ATOS扫描头的标定方法-德国ATOS扫描抄数检测技术-东莞ATOS抄数检测服务

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ATOS扫描头的标定方法

ATOS扫描进行三维数据定标和配准的方法有两种:


一是通过ATOS扫描头的硬件标定和软件标定(即将经过高精度定标、已知形状与尺寸的标定板放在相机前,从多个角度获取多视点数据以及它们之间的原始变换关系)进行数据间的配准计算;


二是通过在两片获取点云数据的重叠区域布置公共固定参考点(即在扫描实物上贴白圈黑点或黑圈白点等),ATOS扫描通过对这些固定参考点的坐标进行转换统一,对三维数据进行配准计算,最终实现两片点云数据的拼合。

(1)系统硬件的标定在开始扫描前,ATOS扫描应根据被扫描零件的尺寸或扫描分辨率的要求,选择相应的镜头测量范围,它将决定测量距离和扫描头所采用的镜头规格(每种镜头规格都有与之配对的一块标定板或十字架)。本实验选用ATOSⅡ400扫描头,测量范围350×280×280(IW113),CCD标准测量距离750mm,左、右CCD数码相机的镜头焦距为17mm,投射镜头焦距为12mm。

标定步骤如下:

①进入硬件标定:在ATOS软件的“View-PtojectMode”ATOS扫描中进入“Sensor-SensorSetup”(镜头设置),打开相机图像,打开投影光源,投射出中间带十字的光栅,将一张白纸放在标准测量距离(即750mm)位置处。

②调整投影光源镜头:完全打开镜头光圈并锁紧,调整投影光源镜头的焦距,使十字光标在白纸上显示最清楚,然后锁紧投影光源镜头。

③调整相机夹角:ATOS扫描首先大致调整相机镜头焦距,使相机图像可看到十字光标,ATOS扫描调整相机角度使投影的十字光标的竖线与镜头中的红色十字竖线对齐,左、右CCD镜头的光标均与黑色十字线的竖线重合(见图3)。

ATOS扫描头的标定方法

④相机镜头对焦:将打印有字体的纸放置在扫描头的标准测量距离位置处,ATOS扫描关闭投影光源,将相机镜头的光圈尽量完全打开(但相机图像不应过亮),ATOS扫描调整相机镜头的焦距并锁紧镜头。

⑤设定相机镜头的光圈:打开投影光源,将曝光时间设为0.04ms,减小镜头光圈直至相机图像不过亮(图像中无红色显示),尽量减小光圈使测量景深加大,两个相机镜头的光圈应一致。可在相机图像栏中用鼠标右键菜单切换显示模式到“Color”,左、右CCD镜头的亮度一致,调至黄绿色为佳(见图4)。完成系统的硬件标定后,选择“Sensor-CloseSen-sor”退出。

ATOS扫描头的标定方法

(2)系统软件的标定

①进入软件标定:在ATOS软件的“View-PtojectMode”ATOS扫描中进入“Sensor-Calibration-Calibration”(标定),选择正确的标定板(本实验选用350×280(mnt)标定板)。

②选取“Instructions”(向导)作为标定模式,选用标定板,添加标定板规格(350×280,210.043mm),输入左、右CCD镜头焦距规格(17mm),检查标定参数,按“Finish”ATOS扫描开始标定。

③打开投射光,按照图5左上角的标定板向导的指示开始图6所示的标定程序操作步骤:

ATOS扫描头的标定方法

ATOS扫描头的标定方法

a.ATOS扫描将标定板按标定板向导中的指示(见图6a)摆放,ATOS扫描打开自动调光度值,按“Snap”,完成第一幅图的标定。

b.下降扫描头(见图6b),使标定板中5个大参考点可在左、右CCD镜头中同时看到(注意左CCD镜头中红色竖线在标定板中的位置),按“Snap”,完成第二幅图的标定。

c.上升扫描头(见图6c),按“Snap”,完成第三幅图的标定。

d.下降扫描头至第一幅图标定时的高度,抬高标定板远处一侧约400角(见图6d),按“Snap”,完成第四幅图的标定。

e.转动标定板1800,仍抬高标定板远处一侧约400角(见图6e),按“Snap”,完成第五幅图的标定。

f.标定左CCD镜头:ATOS扫描抬高标定板右侧一处约400角,依次按顺时针方向旋转标定板900(见图6f~6i),按“Snap”,分别完成第六、七、八、九幅图的标定。

g.标定右CCD镜头:抬高标定板左侧一处约400角,依次按顺时针方向旋转标定板90。(见图6j~6m),按“Snap”,分别完成第十、十一、十二、十三幅图的标定。

h.选“Compute”项计算出软件标定结果(见图7),ATOS扫描结果小于0.04像素,完成软件标定。

ATOS扫描头的标定方法


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