三維掃描學習目錄
一、理論基礎
二、邊緣定位（原理）
2. 邊緣細定位邊緣（求解普遍亞像素邊緣）
3. 針對圓型標志點曲率濾波
三、求解標志點圓心
4. 三種基於矩的亞像素級邊緣定位方法分析（邊緣模型一般參數求解，目的:求圓心坐標）
5. 一種基於矩的橢圓目標的亞像素級邊緣定位方法（具體到怎么求解圓形標志點圓心坐標）
四、 因為相機本身的畸變原因，需要進行相機標定保證掃描結果的准確性
6. 相機的標定（一）參考坐標系簡介（相機坐標系轉換關系）
7. 相機的標定（二）相機的針孔模型（圖像到世界坐標系轉換公式）
8. 固定參數標定（理論基礎，求解圖像到世界坐標系轉換公式參數）
9. 可變參數標定（理論基礎，求解圖像到世界坐標系轉換公式參數）
基於兩個相同圓的相機標定（實際應用，需要用到之前求出的圓心半徑，以及坐標轉換參數）
經過上述計算，得到的掃描點精度更高，接近真實值
一、逆向工程建模
傳統產品開發正向設計:包括功能描述,概念設計,定制工藝流程,物體加工,產品檢測.按照實物的樣本,利用數字化技術重新構建模型,這種開發模式稱為逆向工程(RE, reverse engineering),逆向工程就是將實物轉化為CAD模型的過程。
逆向工程包括：實物幾何外形數字化，CAD模型重建，產品或模具制造。
常用逆向軟件：Imageware, Poltworks, Geomagic, ICEMSurf, RE-Sof, copyCAD。
1.實物幾何外形數字化
獲取目標表面三維信息，通常是通過三維掃描儀或其他測量系統對物體表面測量得到三維數據，並將這些離散的數據稱為“點雲”，點雲是逆向工程中的原始數據，也是CAD建模的數據來源。
2.CAD模型重建
利用得到的三維數據進行模型曲面重構，重構的模型用於快速成型和數控系統加工。常用的曲面重構方法：函數曲面擬合，矩形域參數曲面擬合，三角面片曲面等。
二、影響精度的因素
1. 內部誤差
儀器誤差,激光測量距離的誤差,掃描角度引起的誤差,測量儀器的分辨率,與掃描儀的連接誤差,激光光束偏轉引起的誤差,內外置相機標定和聚焦能力對構建模型的影響誤差等.
2. 外部誤差
被測物體表面顏色，工件表面傾斜度，操作誤差，與環境有關的誤差，圓心定位不准確等。
三、三維掃描的幾種掃描原理
1. 三坐標測量
三坐標測量儀由三個相互垂直的測量軸和各自長度測量系統組成，還包括測頭系統，控制系統，數據采集，計算系統和計算系統。固定測量件的位置，使傳感器隨着機器移動，這樣可以瞄准測量物體的每一點，瞄准時通過傳感器返回世界坐標數據。
2．投影光柵法
投影裝置設置有特定編碼的結構光，不同類型的結構光分別投射到被測物體上。攝像頭1和攝像頭2存在固定夾角，同時獲得圖像數據，對圖像數據進行解碼和相位運算得到相機坐標系內的三坐標。光柵投影的原理是通過結構光變形得到物體的表面信息。
3 激光三角法
三維激光掃描儀由五部分組成，包括激光器，會聚透鏡，被測表面，接收透鏡，光電探測器。
激光器發射光線通過會聚透鏡形成垂直光，激光傳感器到基准面的距離固定，固定光電探測器到接收透鏡的距離和角度，利用漫反射光到接收透鏡的三角形相似，進而可以求出H的距離。
角Θ為激光器和接收透鏡主軸之間的夾角，在調整好設備的情況下為已知固定值。
由於三角法需要Θ計算H，並且光電傳感器有一定的長度限制，要能夠在光電探測器成像必須滿足tan(a) = K*tan(Θ),其中K被稱為放大系數。
4 三種掃描方法對比
| 掃描方法 |
精度 |
成本 |
掃描范圍 |
| 接觸式三坐標測量儀 |
高 |
高 |
小，無法掃描軟物體 |
| 投影光柵掃描儀 |
低 |
低 |
很大，對反射光極敏感 |
| 激光掃描儀 |
中 |
低 |
大 |