專訪浙江省計量院長度所葉懷儲——講解《基于結(jié)構(gòu)光掃描的光學(xué)三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》

來源： 先臨天遠

2022年6月28日，由市場監(jiān)督管理總局發(fā)布的《基于結(jié)構(gòu)光掃描的光學(xué)三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》這項國家計量技術(shù)規(guī)范正式實施。為了讓更多業(yè)內(nèi)人士更好地了解這項技術(shù)規(guī)范，先臨天遠特邀請了行業(yè)大咖對其進行解讀。

本期，請到了浙江省計量科學(xué)研究院長度與精密測量研究所副所長葉懷儲為大家講解《基于結(jié)構(gòu)光掃描的光學(xué)三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》的相關(guān)內(nèi)容。

△葉懷儲

浙江省計量測試學(xué)會幾何量專業(yè)委員會副主任委員，全國產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范標準化技術(shù)委員會委員，全國金屬切削機床標準化技術(shù)委員會車床分會委員。

在本期專訪中，葉所重點就《基于結(jié)構(gòu)光掃描的光學(xué)三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》制定的必要性和意義進行了講解。

1、浙江省計量科學(xué)研究院參加起草了《基于結(jié)構(gòu)光掃描的光學(xué)三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》，您可否簡單介紹下這項規(guī)范制定的必要性？


葉所：

光學(xué)掃描系統(tǒng)屬于比較新的設(shè)備，隨著技術(shù)進步，設(shè)備的性能越來越成熟，在我們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的越來越廣泛。

比如在汽車和航空領(lǐng)域，航空的發(fā)動機三維檢測或者汽車的三維仿真求解方面，三維掃描設(shè)備比傳統(tǒng)的計量器具來說，有很大的優(yōu)勢，因為它可以做到測得快，測得準，還可以做逆向反求功能。同時，在我們的日常生活中，我們現(xiàn)在對生活質(zhì)量的追求也越來越高，服裝方面的個性化設(shè)計和私人定制這一塊，現(xiàn)在也慢慢地多起來了。原來的量體裁衣需要對于人的尺寸身高等用布尺或者卷尺來測量，那有了三維掃描設(shè)備以后，就能輕松建立我們?nèi)梭w形狀的三維模型。

那么，這種設(shè)備使用越來越頻繁，利用率也越來越高，就需要國家對這類設(shè)備的技術(shù)性能和技術(shù)參數(shù)做一個統(tǒng)一的約定。在這樣的一個大的背景下，需要對基于結(jié)構(gòu)光掃描的測量設(shè)備做一個技術(shù)方面的約定或者說提供一個指引，國家的校準規(guī)范也是由此而生。那么在全國的技術(shù)標準委員會的指引下，通過討論，修訂，征求各方意見，出臺了這樣的一個校準規(guī)范的技術(shù)標準。

2、《基于結(jié)構(gòu)光掃描的光學(xué)三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》發(fā)布后，對我們行業(yè)的發(fā)展，有什么影響？

葉所：

整體來說，規(guī)范對于掃描儀行業(yè)的發(fā)展提供了一個很好的技術(shù)依據(jù)，我也將主要從以下3方面來介紹。

對生產(chǎn)企業(yè)來說，生產(chǎn)這個掃描儀的設(shè)備，企業(yè)一般會按照企業(yè)標準（規(guī)范）來對設(shè)備的性能進行一個約定。但是，當(dāng)有了國家的規(guī)范以后，生產(chǎn)企業(yè)肯定是要按照國家的這個技術(shù)校準規(guī)范的要求來對自己的設(shè)備性能進行一個驗證。那么對于生產(chǎn)企業(yè)來說，其生產(chǎn)的設(shè)備更加的規(guī)范，大家的生產(chǎn)檢驗標準也是得到一個統(tǒng)一。

對于用戶單位來說，標準的制定是一個很重要的內(nèi)容。因為用戶單位相對于生產(chǎn)企業(yè)來說，相對于弱勢，他對于設(shè)備性能的了解沒有那么透徹。有了這個國家校準規(guī)范，以此來進行設(shè)備的性能驗證，生產(chǎn)企業(yè)可以比較深入地了解這個主要性能和技術(shù)參數(shù)，可以比較清楚地進行設(shè)備驗收或者一個符合性的確認。

對于第三方檢測機構(gòu)來說，如果沒有國家的校準規(guī)范，在對于設(shè)備進行校準的時候，需要自己來制定一些相應(yīng)的操作規(guī)范或者校準規(guī)范來對設(shè)備的性能做一個約定。那么有了國家的技術(shù)校準規(guī)范以后，就可以根據(jù)國家的校準規(guī)范，配置相應(yīng)的標準器，然后在相對應(yīng)的環(huán)境條件下，根據(jù)校準規(guī)范的一些要求，對于掃描儀的參數(shù)性能進行一個驗證和確認。如果國家規(guī)范對于某一些設(shè)備有特殊性能的，第三方的校準機構(gòu)可以添置相應(yīng)的標準器來提升他們自己的校準能力。擁有國家的校準規(guī)范，第三方實驗室開展基于結(jié)構(gòu)光三維掃描的測量系統(tǒng)的校準，就有了明確的技術(shù)指引。

在專訪過程中，我們還邀請到了浙江省計量科學(xué)研究院長度與精密測量研究所精密測量創(chuàng)新團隊負責(zé)人郭鋼祥高級工程師為大家介紹了如何依據(jù)《基于結(jié)構(gòu)光掃描的光學(xué)三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》進行三維掃描儀的校準。


郭工：

對規(guī)范里面的對象，結(jié)構(gòu)光三維掃描測量系統(tǒng)，我們采用一個標準球板來校準。標準球板上面有不同類型的靶球和靶球之間的間距，掃描儀可以對靶球進行一個掃描，來獲取靶球的一個直徑和距離，這樣可以來校準它的空間測量能力。然后背后這個是我們針對大尺寸測量（包括一些掃描儀和跟蹤儀）的一個標準裝置。大家看到的這個球體，就可以來校準一些大尺寸的地面激光掃描儀，包括它兩個球的間距和標準球的球心距；那上面的一個球窩，我們可以用來校準激光跟蹤儀。這個是通過中國計量院給我們溯源，這樣就形成了“中國計量院的溯源-我們的標準裝置-三維掃描設(shè)備”整個過程的溯源鏈。


浙江省計量科學(xué)研究院
浙江省計量科學(xué)研究院（ZJIM）成立于1960年，是浙江省人民政府計量行政部門依法設(shè)置并經(jīng)國家總局授權(quán)的省級法定計量檢定機構(gòu)。ZJIM依托專業(yè)部門建有OIML電能表國際互認實驗室、國家電能表產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（浙江）、國家液體流量計量器具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（浙江）、國家城市能源計量中心（浙江）、國家海洋油氣資源開發(fā)裝備產(chǎn)業(yè)計量中心、浙江省能源與環(huán)境保護計量檢測重點實驗室、浙江省數(shù)字精密測量技術(shù)研究重點實驗室、浙江省聲學(xué)振動精密測量技術(shù)研究重點實驗室、浙江省測力與稱重傳感器工程實驗室。

長度與精密測量研究所
長度所是由精密智能測量創(chuàng)新團隊和工程測量、精密測量檢測團隊組成，負責(zé)浙江省長度幾何量的量值傳遞，開展幾何量計量儀器的檢定、校準、檢測和工程參量測試等工作。目前保存有國家最高計量標準24項，獲得國家CNAS認可項目65項，實驗室資質(zhì)認定檢測項目3項。

先臨天遠
天遠，先臨三維旗下品牌，專注于提供高精度3D視覺檢測產(chǎn)品與自動化測量解決方案。擁有多款自主研發(fā)的計量級設(shè)備，包括激光手持3D掃描儀、藍光工業(yè)級3D掃描儀、機器人智能三維檢測系統(tǒng)等。

先臨三維是中國較早從事工業(yè)級光學(xué)三維測量技術(shù)的企業(yè)，為國家白光三維測量系統(tǒng)行業(yè)標準的主要起草單位之一�；�于多年計量行業(yè)的實踐經(jīng)驗與技術(shù)積累，公司建立了高標準的3D視覺檢測產(chǎn)品精度保障體系，所有設(shè)備均經(jīng)過嚴謹?shù)木�度測試驗證流程，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于：汽車交通、航空航天、鑄造模具、電力、軍工等專業(yè)領(lǐng)域。

先臨三維在杭州（總部）、天津、成都設(shè)有研發(fā)、生產(chǎn)基地，在北京、杭州、上海、重慶、東莞、武漢、長春等地均設(shè)有銷售與技術(shù)服務(wù)中心。

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