用于大范围多视场拼接测量的结构光三维测量系统校准方法（征求意见稿）.docxVIP

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T/CSOE0007—2025

用于大范围多视场拼接测量的结构光三维测量系统校准方法

1范围

本标准给出了球棒标准器校准法、激光跟踪仪校准法校准用于大范围多视场拼接测量的结构光三维测量系统测量精度的校准原理、校准装置、校准条件和校准方法。

本标准规定了用于大范围多视场拼接测量的结构光三维测量系统的校准结果和复校时间间隔要求。

本标准适用于测量对象需要大范围多视场拼接测量时的结构光结构光三维测量系统测量精度的校准。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T16857产品几何级数规范（GPS）坐标测量系统（CMS）的验收检测和复检检测JJF1001-2011《通用计量术语及定义》

JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》

JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》

JJF1951-2021《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》

ISO10360-13-2021Geometricalproductspecifications(GPS)acceptanceandreverificationtestsforcoordinatemeasuringsystems(CMS)Part13:Optical3DCMS

3术语和定义

JJF1951-2021《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

结构光三维测量系统structuredlight3Dmeasurementsystem

结构光三维测量系统是一种通过投射结构光图案至物体表面，并利用相机捕获物体表面的结构光图像，结合三角测量原理计算物体表面三维坐标的测量设备。

3.2

全局定位系统globalpositioningsystem

由一个或多个视场范围相对较大的三维测量系统组成，能够对结构光三维测量系统实现跟踪定位，从而完成结构光三维测量系统的多视场数据拼接。包括但不限于视觉/摄影测量系统、激光跟踪仪等。3.3

移动式平台mobileplatform

能够沿着给定轨迹或路径运动的装置，用于承载局部测量单元。

4球棒标准器校准法

4.1校准原理

球心距测量示值误差SDB应在整个测量范围n=7个不同位置分别测量。建议按照图4所示布置和测量标准器，每个位置上标准球棒的分布范围应至少覆盖该方向上测量空间长度的80%。单个标准球棒长度不足时，可以在空间首尾衔接、分时摆放多个位置。

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1测量空间边的平行线（1,2和3）；

2在测量空间的侧面（4）、后面（5）和一个侧面（6）的一条对角线上；

3在测量空间的一条体对角线（7）上。

图1球棒的推荐排列

对于所有测量位置，用定半径拟合法，拟合所有球心位置。计算球棒在每个位置的球心距Lmeas,i，球心距测量示值误差SDBi，是测量值Lmeas,i与被测长度校准值Lref,i之差。

SDBi=Lmeas,i-Lref,i··················································(1)

取各位置中绝对值最大者，作为球心距示值误差SDB的测量结果：

SDB=MAX(SDBi)·················································(2)

式中：

i——位置的序号，i=1,2,...,n

用于大尺寸拼接测量的三维测量系统的测量精度由球心距测量示值误差SDB表征。

4.2校准装置

校准采用标准球棒应由陶瓷、钢、铝或其他刚性材料制成。标准球棒球心距不小于1000mm，球径误差优于±2μm，球心距误差优于±5μm。

4.3校准条件

4.3.1环境条件

环境条件，包括环境的振动，背景光、环境温度及其均匀性、变化率等，应在不确定度评定中进行考虑。同时，不应有影响测量的其他环境因素。

4.3.2校准用软件

a)校准过程中应使用设备的配套（数据采集和数据处理）软件。

b)设定图像采集处理的点间距、快门时间、稀疏点云参数、剔除率、拟合算法等。

注