JJF(陜) 036-2020 單相機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范

JJF(陜11-16發(fā)布2021-05-16實(shí)施JJF(陜)036－2020CalibrationSpecifiJJF(陜)036－2020 JJF(陜)036－2020本規(guī)范參考了VDI/VDE2634《基于逐點(diǎn)探測(cè)成像的光學(xué)三維測(cè)量系統(tǒng)》，并結(jié)合我國(guó)目前單相機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)和使用情況，對(duì)其具體技術(shù)指標(biāo)和1本規(guī)范適用于基于目標(biāo)點(diǎn)成像的單相機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：VDI/VDE2634基于逐點(diǎn)探測(cè)成像的光學(xué)三維測(cè)量系統(tǒng)凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3.1標(biāo)準(zhǔn)球Standardball用反光標(biāo)志點(diǎn)定義球心位置坐標(biāo)的量規(guī)，見(jiàn)圖3所示。3.2球桿Ballbar由一根剛性桿連接兩個(gè)直徑相同的標(biāo)準(zhǔn)球組成的量規(guī)，見(jiàn)圖3所示。3.3基準(zhǔn)尺Scalebar一根布置有反光標(biāo)志點(diǎn)的剛性桿，用于定義標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度尺寸的量規(guī)，見(jiàn)圖1所示。單相機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)是由數(shù)碼相機(jī)、基準(zhǔn)尺、反光標(biāo)志(可分為編碼標(biāo)志和測(cè)量標(biāo)志)和筆記本電腦組成，如圖1所示。它是一套非接觸式光學(xué)三維測(cè)量系統(tǒng)，其可從兩個(gè)(或多個(gè))位置拍攝同一物體，以獲取在不同視角下的圖像。利用多次自由拍攝的圖像，以圖像之間的對(duì)應(yīng)匹配關(guān)系為輸入條件，通過(guò)三角測(cè)量原理，求解相機(jī)成像參數(shù)、各次拍攝時(shí)的相機(jī)位姿參數(shù)以及匹配點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，如圖2所示。25計(jì)量特性5.1坐標(biāo)位置重復(fù)性(σ)5.2空間長(zhǎng)度示值誤差(△L)6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度：(20±5)℃,相對(duì)濕度：30%～80%。6.1.2校準(zhǔn)前平衡溫度時(shí)間不少于2小時(shí)。6.2校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器及其他設(shè)備校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器及其他設(shè)備見(jiàn)表1。序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目12空間長(zhǎng)度示值誤差JJF(陜)036－20203在校準(zhǔn)時(shí)為了達(dá)到最佳測(cè)量效果，在測(cè)量場(chǎng)布置和拍照測(cè)b)重疊區(qū)域，至少包含3個(gè)共同的編碼標(biāo)志，且不校準(zhǔn)前檢查：被校準(zhǔn)的單相機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)識(shí)應(yīng)完整，表面應(yīng)有清晰的制造廠名或商標(biāo)、型號(hào)、出廠編號(hào)等?；鶞?zhǔn)尺上的反射點(diǎn)和各專(zhuān)a)建議在不小于3m×3m×3m的空4志用于求解坐標(biāo)值，編碼標(biāo)志用于相片的銜接和匹配。布置方式參照6.3其他要求。c)如圖4所示，在測(cè)量場(chǎng)中放置3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球，使其固定在剛性底座或支架上，保證其不在一條直線上并且穩(wěn)固可靠。將基準(zhǔn)尺(建議不少于2根)放置在標(biāo)準(zhǔn)球旁，保證鏡頭一次取景能包括標(biāo)準(zhǔn)球和基準(zhǔn)尺。在測(cè)量場(chǎng)中圍繞標(biāo)準(zhǔn)球距離大約2m左右范圍內(nèi)，按交會(huì)條件選擇位置、角度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)球進(jìn)行1組拍照測(cè)量。用同樣方法重復(fù)測(cè)量5組。e)將拍照獲得的數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)軟件，在同一坐標(biāo)系下，分別可得3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球的各5組球心用任一基準(zhǔn)尺的實(shí)際值為基準(zhǔn)長(zhǎng)度，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)球各組球心坐標(biāo)值相對(duì)第1組球心坐標(biāo)值偏D,=√X;+1-x?)2+(Y,+1-Y?)2+以均方根誤差RMSE為坐標(biāo)位置重復(fù)性σ,計(jì)算見(jiàn)公式(2):7.2空間長(zhǎng)度示值誤差a)在同一測(cè)量場(chǎng)中將球桿按圖5所示姿態(tài)1～7依次擺放，保證其穩(wěn)固可靠。將基準(zhǔn)尺(建議不少于2根)放置在球桿旁，保證鏡頭一次取景能包括球桿和基準(zhǔn)尺。5c)將拍照獲得的數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)軟件，得到球桿上標(biāo)準(zhǔn)球的球心坐標(biāo)測(cè)量值(X,Y,Z)。d)用任一基準(zhǔn)尺的實(shí)際值為基準(zhǔn)長(zhǎng)度，計(jì)算可得到7個(gè)相應(yīng)位置的球心距測(cè)量值L;(i=1,2,3,…,7,j=1,2,3)?？臻g長(zhǎng)度示值誤差△L,計(jì)算見(jiàn)公式(3):8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)9復(fù)校時(shí)間間隔建議復(fù)效時(shí)間間隔不超過(guò)2年，由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸多因素所決定的，因此送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間JJF(陜)036－20206校準(zhǔn)依據(jù)：JJF（陜）XX—XXXX《單相機(jī)1XYZσP1P2JJF(陜)036－2020P32Lcal（mm）L1（mm）L2（mm）L3（mm）測(cè)量不確定度U=校準(zhǔn)人員：核驗(yàn)人員：JJF(陜)036－20208b）實(shí)驗(yàn)室的名稱(chēng)和地址；）；），h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明；n）校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效表B.1校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)推薦格式12JJF(陜)036－20209C.1.1測(cè)量依據(jù)：JJF（陜）XX—XXXX《單相機(jī)攝影在3m×3m×3m的空間范圍內(nèi)布置測(cè)量場(chǎng)，在測(cè)量場(chǎng)中布置具有明），=L-LcalLcal—標(biāo)準(zhǔn)球桿的參考值，mm；u(y)[ciu(xi)]2u(Li)—測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；JJF(陜)036－2020靈敏系數(shù):(Li)2(Lcal)(Li)2(Lcal)u(Li)u2(Li)u2(Lcal)u1(Lcal)2.5μmC.4.1.3標(biāo)準(zhǔn)球桿的線膨脹系數(shù)測(cè)量誤差引入-6u3C.4.1.4基準(zhǔn)尺的線膨脹系數(shù)測(cè)量誤差引入u4則:JJF(陜)036－2020 12345678902i1xix02i1u(LI)表D.2標(biāo)