python实现3d扫描

MAKER:mfx2／译：趣无尽 Cherry(转载请注明出处)

只需要将物体放入到一个盒子里，就可以得到它的 3D 模型数据，是不是很方便呢？

今天我们就用树莓派制作一台三维激光扫描建模仪。能够将物体数字化为 .obj 网格文件，然后再使用 3D 打印来「复制」它。

项目通过线激光发射器和树莓派摄像头来实现计算机视觉数据采集。激光定位的角度与激光成 45 度倾斜，同时在物体的垂直切片上投射出一条红线。摄像头检测切片到中心的距离并给出网格切片。物体在托盘上慢慢的旋转，通过不断的重复这个过程，扫描完成整个物体，十分的方便。

创作灵感

开始制作前，我做了一些基础研究。发现许多 3D 扫描仪都使用旋转平台，然后使用各种不同的传感器来测量距中心的距离，建立旋转模型。很多采用了与 Kinect 扫描仪类似的双摄像头。

我的项目是基于Yscanner扫描仪开发的，采用单摄像头。它是一种低分辨率的激光扫描仪，项目简单、可行，而且这种激光技术是激光相对于摄像机的偏移量来进行照射的，测量到中心的距离，如图你可以清晰的看见那条线。

视频演示：

材料清单

树莓派 × 1

树莓派摄像头V2 × 1

LED × 1

电阻 × 1

电线 × 若干

3D 打印灯丝 × 若干

木板 × 1

M3 硬件 × 若干

步进电机 × 1

线激光发射器 × 1

LN298 步进电机驱动器 × 1

金属按钮 × 1

烙铁 × 1

激光切割机 × 1

3D 打印机 × 1

螺丝刀 × 1

钳子 × 1

设计原理

该项目核心组件就是能够垂直投射在物体上的线激光发射器。它通过树莓派摄像头获取投影，对其进行透视校正，然后在图像处理前进行过滤。在图像处理中，收集线的每个部分到物体中心的距离。在径向坐标中，此图片将同时产生 r 和 z 的分量，然后通过将物品的旋转得到新的切片来实现三维效果。

为了达到设计效果，我使用树莓派作为中央计算单元。

1、将树莓派与步进电机和电机驱动器连接。由外部 5V 电源供电并由树莓派的 GPIO 引脚控制。

2、将线激光发射器连接到树莓派的 3.3V 线上，将树莓派摄像头连接到摄像头的输入上。

3、安装一个简单的下拉按钮和一个用来显示状态的 LED 来向用户展示系统所处的状态。