专访浙江省计量院长度所叶怀储——讲解《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》

来源： 先临天远

2022年6月28日，由市场监督管理总局发布的《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》这项国家计量技术规范正式实施。为了让更多业内人士更好地了解这项技术规范，先临天远特邀请了行业大咖对其进行解读。

本期，请到了浙江省计量科学研究院长度与精密测量研究所副所长叶怀储为大家讲解《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》的相关内容。

△叶怀储

浙江省计量测试学会几何量专业委员会副主任委员，全国产品几何技术规范标准化技术委员会委员，全国金属切削机床标准化技术委员会车床分会委员。

在本期专访中，叶所重点就《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》制定的必要性和意义进行了讲解。

1、浙江省计量科学研究院参加起草了《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》，您可否简单介绍下这项规范制定的必要性？


叶所：

光学扫描系统属于比较新的设备，随着技术进步，设备的性能越来越成熟，在我们的日常生活和工业生产中应用的越来越广泛。

比如在汽车和航空领域，航空的发动机三维检测或者汽车的三维仿真求解方面，三维扫描设备比传统的计量器具来说，有很大的优势，因为它可以做到测得快，测得准，还可以做逆向反求功能。同时，在我们的日常生活中，我们现在对生活质量的追求也越来越高，服装方面的个性化设计和私人定制这一块，现在也慢慢地多起来了。原来的量体裁衣需要对于人的尺寸身高等用布尺或者卷尺来测量，那有了三维扫描设备以后，就能轻松建立我们人体形状的三维模型。

那么，这种设备使用越来越频繁，利用率也越来越高，就需要国家对这类设备的技术性能和技术参数做一个统一的约定。在这样的一个大的背景下，需要对基于结构光扫描的测量设备做一个技术方面的约定或者说提供一个指引，国家的校准规范也是由此而生。那么在全国的技术标准委员会的指引下，通过讨论，修订，征求各方意见，出台了这样的一个校准规范的技术标准。

2、《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》发布后，对我们行业的发展，有什么影响？

叶所：

整体来说，规范对于扫描仪行业的发展提供了一个很好的技术依据，我也将主要从以下3方面来介绍。

对生产企业来说，生产这个扫描仪的设备，企业一般会按照企业标准（规范）来对设备的性能进行一个约定。但是，当有了国家的规范以后，生产企业肯定是要按照国家的这个技术校准规范的要求来对自己的设备性能进行一个验证。那么对于生产企业来说，其生产的设备更加的规范，大家的生产检验标准也是得到一个统一。

对于用户单位来说，标准的制定是一个很重要的内容。因为用户单位相对于生产企业来说，相对于弱势，他对于设备性能的了解没有那么透彻。有了这个国家校准规范，以此来进行设备的性能验证，生产企业可以比较深入地了解这个主要性能和技术参数，可以比较清楚地进行设备验收或者一个符合性的确认。

对于第三方检测机构来说，如果没有国家的校准规范，在对于设备进行校准的时候，需要自己来制定一些相应的操作规范或者校准规范来对设备的性能做一个约定。那么有了国家的技术校准规范以后，就可以根据国家的校准规范，配置相应的标准器，然后在相对应的环境条件下，根据校准规范的一些要求，对于扫描仪的参数性能进行一个验证和确认。如果国家规范对于某一些设备有特殊性能的，第三方的校准机构可以添置相应的标准器来提升他们自己的校准能力。拥有国家的校准规范，第三方实验室开展基于结构光三维扫描的测量系统的校准，就有了明确的技术指引。

在专访过程中，我们还邀请到了浙江省计量科学研究院长度与精密测量研究所精密测量创新团队负责人郭钢祥高级工程师为大家介绍了如何依据《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》进行三维扫描仪的校准。


郭工：

对规范里面的对象，结构光三维扫描测量系统，我们采用一个标准球板来校准。标准球板上面有不同类型的靶球和靶球之间的间距，扫描仪可以对靶球进行一个扫描，来获取靶球的一个直径和距离，这样可以来校准它的空间测量能力。然后背后这个是我们针对大尺寸测量（包括一些扫描仪和跟踪仪）的一个标准装置。大家看到的这个球体，就可以来校准一些大尺寸的地面激光扫描仪，包括它两个球的间距和标准球的球心距；那上面的一个球窝，我们可以用来校准激光跟踪仪。这个是通过中国计量院给我们溯源，这样就形成了“中国计量院的溯源-我们的标准装置-三维扫描设备”整个过程的溯源链。


浙江省计量科学研究院
浙江省计量科学研究院（ZJIM）成立于1960年，是浙江省人民政府计量行政部门依法设置并经国家总局授权的省级法定计量检定机构。ZJIM依托专业部门建有OIML电能表国际互认实验室、国家电能表产品质量监督检验中心（浙江）、国家液体流量计量器具质量监督检验中心（浙江）、国家城市能源计量中心（浙江）、国家海洋油气资源开发装备产业计量中心、浙江省能源与环境保护计量检测重点实验室、浙江省数字精密测量技术研究重点实验室、浙江省声学振动精密测量技术研究重点实验室、浙江省测力与称重传感器工程实验室。

长度与精密测量研究所
长度所是由精密智能测量创新团队和工程测量、精密测量检测团队组成，负责浙江省长度几何量的量值传递，开展几何量计量仪器的检定、校准、检测和工程参量测试等工作。目前保存有国家最高计量标准24项，获得国家CNAS认可项目65项，实验室资质认定检测项目3项。

先临天远
天远，先临三维旗下品牌，专注于提供高精度3D视觉检测产品与自动化测量解决方案。拥有多款自主研发的计量级设备，包括激光手持3D扫描仪、蓝光工业级3D扫描仪、机器人智能三维检测系统等。

先临三维是中国较早从事工业级光学三维测量技术的企业，为国家白光三维测量系统行业标准的主要起草单位之一。基于多年计量行业的实践经验与技术积累，公司建立了高标准的3D视觉检测产品精度保障体系，所有设备均经过严谨的精度测试验证流程，产品广泛应用于：汽车交通、航空航天、铸造模具、电力、军工等专业领域。

先临三维在杭州（总部）、天津、成都设有研发、生产基地，在北京、杭州、上海、重庆、东莞、武汉、长春等地均设有销售与技术服务中心。

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