JJF 1951-2021 基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1951—2021

基于结构光扫描的

光学三维测量系统校准规范

CalibrationSpecificationforOptical3DMeasuringSystems

BasedonStructuredLightScanning

2021-12-28发布2022-06-28实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1951—2021

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

术语和定义

2……………(1)

概述

3……………………(1)

计量特性

4………………(2)

校准条件

5………………(3)

操作模式和环境条件

5.1………………(3)

校准用软件

5.2…………(3)

校准用标准器

5.3………………………(3)

校准项目和方法

6………………………(3)

球形状探测误差P尺寸探测误差P

6.1F,S………(3)

平面形状探测误差F

6.2……………(4)

球心距测量示值误差SD

6.3…………(5)

校准结果的处理

7………………………(6)

复校时间间隔

8…………(6)

附录球心距测量示值误差不确定度评定示例

A……(7)

附录校准证书内页格式

B……………(9)

Ⅰ

JJF1951—2021

引言

国家计量校准规范编写规则通用计量术语及

JJF1071—2010《》、JJF1001—2011《

定义和测量不确定度评定与表示共同构成本校准规范修订工作

》JJF1059.1—2012《》

的基础性系列规范

。

本规范部分采用光学三维测量系统第部分基于区

VDI/VDE2634.2—2012《:2:

域扫描的光学系统

》(Optical3-DMeasuringSystems:OpticalSystemsBasedonArea

光学三维测量系统第部分基于区域扫描的

Scanning),VDI/VDE2634.3—2008《:3:

多视角系统

》(Optical3-DMeasuringSystems:MultipleViewSystemsBasedonArea

的内容

Scanning)。

其中球形状探测误差尺寸探测误差平面形状探测误差球心距测量示值误差

,、、、

等计量特性及校准方法与上述标准一致

。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF1951—2021

基于结构光扫描的

光学三维测量系统校准规范

1范围

本校准规范适用于基于结构光扫描的光学三维测量系统以下简称结构光测量系

(

统的校准

)。

2术语和定义

下列术语和定义适用于本规范

。

点云数据

2.1[]pointcloud[data]

测量获得的用于表征轮廓特征且彼此关联的空间坐标点的集合

,。

球棒

2.2ballbar,dumbbell

通过刚性结构连接的两个直径相同的球型标靶构成的标准器

。

球板

2.3ballplate

由一系列直径不等的标准球及固定底板固连组成的标准量具

。

结构光

2.4structuredlight

向被测轮廓表面投射的具有确定图案的光束

。

球形状探测误差

2.5sphericalformprobeerror

P

F

测量点和拟合球之间径向距离的统计变化范围

。

尺寸探测误差

2.6sizeprobeerror

P

S

通过点云拟合获得的标准球直径与参考值之差

。

平面形状探测误差

2.7flatformprobeerror

F

在点云拟合平面垂直方向上点云中所有点之间距离的最大值

,。

球心距测量示值误差

2.8sphere-spacingerror

SD

两球之间球心距的测得值与参考值之差

。

3概述

结构光测量系统是一种非接触测量设备通过向被测物体表面投射结构光并通过

,,

采集被测物体表面结构光图形的点云计算获得被测物体表面轮廓特征结构光测量系

,。

统主要由相机含镜头组结构光投射装置标定板和测量软件等组成典型的结构

()、、。

光测量系统组成如图所示

1。

结构光测量系统分为单视角系统多视角系统单视角系统指测量时不改变结构光

、。

1

JJF1951—2021

测量系统与被测物体的相对位置的结构光测量系统多视角系统指测量时通过改变结

。,

构光测量系统与被测物体的相对位置从被测物体的不同方向采集点云并将所有点云

,,

变换到统一的坐标系进行数据处理的结构光测量系统多视角系统可以是在被测物体的

。

不同方向安装的多个结构光测量子系统组成也可以是通过移动单视角系统到被测物体

,

的不同方向构成

。

基于条纹图案投射系统的结构光测量系统基于激光图案投射系统的结构光测量系统

(a)(b)

图结构光测量系统的基本组成示意图

1

4计量特性

计量特性见表

1。

表1计量特性及校准用标准器

校准用单视角多视角

序号计量特性技术参数

标准器系统系统