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操作流程指导书(总28页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以依据需求调整适宜字体及大小--3逆向扫描与三维建模实训指导书XXXXX20235任务一：三坐标扫描仪与扫描系统的生疏一、试验目的1、了解并娴熟把握三坐标扫描仪的使用方法和测量原理；2、娴熟使用WIN3DD扫描系统进展模型扫描以及简洁点云处理；3、把握扫描仪安装调试方法以及标定方法；二、试验设备1、WIN3DD三维扫描仪；2、WIN3DD三维扫描系统；三、试验内容及步骤1、生疏三维扫描仪的硬件组成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。如下图：Win3DD硬件系统构造扫描头描头调整和定位。使用方法如下：1、调整云台旋钮可使扫描头进展多角度转向；2、调整三脚架旋钮可对扫描头凹凸进展调整；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2、标定过程简述后，必需进展标定，操作方法如下：4WIN3DD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；○取出标定板,放至扫描仪扫描区域；度来调整亮度，并观看相机实时显示区，得到满足的图像质量；〔如下图〕。十字叉。将标定板放置在视场中心，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；○调整标定板：依据界面左上角的标定指示操作，开头标定。留意：每一步骤中，都需观看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〔提取成功的点呈现绿色〕才能进展标定操作；统提示进展重标定；3、WIN3DD扫描系统的操作1操作界面5点云操作-工具栏扫描治理-工具栏2常用操作命令使用说明用于单帧工件扫描。扫描标定切换：主要用于扫描视图与标定视图的相互转换。用于对相机的曝光进展调整。视图切换：分别对视图进展多方位显示，即分别获得从这 三维点云数据的视觉效果。对所选矩形区域的数据进展放大显示，便于观看。旋转：对三维场景中的三维点云进展旋转，便于从各个角度观看。平移：对三维场景中的三维点云进展平移，在放大点云观看其某个部分的时候，这一命令能常被用到。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。与相关选择工具协作使用。撤销全部已选择数据，即全部不选。四、试验留意事项1、使用扫描仪时，应留意：避开扫描系统发生碰撞，造成不必要的硬件系统损坏或影响扫描数据质量；2、制止碰触相机镜头和光栅投射器镜头；63、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，避开弄脏；5、开机是应先翻开扫描仪开关，后翻开 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；7810任务二：逆向工程技术软件的认知一、试验目的1、生疏专用逆向工程技术软件 GeomagicStudio 以及GeomagicDesign的主要功能、应用界面；2、了解并把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、试验设备1、计算机一台；2、WIN3DD扫描系统以及逆向工程技术软件 GeomagicStudio GeomagicDesign三、试验内容及步骤1、建扫描工程工程具体操作方法：○连接好扫描仪后，双击翻开 WIN3DD扫描系统；○点击左上方“建工程”选项，系统弹出建工程视图窗口；描；2、保存输出扫描完成后的点云数据具体操作方法：○数据扫描完成后，点击保存；○系统弹出文件保存名目窗口，选择保存位置，设置文件名称；○点击保存类型，选择“txt件保存成功；3、导入扫描完成后的点云数据到GeomagicStudio中进展点云封装处理具体操作方法：○双击翻开GeomagicStudio 软件，系统弹出如下图界面对导；○点击导入，系统弹出选择文件窗口；○找到需要处理的文件位置，点击翻开，系统即可导入“ “txt”格式点云数据文件；4、保存输出封装后的模型文件具体操作方法：○模型封装处理完成后，点击“保存”系统弹出如以下图对话框；○选择文件保存位置，将保存类型设置为“ stl”，文件保存成功；5stlGeomagicDesign具体操作方法：○双击翻开GeomagicDesign 软件，系统弹出如下图界面对导；○点击导入，系统弹出选择文件窗口；○找到需要逆向建模的文件位置，点击翻开，系统即可导入 stl格式数据文件；6、逆向建模实体模型的输出与保存具体操作方法：1假设保存GeomagicDesign 格式文件，可直接点击菜单，保存，选择保位置，即可保存xrl格式文件，便利下次翻开编辑；2假设保存stp格式，可点击输出，选择保存类型为 stp，选择实体模型选择保存位置，点击确认即可；3选择传输模式，即可依据要求保存；五、试验留意事项1、无论是导入模型数据文件还是输出模型数据文件，都应当留意选择文件类型，保存正确的文件格式，便利下一步的操作13162、留意“导入文件”与“翻开文件”的区分，导入文件即为导入原始的文件；任务三：模型点云数据采集一、试验目的1、通过三维扫描仪对产品进展扫描，独立完成对模型的外观点云数据采集,得到模型的外观点云数据；2、娴熟了解模型扫描拼接原理，了解并把握不同类型模型的相应扫描方法；二、试验设备1、WIN3DD三维扫描仪；2、WIN3DD扫描系统；3、转盘、显像剂、标志点、垫块、橡皮泥等关心物品；a显像剂 b标记点 c垫块d垫布 扫描时常用器具三、试验内容及步骤〔一〕模型前期喷粉贴点处理——以汽车后视镜为例1、喷粉有些物体外表扫描是比较困难的。例如半透亮材料〔玻璃制品、玉洒过多，会造成物体厚度叠加，对扫描精度造成影响。2、粘贴标志点标志点。标志点粘贴方法如下：1、标志点要尽量贴在工件的平面区域或曲率较小的曲面，且距离工件边界较远一些；2、标志点不要贴在一条直线上，尽量要不对称粘贴；3、公共标志点至少为3有些标志点不能正确识别，因而建议用完可能多的标志点，建议一般在5～74、标志点应使相机在尽可能多的角度可以同时看到；5、粘贴的标志点要保证扫描策略的顺当实施，并使标志点在长度、宽度、高度方向均应合理分布；6、对于局部构造简单，无法粘贴标志点的物体，可以将标志点粘贴至转盘上，接住转盘进展扫描；〔二〕模型点云数据采集〔扫描〕1WIN3DD扫描系统中建工程工程〔参照任务二〕；2、将模型放至转盘上，利用橡皮泥、垫块等关心支撑物体选择适宜的角度进展拼接扫描；扫描系统要求在本次扫描中，至少能摄取到 3个在之前扫描时提取出的标志点。同时要求这3个标志点尽可能不共线，且不对称 构成等边或等腰三角形)；制定。针对一个被扫描工件，首先依据其大小、外形、简单程度推断大致需要扫描的次数，以及扫描的次序；下面分三种状况予以介绍：策略一：被扫描工件大小在扫描系统单帧扫描范围内。在这种状况志点均有至少3策略二：被扫描工件大小超出扫描系统的单帧扫描范围，但不超过 2超出〕在这种状况下，第一次扫描应从可得到最多标志点的工件中部开头。策略三：上述两个策略中，标志点均粘贴在工件上，这两个策略的优点是被扫描工件可以随便移动或转动，但带来的缺点是粘贴标志点时粘贴标志处会产生较多的环形空洞〔由于标志点外围是黑色，扫描系统将不会产生扫描数据点〕。然而，在实际扫描中，假设工件不易搬动，我们也可以使用关心装置。例如将被扫描工件放置在转台装置上。标志点可以粘贴在被扫描工件四周的转台外表上，这种粘贴方法可以有效削减工件外表的标志点数量，使扫描数据尽可能少地产生空洞。但这种策略不允许被扫描工件与转台有任何的相位位移，否则会造成拼接误差增大，甚至导致扫描工程失败。〔三〕点云数据的简洁处理、保存模型数据采集完毕后，可利用 WIN3DD扫描系统中的点云操作选项对模型外围杂点数据进展删除，便于下一步的封装处理具体操作步骤如下：○将模型旋转至适宜角度，点击矩形选择；○被选中点云变成红色，点击删除即可；○点击精简可精简点云模型数据量；的数据进展处理；○点云数据处理完成后依据格式要求保存文件〔参考任务二〕；五、试验留意事项1WIN3DD扫描系统中建工程工程时，工程名称应为中文，数字或者英文字符，不行消灭相关符号；2、喷粉时应与模型保持适当距离晃动喷粉，使模型外表显像剂喷涂均匀，可削减扫描误差；3、扫描过程中避开扫描系统震惊，同时被扫描工件也必需静止状态；4、扫描时外部环境光线不要太强，暗室操作效果最好；5、对于简洁变形的工件，可以通过云台移动扫描头或移动扫描系统进展扫描：6、扫描时十字尽量投在被扫描工件上：7、扫描时，依据实际需要可通过云台确定扫描头的位置或角度：8、扫描系统具有仿生学视觉特点，为顺当完成扫描工作，扫描人员可以站在扫描头的位置推断能否看到需要提取的标志点，假设不能请准时调整被扫描工件的摆放角度。任务四：三维CAD模型的重构一、试验目的1、娴熟操作并把握扫描点云数据的后序处理；2、把握并娴熟使用逆向三维建模软件；二、试验设备1、GeomagicStudio 、Geomagicdesign 逆向建模操作软件；三、试验内容与试验步骤1、将点云数据导入 GeomagicStudio 软件中〔参考任务二〕2、设置着色，设置旋转中心○点击着色——着色点，渲染一下，以便观看操作3、手动去除多余杂点并削减噪音点1特征等命令使模型光顺，便于下一步的逆向建模；4、封装处理○点击封装，点云数据即可自动封装处理5、模型缺陷填补、外表光顺的操作1特征等命令使模型光顺，便于下一步的逆向建模；6、导出stl模型〔参考任务二〕7、将stl格式模型数据导入 Geomagicdesign 中〔参考任务二〕8、划分领域1点击领域——自动分割——设置划分领域参数，即可自动进展领域分割9、对齐坐标系对齐方法1伸面，即为两个相互垂直的面。2点击手动对齐，选择对齐方式，选择相对应的坐标基准位置〔x-y-z对齐还是3-2-1对齐都要选择下面对象中的坐标系〕。3预览无误后点击确认即可；、依据模型的面片数据进展逆向建模、实体模型的导出〔参考任务二〕四、试验留意事项1、点云数据处理质量好坏将会影响逆向建模过程，所以必需保证封装后文件模型数据光滑平坦；2、在Geomagicdesign 模中擅长使用预览方式更改参数，找到最适宜的建模数据参数，提高模型精准度；3、stl格式模型初始导入Geomagicdesign 使用面片的优化命令使面片更加光滑，便于领域的划分；4、逆向建模时要留意使用面片草图、 3D面片草图，并转换为根本参照，可提高建模精度；任务五：实例模型的扫描方法简述类型一：扁平状物体〔一〕代表物品汽车外门把手〔二〕贴点1、拼接点：较宽面至少四个标志点设为拼接点2、关心拼接点：转盘正反面标志点〔三〕扫描方法1、将模型较宽且相对的两面贴点〔至少四个〕；2、将转盘正反两面均贴上分布不规章的标志点；3、将模型较窄一面着底，用橡皮泥或垫块固定立于转盘上，帖标志点最多面正对相机进展第一次扫描；4、转动转台，共扫描四次；5、翻转转台，翻转模型，方法同上扫描另一面，共四次；6、选择多余点云删除、保存为“acstxt〔四〕方法优点1、借用转盘关心标志点，避开因扫描过程中消灭标志点过少而影响扫描速度；2、扫描过程中模型紧固，只用转动转台，便利操作，节约时间；3、扫描次序、方位明确，不会消灭模型局部特征漏扫，重复扫等现象；4、对于塑料件而言，可削减扫描过程中的微小变形，减小误差；〔五〕留意事项1、物体肯定要紧固，避开振动；2、对于构造面简洁模型应避开多扫〔 eg：扳手〕，否则简洁错面；3、对于对称构造模型，应留意贴点时避开对称，且翻转面时留意，不要弄混；利用转台正面关心点扫描利用转台反面关心点扫描类型二：构造细小、简单，且完整面较小、较少。没有地方贴点或贴点处较少〔一〕代表物品安全锤〔二〕扫描方法1、对于狭长类物体，可对一面进展贴点，贴点时留意尽量避开点在同始终线，且正反两面都能扫到，利用转盘正反两面进展扫描2、对于较小类模型，可利用转盘面上点，用橡皮泥把构造特征简洁处固定，围绕旋转一周进展扫描，翻转物体再次扫描3、对于较为简单物体，可以正反左右四周扫描各一次后在 studio里面全局注册进展拼合〔三〕留意事项1、此类物保护点时应当留意，找到有特征的地方分布贴点，且镜头能稳定照上，避开扫描过程中错面2、尽量少扫，由于贴点较少，转盘面有较多点，简洁产生错面等现象3、帖点时对于微小特征四周，或者曲率较大特征四周也尽量贴点，可减小此处错面的几率类型三：体类〔类六面体〕〔一〕代表物品鼠标、后视镜〔二〕贴点拼接点：在两个较大的相对面和一个侧面进展贴点。eg：洗衣液瓶，两个正面贴点、底面贴点做拼接面〔三〕扫描方法〔先整体、后局部〕1、贴点：选取两个相对面〔对称〕帖标志点、选取两面之间较为平坦面贴标志点作为拼接点；2、扫描拼接：将模型角度调好，将拼接面和一个正面正对相机、保证第一帧扫描能将两面点扫上。然后翻转模型，将拼接面与另一面拼接。经过两帧扫描，模型整体轮廓消灭；3、扫描细节：以两个面各为扫描基准面，分别以面为基准扫描旋转一周，猎取细节点云；4、保存：将多余杂点删除，将文件保存为 tex格式；〔四〕方法优点1、思路明确、扫描有序，不会消灭漏扫、重复扫等状况；2、可通过垫块、橡皮泥等准时调整角度，保证局部凸出或凹进特征得以扫描；3、适用于大局部体类物品，模型放置较稳，贴点少，可削减扫描中消灭的错面状况；〔五〕留意事项1、贴点时拼接面点至少为五个，便于拼接；2、两个