桌面级3D扫描仪的设计与实现

计划提高速度和精度，可更换更高级的激光器以及微处理器及摄头。

5 技术说明及适用范围

本设计中，转盘的承重不大于3公斤，理论上可扫描物体重量在此范围内的物体，并且物体的体积小于20*20厘米。为达到较好的扫描效果，转盘转速设在5分钟/圈为宜，传感器垂直距离转盘约为50厘米。

本设计属于桌面级3D扫描仪，不能和工业级扫描仪相提并论，并不适合扫不规则复杂物体，只有扫描接近规范几何体的物体，效果才会比较理想，扫描质量跟物体、环境、光线都有很大关系，所以推荐上位机软件中亮度值100-150左右的扫描环境为宜。

难以扫描的物体包括透明物体（玻璃、有机塑料等）、发光或强反光物体、非常暗及表面模糊物体（毛绒材质）。扫描范例如图9所示。

6 结语

本论文的基本工作是在个人无需完全掌握3D扫描仪算法原理的情况下，也可以设计并制作一套上手易、成本低且精度较高的桌面级3D扫描仪。

扫描仪虽然最终得以实现预期效果，但还有两点需要改进：第一点是扫描速度，过快会导致精度降低过慢又会导致效率低下，日后计划再增加一激光器同时逐步提高电机转动速度；第二点是每次扫描前需要根据当前场景重新标定，这就不可避免地造成重复劳动，计划下一步将不同场景标定数据进行统计并做成属性文件，如此可根据不同环境光背景直接调用已有的标定数据。

7 致谢

本课题研究得到了北京信息科技大学勤信学者支持计划（QXTCP A201701）和2018年北京信息科技大学人才培养质量提高经费（5111823205）支持，在此表示感谢。

参考文献

[1]董秀军.三维激光扫描技术及其工程应用研究[D].成都理工大学，2007.

[2]徐俊峰.激光三角法测距系统[D].长春理工大学，2012.

[3]赵洪河，陆宏谦.基于Arduino的步进电机分析与设计[J].智能机器人，6：42-45，2016.

[4]郭连朋，陈向，宁刘彬.Kinect传感器的彩色和深度相机标定[J].中国图像图形学报，7：23-26，2014.

[5]张曦，黄亮，徐洋，郭冬霄.基于MATLAB中calibration toolbox的相机标定应用研究[J].微型机与应用，8：7-13，2011.

[6]李健，史进.一种基于OpenCV的三维重建实现方案[J].计算机与信息技术，2：3-7，2008.

[7]朱梦楠.三维扫描中激光光条中心提取精度的研究[D].西北农林科技大学，2017.

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