【NanoPi Duo开发板试用体验】友善之臂NanoPi Duo 三维扫描仪硬件搭建

开发板

本帖最后由超级开发板于 2017-12-7 23:40 编辑

待整篇码字好后一起上传
次回，我们介绍了三维扫描几种常见的架构及激光配合三坐标架构的优越性，

今天，我们就来用友善之臂NanoPiDuo开发板搭建一个光学投射架构的三维扫描仪吧！

首先是材料的准备：

如下图所示：

1 NanoPiDuo开发板一套
2 轴向步进控制驱动板3枚
3 步进电机3枚，分别xyz，如果想五轴就电机与伺服板都准备5枚
4 光源交线测距换算系统板及配套摄像头
5 反色成像光学喷砂剂一瓶
6 三坐标测位拼接点若干
7 三坐标支承架一套
8 平面扫掠线光源
9 待测物体若干
10 杜邦线若干
11螺丝卡扣工具若干
12电脑一台

上述准备就绪，

然后按下面p'c'b'doc线路图PCBdoc连接

手机不好传文件，等用电脑时补在后续楼层

实物连接如图所示

然后连接电脑，将下面的固件烧写到内存卡再插到NanoPiDuo开发板，

然后重新上电，打开串口助手先看下输出

再打开上位机程式，选择对应的com口，然后校准到坐标原点，等待扫描

然后随便放过东西扫扫看，点击上位机程式里的scan，选择normal，next，就能开始自动扫描了

可以得到下面这个stl文件

然后我们换一个角度对齐原点后再扫一次

得到主视方向的stl，

我们把两个stl都导到CAtiA里，会发现不喷反光砂直接放物品也能扫出大致轮廓来，

虽然很多面边角缺失，以及边缘异化问题，

不过这是个比较简单的物件，并不影响用这个stl重新建模，

这质量stl直接3D打印会坑坑洼，不过重新建模后就不会有问题

通过观察，屏幕部分的黑色竟然被扫描出来，而边缘圆角反而缺了

大致介绍下原因吧，

这个机子屏幕有些磨砂，会有一部分反光进入光学原件，而圆角区域全反射把近乎所有的光都反射到外面去了，检测元件几乎没捕捉到，所以缺失了，也就是说，搞成磨砂的反而有一定几率反射回感应器

那么，一些不重要的东西，而且接近白色的，用砂纸搓搓就能扫，

而一些不想砂纸搓的，或是不易反射的，需要喷下反光砂

反光砂能让物体表面披上一层磨砂，不过磨砂是漫反射，会使反射强度衰减，所以反光砂用了白色来弥补这一衰减，反光砂喷的时候要带口罩，虽然写着安全，但总感觉吸入肺不是很好，所以我是能不喷不喷就直接扫描，所以把上面这些东西告诉大家，方便自行判断。

下面，我们来演示喷了反光砂，贴了坐标点之后测出来所能达到的的最佳准确度与最高物理精度吧。

NanoPiDuo开发板的运行内存足够大，能扫到0.03的工业级精度标准而不用担心溢出

高精度模式下需要把光学采集元件拉近，再上位机程式中选scan后把normal选成full，手动改600为200，然后next

扫描结果如下stl文件，文件有些大，因为精度开得太高了，

NanoPiDuo开发板的运行内存在存储了扫描程式页面文件后竟然还能存储这么大的数据集，真是让人惊讶，而且数据累计到一定程度后运行效率依旧很高

从NanoPiDuo开发板导出来的这个stl用来直接3D打印没问题

测这个三座标时中间有一段完全是压榨性能的算法，CPU是满额工作的，最后量了下NanoPiDuo开发板处理器中间的温度为41.6度，没有风扇散热的情况下依然能保持这么低的温度真是值得敬畏的设计。