CPC 使用说明
北京博维恒信科技发展有限公司
3D Camega.Co.,Ltd
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第一章 CPC控制程序
CPC控制程序界面介绍：
菜单 预览视图控制面板 信息区
图1-1
CPC控制程序主框架
CPC控制程序主界面主要分为四大区域，上边是菜单，左边是控制面板，中间是预览视图区，下边是信息区。控制面板主要分为系统控制面板和转台控制面板。如下图。
图1-2系统控制面板
图1-3 转台控制面板
相接连接处可以任意勾选两个相机，类似于“00013840”和“00011925”是两相机的内置编号，具有唯一性。勾选两个相机可以选择性地查看某个相机的预览视图或者进行特定相机的拍摄单幅照片。连续拍照可以同时获取两个相机的一组特定照片。
图1-4 系统设置
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图1-5 相机参数
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系统设置
点击系统设置可弹出图1-4所示对话框。时间补偿有两个，时间单位为ms（如无特殊提示，默认时间单位为ms）。第一个时间补偿为投影时间补偿，第二个时间补偿为系统补偿。视电脑配备和运行状态不同两值有所不同。适当设置好这两个值可以在保证拍出好的质量的前提下又获得时间上的节省。（注意：在电脑配置较高时系统补偿必须大于相机的曝光参数，通常大于20ms即可）
视图大小可以调节相机预览视图区的大小。视各自显示器大小可设置合理大小的视图区域。
勾选基准线可以在相机预览视图看到外加的准心线和相机编号等信息。
偏移调整可以控制投影中心线两边的偏移线的偏移量，在不同视场内理论上可以利用它得到更为精准的视角中心位置。
灰度采集区间可以设置一定的灰度范围。由于在现实测量环境中很难人工制造完全黑暗的条件，而且过亮的环境会影响正常灰度分布，所以取值一定范围的灰度区间便于得到更精确的数据。 相机参数
点击相机参数可以分别设置两个相机的各个必要参数。（对于黑白相机而言，红绿蓝增益的作用等同于曝光参数）。曝光参数可以调节相机的拍出的图像的亮度。设置好后点击“生效”即可应用生效。
在初次使用CPC时，左右相机具有随机性，如果发现左右相机反了，在这里点击“相机交换”即可得到正确的相机顺序。重启程序后，相机就会保持这种顺序。 光源检测
投影灰度的理论值与实际灰度值有差异性，而且相机采集得到的灰度就更会加大这种差
异。于是，我们可以在这里做光源补偿以使投影灰度与相信采集到的灰度保持一致。（详细操作后面另作说明）
图1-6 光源检测
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使用流程图：
设备组装及连线 视场选取、光圈调整、光源补偿 相机标定 视角位置调节与转台标定 被测物体合理贴标志点 三维测量 后期处理 图1-7 使用流程图
转台拼接 标志点拼接
图1-8
显示设置
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1、设备组装及连线 此阶段为第一步骤，总共有几个要点：
1整套设备由四部分组成：一台电脑，两台相机，一台专用投影仪，转台（及控制盒）○。
电脑与其它所有设备进行连接。两台相机以USB接口接入电脑，一台投影仪以VGA接口接入电脑，转台控制盒以USB接口接入电脑（控制盒另一端接上转台）。
2完成○1后，如是第一次使用，会弹出相应硬件驱动安装的提示，根据提示安装驱动。○ 3确认第二屏幕（扩展桌面）已经启用，并设置分辨率为1024×768。○（桌面上点右键
－>属性－>设置，确认如图1-8所示）
1中，注：在○投影仪与电脑的连接在硬件条件允许的情况下是直接以VGA接口接入，但在常规台式电脑上，一般只有一个用来连接显示器的VGA接口，这时需要另外一个显卡来提供一个VGA接口，也可以利用V2U转换卡将VGA接口转换成USB接口。对于笔记本，通常提供了我们多余的VGA接口，可直接接上投影仪。
2、视场选取、光圈调整、光源补偿 在条件允许的情况下找一面石灰白墙（不会产生镜面反光），或者一块白板。根据视场大小让投影仪投出清晰图形，调整相机角度，让相机中线与投影中线重合，最重要的是尽量
让相机视图内全部都是投影仪投放内容（如果发现左右相机位置不对，则点击“相机交换”，重启控制程序）。参考图1-9、图1-10。
图1-9 投影图形
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图1-10 CPC控制程序
视角调好后调整光圈（当视场改变较大的时候，有必要调整下光圈，其它时候大可不必调整）。打开CPC控制软件，点击“光源检”弹出如图1-11所示对话框。
图1-11 光源检测对话框
左上角的滑动块可调节相机的采集区域大小，滑动块下方矩形颜色为当前投影灰度，数值为其量化表示，黄色矩形框表示滑动块标示的采集区域。
图1-12 光圈调整
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选择“光圈调整”点击“开始”右边显示出当前两个相机采集到的灰度，数值为量化表示，蓝色部分为图形化表示，这时“开始”变为“暂停”。
在投影灰度为250的情况下，调整两相机光圈至采集灰度值为160~200之间，两相调整到一致。待相机光圈调整完成后，点击“暂停”。（如果这时不点击暂停而直接关掉此对话框则可能导致相机出错）
光圈调整完成后即可进行光源检测和光源校正。光源检测可以查看到投影灰度与采集灰度的分布曲线，光源校正的目的是让投影灰度与采集灰度在有效范围内保持一致。通常情况下，先做光源检测再做光源校正，在没有做光源检测前，不要做光源校正。过程如下图所示：
图1-13 光源检测
图1-14 光源校正
光源检测：选择“光源检测”，点击“开始”。待投影灰度达到255后完成光源检测。 光源校正：选择“光源校正”，点击“开始”。待投影灰度达到255后完成光源校正。
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图1-15 标定块
3、相机标定 根据你所选择的视场，选择适当的标定块。如图1-15所示，注意标定过程中标定块的正确摆放方向。
先将标定块放置稳定，尽量靠后倾斜出一定角度（便于标定出立体空间）。打开CPC控制软件和winmoire，观察CPC控制软件里的预览，让标定块处于两相机视图中间。切换到winmoire，在菜单“Cal/Align”下点击“LR Cal”，弹出如下图所示对话框。
图1-16 LR Cal
点击“Ok”，待右上角出现正确的标定结果即完成标定。
图1-17 已经被识别的标定版
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图1-18 标定板被识别的结果
4、三维测量前的准备工作 三维测量过程中很少能一次性获取整个物体的三维数据，这时就要对物体进行多角度多方位的测量，在得到多个测量结果后，可以将多个测量结果拼接成一个整体。拼接可以分为手动拼接和自动拼接。手动拼接相对简单一些，但操作繁多，且精度难以保证。自动拼接则能做到将多个测量结果精确定位。
自动拼接又分为转台拼接和标志点拼接。根据拍摄物体特征，选择不同的拼接方法，随之做不同的准备工作。两方法可灵活选择或者配合使用。
注：转台拼接适合于大小适中，外表面无复杂构造，有较规则中心轴的物体。标志点拼接则适合于形体较大，表面构造较多的物体。
图1-19 标定块
图1-20 Machine Param
图1-21 Cal Align
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转台标定
根据选取的视场大小，选择合适的转台标定板置于转台上，将CPC的转台位置置零。在winmoire中选择菜单“Param”下的“Machine Param”，弹出如下图1-20所示对话框，将“Machine Type”取值为5。再选择菜单“Cal/Align”下的“Camera Table Align”，弹出如上图1-21所示对话框，点击“Calc Param”即可自动完成标定过程。待得出正确标定结果（如图1-22、1-23）后即完成转台标定，但这时候注意务必避免破坏两相机与转台这三者的相对位置关系。
图1-22 被识别的转台标定块
图1-23 正确识别的结果
合理贴标志点
在winmoire中点菜单“Param”下的“Machine Param”，将“Machine Type”取值为1。 在物体适当位置贴标志点。贴点需要注意几点：1、所贴的三个点之间尽量不要形成等腰三角形，更不可以形成等边三角形；2、贴点位置尽量贴在物体平整的位置；3、在物体表面曲率较大的位置尽量多贴点，曲率小的位置可以适当少贴；4、贴点务必贴牢。
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第二章 三维图像获取和后处理
1 winmoire软件
winmoire主要功能是对采集的二维图像进行显示、编辑处理，并反求出三维点云数据，并能对三维数据进行可视化和简单的计算。 1.1 菜单说明
如图2-1所示，反求程序模块分成四大区域：左上为二维图像浏览处理区、左下为信息诊断区、右上为消息区、右下为三维浏览区。程序的菜单主要分成两大块：主菜单和三维浏览菜单。
系统消息区 二维图像浏览三维图像浏览区 信息诊断区 图2-1：反求程序界面
【主菜单】是系统的主要控制菜单。 如图2-2所示，主要有如下子菜单：【File】【Scan】、【Datum】、【Analysis】、【Param】、、【Cal/Align】、【Test】、【Window】。
图2-2：反求程序主菜单
【File】菜单 如下图2-3所示。它有如下子菜单。
【New】 新建一个“*.IN”文件。 【Open】 打开一个已有的“*.IN”文件。 【Save】 将文件另外保存为其它名称。 图2-3：File菜单
注意：File文件菜单中操作的都是“*.IN”文件，同时程序会自动生成“*.OUT”“*.XYZ”、、“*.LIN”、“*.BMP”等文件。后两种是配属文件，只要特定情况下才有。
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【Delete】 删除文件。 【Exit】 退出程序。 北京博维恒信科技发展有限公司 3D Camega
【Scan】菜单 如下图2-4所示。它有如下子菜单。
【Image Gage】 用于拍摄获取二维图像并进行反求。 【Re execute Selected】 选择并重新处理测量三维数据片。 【Read Globe Points】 获取骨架点。 【Delete Selected】 删除被选测量三维数据片。 【Playback Gage】 全部重新测量。 【Model Gage】 模式测量。 【SetUp Mode】 它有如下模式 【Multi Points】 获取特征点 【Cut Line】 剪切线用于图像编辑操作。 【Good Region】 【MF Point】 指定反求区域。 指定基准点。 图2-4： Scan菜单
【Image Gage】 菜单 用于拍摄获取二维图像并进行反求。
在Scan菜单下点击Image Gage子菜单后，出现如图2-5所示对话框。
【Re Window】 获取图像中反求区域。 【Add/Del】 【Delete】 删除指定要素； 【Add】 增加指定要素选项。 【Image】 它有三种模式。 【Fringe】 条纹图像。 【White】 彩色图像。 【Phase】 相位图像 【Clear Edit】 清除二维图像上的编辑数据。 【Step】 取点间隔。 【Img】 是否马达回零重新拍摄二维图像。 【Type】 三维数据的类型。它有如下选项 【Normal】 不带纹理的三维数据。 【Color】 带纹理的三维数据。 【Plane】 三维数据并拟合平面。 【Points】 三维数据并获取多个基准点。 【Sub】 反求特征数据的类型。它有如下选项 【Normal】 不反求特征数据。 【Edge】 反求边界线。
图2-5：Image Gage对话框
【Ink】 反求用墨水标识的痕迹。 【Tape】 反求标记特征线。 【View】 【Seg】 【Change】 【Stop】 【Delete】 选择三维相机。 反求三维数据处理参数。 选择重新处理二维图像。 停止所选择的再处理功能。 选择并删除数据。 【Execte】 执行三维反求。 【Image】 拍摄并获取二维图像。 【Clear Image】 清除获取的二维图像。 11 www.3dcamega.com
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【Change】 选择重新处理二维图像。弹出如图2-6所示对话框。
【Mode】 增减模式 【Toggle】 反选。 【Add】 添加。 【Delete】 删除。 【Type】 被选对象类型有 【All】 所有数据类型。 【Surface】 型面数据类型。 【Cross】 截面线数据类型。 【Point】 点数据类型。 【Select】 选择模式有 【None】 所有被选择片取消选择。 【Bad】 清除所有有问题片。 【Cross】 选择所有截面线数据。 【Name】 根据测量片名称选择。 【All】 选择所有数据测量片。 【Last】 选择最后测量的数据片。 图2-6：选择对话框
【View】 选择同一相机的测量数据片。 【Multi】 选择多个数据片。 【OK】 确认执行操作。 【Undo】 不执行操作 【Cancel】 取消退出。 【Datum】菜单 三维坐标系设置功能。如图2-7所示，它有如下子菜单。
【Preset】 预先定义坐标系。 【Read Preset】 读入预先定义坐标系。 【Set Datum】 设置坐标变换。 【3P,3P Datum】 三点或三平面设定坐标。 【Mark Datum】 基准点对应设定坐标。 【Combine Datum】 整合两坐标系变换。 【Change Datum】 重新计算坐标变换。 【Datum Trans】 变换坐标系中的三维数据。 图2-7：Datum菜单
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