01
三维扫描仪概述
原理：三角测距、结构光、TOF · 应用：逆向工程、文物、医疗、工业
基础原理
02
核心硬件选型（一）
工业相机：分辨率/帧率/靶面/像元/接口 · 镜头：焦距/光圈/畸变/景深
相机镜头
03
核心硬件选型（二）
激光器：线/点激光、波长/功率 · 结构光投影：DLP/LCD/LED
激光投影
04
核心硬件选型（三）
运动平台：步进/伺服电机、直线模组、旋转台 · 编码器与光栅尺
运动控制编码器
05
光学系统设计
激光三角测距 · Scheimpflug条件 · 光路设计 · 滤光片选择
光学精密
06
机械结构设计
机架：龙门/悬臂/桌面 · 相机/激光固定 · 标定板设计
机械结构
07
电路系统搭建
主控：STM32/树莓派/FPGA · 电机驱动 · 相机触发 · 电源管理
电路嵌入式
08
通信协议与接口
USB3.0/3.1 · GigE Vision · Camera Link · 串口 · CAN总线
通信接口
09
嵌入式软件开发（一）
STM32环境 · GPIO · PWM · 定时器中断
STM32基础
10
嵌入式软件开发（二）
电机控制：梯形/S形加减速 · 编码器读取 · 闭环PID
电机PID
11
嵌入式软件开发（三）
相机触发 · 激光同步 · 数据采集时序
同步时序
12
上位机软件开发（一）
C++/Qt 或 Python/PyQt · 界面设计 · 相机SDK调用
上位机Qt
13
上位机软件开发（二）
图像采集/显示 · 曝光/增益/白平衡 · 格式转换
图像相机
14
上位机软件开发（三）
激光条纹提取：灰度重心法、Steger、高斯拟合
算法条纹
15
上位机软件开发（四）
点云生成 · 三角测距坐标转换 · 滤波：离群点/体素
点云滤波
16
上位机软件开发（五）
点云拼接：ICP、NDT · 配准 · 全局优化
拼接ICP
17
上位机软件开发（六）
点云可视化：OpenGL/PCL/VTK · 格式转换 PLY/OBJ/STL
可视化格式
18
系统标定（一）
张正友标定 · 内参/外参 · 畸变校正
标定相机
19
系统标定（二）
激光平面标定 · 结构光标定 · 手眼标定
标定手眼
20
系统标定（三）
整体流程 · 精度验证 · 误差分析
综合精度
21
扫描流程设计
单视角/多视角/旋转扫描 · 速度/步距/曝光
策略参数
22
点云后处理（一）
去噪：统计滤波、半径滤波 · 平滑：MLS、双边滤波
去噪平滑
23
点云后处理（二）
简化：体素/均匀采样 · 补洞：泊松重建、移动立方体
简化补洞
24
点云后处理（三）
分割：区域生长、RANSAC · 特征：法向量/曲率/FPFH
分割特征
25
三维模型重建
Delaunay三角化 · Ball Pivoting · 网格优化/简化/修复
网格重建
26
精度评估与优化
标准球/块 · 重复性测试 · 误差分析 · 优化策略
精度优化
27
实战案例（一）
桌面级激光扫描仪：硬件组装、接线、调试
实战硬件
28
实战案例（二）
软件调试：相机标定、激光标定、扫描测试
实战软件
29
实战案例（三）
复杂零件扫描（涡轮叶片）· 点云后处理与模型重建
实战零件
30
总结与展望
常见问题 · 多相机/多激光/GPU加速 · AI+3D扫描趋势
趋势总结