第3章：使用3D机器视觉参考设计
基于DLP技术和工业相机的精确点云生成系统
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3.1
相机标定板生成
1
启动程序：
运行3D机器视觉参考设计程序
2
生成标定板：
选择菜单选项"1"生成相机标定板并输入特征测量值
3
打印标定板：
将生成的标定板图像打印出来，尺寸约为投影区域的一半
4
固定标定板：
将打印的标定板贴在比投影区域更大的平整白色表面上
5
测量标定板：
测量标定板的高度和宽度，输入到命令行中
重要提示：
标定板测量时使用的单位将决定生成点云的单位
3.2
相机标定程序
1
连接设备：
相机GPIO输出触发连接到投影仪输入触发
Point Grey Flea3相机连接到PC的USB 3.0端口
LightCrafter 4500连接到PC的USB 2.0端口
2
空间定位：
确保相机和投影仪之间有足够距离，形成20-45度角
3
启动标定：
选择菜单选项"4"开始相机标定
4
调整曝光：
调小光圈，最小化眩光，确保投影区域对焦并锁定光圈和焦点
5
采集图像：
在不同角度和位置捕获10张标定板图像（按空格键）
关键要点：
重投影误差应低于2（理想情况下为0）
标定完成后不要改变相机光圈或焦点
标定过程中可以移动相机
3.3
投影仪准备
1
准备投影仪：
选择菜单选项"2"为DLP LightCrafter 4500准备标定图像和结构光模式
2
系统准备：
每次运行程序时选择选项"3"准备系统进行标定和扫描
注意：
每个投影仪只需要准备一次（选项2），但每次运行程序都需要系统准备（选项3）
3.4
投影仪和系统标定程序
1
启动标定：
选择菜单选项"5"开始系统标定
2
标定选择：
输入"0"更新相机外参（空间位置）
输入"1"完全更新相机标定
3
投影标定板：
投影仪显示标定板，调整相机位置使投影标定板在视野中心
4
捕获图像：
在10个不同角度和位置捕获投影标定板图像，避免眩光
特点：
每次按空格键捕获三种模式：纯白、黑白棋盘、纯黑
投影标定板应比相机标定板大但完全落在标定表面上
在所有3个轴上旋转背景角度
3.5
标定验证
1
扫描平面：
选择菜单选项"6"扫描平整的白色表面
2
检查深度图：
输出的深度图应该看起来像平整表面，密度充足
3
验证点云：
在MeshLab中打开点云文件检查准确性
问题诊断：
深度图缺失大量点 → 检查相机/投影仪同步
点云扭曲变形 → 重新标定，注意标定板靠近相机框边缘
3.6
扫描物体
1
放置物体：
将要扫描的物体放在相机和投影仪的视野中
2
执行扫描：
运行程序并选择选项"6"执行扫描
3
查看结果：
扫描完成后打开深度图，点云文件保存在../output/scan/目录中
输出文件：
生成的XYZ点云文件可以在MeshLab中查看和进一步处理
📋 生成标定板
打印并测量标定板
→
📷 相机标定
采集10张不同角度图像
→
🔧 投影仪准备
加载标定和扫描模式
→
⚙️ 系统标定
标定投影仪和相机系统
→
✅ 验证标定
扫描平面验证精度
→
🎯 扫描物体
生成3D点云数据