支持双屏显示。
2.1 扫描控制软件安装步骤
1）拔掉摄像头USB插头和加密狗。
2）运行安装程序（如3dssstdsetup.exe）.
3）按“next”.
4）指定安装目录.
注意: 安装目录必须直接位于任意硬盘的根目录下，如C:／3dssstd, 不要使用长目录名或中文名字，例如c:／programe files／3dsstd是非法的，如果安装在这种目录下，运行时可能会产生不可预料的错误。
5）选择程序管理组名字,可用“3dss”.
6）按“next”,开始安装.
7）输入安装密码: zhaoyibs.
8）按“ok”, 开始拷贝文件. 9）安装结束后, 按“finish”.
10）进入安装目录, 找到相应3dss运行程序(例如3dssstd.exe), 创建桌面快截方式。
11）插上摄像头USB插头，其驱动程序在安装目录下可找到。如C:/3dssstd/ drivers/camera 里，黑白是1302um,彩色是1302uc.
12）插上软件加密狗，其驱动程序在安装目录下可找到，如C:/3dssstd/ drivers/dongle/obj里。13）可以开始扫描
2.2 显卡设置方法
控制扫描仪的计算机必须具有双屏输出功能，一般的笔记本电脑都有这个功能。如果采用台式机，则必须配置双头输出显卡，且两个接口输出的内容必须能不一样，采用视频分频器的方法是不可行的。
2.2.1 windows 2000下的显卡设置方法
未正确设置显卡驱动时，显示属性如下图,只有一个桌面。
只有一个桌面
按此按纽进入到高
级设置
先把扫描仪VGA电缆插到电脑显卡上的第二个VGA接口或DVI接口上（必要时采用VGA-DVI转接头），进入高级设置内,点击Geforce 6200出现如下界面.
应出现”nView显示设置”，如果不连接扫描仪VGA电缆，则不会有此菜单。点
击”nView显示设置”，选择”安装双屏显示(高级)”。
安装双屏显示（高级）
把显卡驱动插入光驱,重新启动电脑即完成双屏设置。
把显示设置成如，第二个显示器设置成1280X1024，增强16位,并选择“将windows 桌面扩展到该显示器”。
应该是1280X1024
2.2.2 window/XP下的显卡设置
设置前要连接扫描仪的VGA接口，“nview display mode”设置成“Dual View”（双屏的意思）。如下图所示，其余设置基本与win2000下相同。
33DSS系统
3.1 系统构成
完整的3DSS系统由如下部分构成：
●微机和显示器
●扫描头：两个摄像头和光栅投影装置
●连接电缆
●标定板
●三角架
3.2 3DSS
3DSS扫描仪是便携式扫描仪，能很便捷地携带到现场，快速安装投入运行。
3.2.1 性能指标
3DSS-STD-II (标准型)3DSS-MINI-II
(精密型)
3DSS-STDC-II
(彩色标准型)
单幅扫描范围
（典型值）
400X300mm200X150mm400X300mm 单幅扫描点数130万130万130万
彩色-- -- 24bits
扫描精度（σ）0．03mm0．02mm0．05mm
操作系统Win2000/XP Win2000/XP Win2000/XP 扫描头重量5Kg3Kg5Kg
单幅扫描时间5秒5秒5秒
输出文件格式ASC,VRML2.0,
igs,stl
ASC,VRML2.0
Igs,stl
ASC，VRML2.0
Igs,stl
单幅测量间距：0.15-0.35mm 测量噪声：0.01mm
3.2.2 扫描头
扫描头由如下几个部分构成（图3.1）： ● 光栅发生器
● 2个摄像头及镜头 ` ● 机架
扫描头后视图
扫描头前视图
图 3.1 扫描头外观（后续产品可能会有不同）
角度可调
VGA 接口
云台 右摄像头 左摄像头
光栅发生器操作面板
光栅发生器焦距调节杆及变焦杆 电源插口
摄像头数据线 六角卡盘
圆柱支架 机身面板
（两个）
3.2.3 如何连接和安装系统
●把扫描头安装到三脚架上。先把六边形卡盘用随机配的内六角螺丝固定到扫
描头圆柱形支架端部，注意螺丝要上紧，六角卡盘的边应与机身面板平行。然后在三脚架稳定撑开放置的前提下，把卡盘卡入三脚架云台的卡座内，锁紧。确认安装稳定后方松手，防止跌落。注意中心是否稳定。
●照图3.2所示用电缆线连接个部件。
1．计算机
a)PC电源插座
b)显卡VGA（或DVI）接口
c)USB接口
2．扫描头
a) 左CCD插口
b) 右CCD插口
c）光栅发生器VGA插口
d) 光栅发生器电源线插口
2c
1a
1b
1c
图 3.2 3DSS-STD线路连接示意图
注意：
1）左右两个摄像头的连接电缆及插口位置有特定要求，左右摄像头的位置不要颠倒即可。
2）对于彩色型扫描仪，左边摄像头是彩色的，但右边仍然是黑白的。
当然，还要连好显示器、鼠标、键盘等。
3.3 软件界面介绍
如图3.3 所示示扫描控制软件的主界面，客户区被固定分成四个区域，其中第一象限是扫描点云显示区；第二象限是参考点管理区；第三象限是左摄像头图象显示区；第四象限是右摄像头图象显示区。
图3.3 扫描控制软件主界面
3.4 系统基本操作 3.
4.1 开机
依上所述连接好所有电缆插头，打开镜头盖，可按如下步骤开机。
a) 打开计算机，启动WINDOWS ; b) 按下光栅发生器电源按钮打开光栅发生器； c) 点击“3DSS ” 快捷方式，启动扫描软件,进入软件界面.
注：异常现象：
左摄像头图象显示区
右摄像头图象显示区
1) 若CCD连接电缆没插好，则会提示“No Camera”,点击后进入界面；
3.4.2 直接控制
点击主菜单“初始化”下的“直接控制”，进入直接控制对话框。
图3.4 直接控制对话框
通过上面的按钮，可以控制扫描头作相应的动作。
按钮可以打开或关闭投影灯；
其余的按钮
依次是不同模式，扫描时会自动投影到物体上。再此可以点击任意一个按钮投影其中的一个，供检查或实验之用。
3.4.3 打开摄像功能
在主菜单-- “工具”子菜单里，有“CCD控制”二级菜单，点击其中的“拍摄”菜单项或直接点击工具条中的，即可开启实时摄像显示功能，在左右摄像头对应的视图窗口内，动态显示各自的拍摄内容。
3.4.4 关闭摄像功能
点击“CCD控制”的“取消拍摄”或直接点击工具条中的，即关闭摄像功能。注意在退出3dss程序前必须关闭摄像，否则再次进入后无法开启实时摄像显示功能。