專訪浙江省計量院長度所葉懷儲——講解《基于結構光掃描的光學三維測量系統(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《基于結構光掃描的光學三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》這項國家計量技術規(guī)范正式實施。為了讓更多業(yè)內人士更好地了解這項技術規(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《基于結構光掃描的光學三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》的相關內容。

△葉懷儲

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

在本期專訪中，葉所重點就《基于結構光掃描的光學三維測量系統(tǒng)校準規(guī)范》制定的必要性和意義進行了講解。

1、浙江省計量科學研究院參加起草了《基于結構光掃描的光學三維測量系統(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：

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

比如在汽車和航空領域，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)在對生活質量的追求也越來越高，服裝方面的個性化設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，那有了三維掃描設備以后，就能輕松建立我們人體形狀的三維模型。

那么，這種設備使用越來越頻繁，利用率也越來越高，就需要國家對這類設備的技術性能和技術參數(shù)做一個統(tǒng)一的約定。在這樣的一個大的背景下，需要對基于結構光掃描的測量設備做一個技術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)范的技術標準。

2、《基于結構光掃描的光學三維測量系統(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)這個掃描儀的設備，企業(yè)一般會按照企業(yè)標準（規(guī)范）來對設備的性能進行一個約定。但是，當有了國家的規(guī)范以后，生產(chǎn)企業(yè)肯定是要按照國家的這個技術校準規(guī)范的要求來對自己的設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參數(shù)，可以比較清楚地進行設備驗收或者一個符合性的確認。

對于第三方檢測機構來說，如果沒有國家的校準規(guī)范，在對于設備進行校準的時候，需要自己來制定一些相應的操作規(guī)范或者校準規(guī)范來對設備的性能做一個約定。那么有了國家的技術校準規(guī)范以后，就可以根據(jù)國家的校準規(guī)范，配置相應的標準器，然后在相對應的環(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)范對于某一些設備有特殊性能的，第三方的校準機構可以添置相應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構光三維掃描的測量系統(tǒng)的校準，就有了明確的技術指引。

在專訪過程中，我們還邀請到了浙江省計量科學研究院長度與精密測量研究所精密測量創(chuàng)新團隊負責人郭鋼祥高級工程師為大家介紹了如何依據(jù)《基于結構光掃描的光學三維測量系統(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，結構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-三維掃描設備”整個過程的溯源鏈。


浙江省計量科學研究院
浙江省計量科學研究院（ZJIM）成立于1960年，是浙江省人民政府計量行政部門依法設置并經(jīng)國家總局授權的省級法定計量檢定機構。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)品質量監(jiān)督檢驗中心（浙江）、國家液體流量計量器具質量監(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)字精密測量技術研究重點實驗室、浙江省聲學振動精密測量技術研究重點實驗室、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)級光學三維測量技術的企業(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?；诙嗄暧嬃啃袠I(yè)的實踐經(jīng)驗與技術積累，公司建立了高標準的3D視覺檢測產(chǎn)品精度保障體系，所有設備均經(jīng)過嚴謹?shù)木葴y試驗證流程，產(chǎn)品廣泛應用于：汽車交通、航空航天、鑄造模具、電力、軍工等專業(yè)領域。

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

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