T∕ZZB 0697-2018 结构光手持式三维测量系统.pdf
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1、ICS 17.040.30 J 42 浙江制造团体标准 T/ZZB 06972018 结构光手持式三维测量系统 Handheld 3D measuring systems based on structured light 2018 - 11 - 02 发布 2018 - 11 - 30 实施 浙江省品牌建设联合会 发 布 ZZB 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 产品架构 . 2 5 基本要求 . 3 6 技术要求 . 3 7 试验方法 . 5 8 检验规则 . 9 9 标志、包装、运输、贮存 . 10 10 质量承诺 . 11
2、 参考文献 . 12 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准由浙江省品牌建设联合会提出并归口。 本标准主要起草单位:先临三维科技股份有限公司。 本标准参加起草单位:浙江科正电子信息产品检验有限公司、杭州思看科技有限公司、杭州市标准化研究院、浙江省物联网产业协会、浙江省计量科学研究院(排名不分先后)。 本标准主要起草人:赵晓波、王文斌、潘贝、沈波、王伟雄、陈尚俭、林杉、张韧、马益洪、纪卫平、吴军航、叶怀储、金挺。 本标准由先临三维科技股份有限公司负责解释。 结构光手持式三维测量系统 1 范围 本标准规定了结构光手持式三维测量系统(以下简称“扫描仪”)的术语和定义、产品
3、架构、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量承诺。 本标准适用于基于结构光应用技术的手持式三维测量系统。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 1912008 包装储运图示标志(ISO 780:1997,MOD) GB/T 2423.1 2008 电 工 电 子 产 品 环 境 试 验 第 2 部 分 : 试 验 方 法 试 验 A: 低 温 (IEC 60068-2-1-2007,IDT) GB/T 2423.
4、2 2008 电 工 电 子 产 品 环 境 试 验 第 2 部 分 : 试 验 方 法 试 验 B: 高 温 (IEC 60068-2-2-2007,IDT) GB/T 2423.32016 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验(IEC 60068-2-78:2012,IDT) GB/T 2423.102008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦)(IEC 60068-2-6:1995,IDT) GB 4943.12011 信息技术设备 安全 第1部分:通用要求(IEC 60950-1: 2005,MOD) GB/T 92542008
5、 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法(IEC/CISPR 22:2006,IDT) GB/T 99692008 工业产品使用说明书 总则 GB/T 171632008 几何量测量器具术语 基本术语 GB/T 17626.2 2006 电 磁 兼 容 试 验 和 测 量 技 术 静 电 放 电 抗 扰 度 试 验 (IEC 61000-4-2:2001,IDT) GB/T 17626.32016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验(IEC 61000-4-3: 2010,IDT) GB/T 17626.62017 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度 (IEC
6、 61000-4-6: 2013,IDT) JB/T 93291999 仪器仪表运输、运输储存 基本环境条件及试验方法 3 术语和定义 GB/T 171632008中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 结构光 structured light 对物体表面投射具有编码信息的投影图案, 以对表面进行特征标识, 自动获取表面三维点云坐标信息。 3.2 解码 decoding 将接受到的光信号转换成它所代表的位置信息、三维点数据的过程。 3.3 结构光手持式三维测量系统 handheld 3D measuring systems based on structured light 通过对空
7、间物体表面投射结构光,然后由探测器采集物体表面反射的光信息,经过解码计算得到特定坐标系下被测物体表面的三维坐标点集,从而得出物体表面三维形貌的一种非接触便携式测量系统。 3.4 工业级 industrial 满足于高精度工业产品的三维测量系统。 3.5 专业级 professional 有别于工业级,适用于通用产品。 3.6 空间分辨率 resolution 能够识别的两个空间点间的最小距离。 3.7 测量精度 measurement accuracy 在扫描仪允许的最小测量体空间内扫描得到的物体模型长度的测量值与其真实值之间的偏离程度。 3.8 体积精度 volume accuracy 在扫
8、描仪允许的可测量空间体积内扫描得到的物体模型长度的测量值与其真实值之间的偏离程度。 4 产品架构 如图1所示,结构光手持式三维扫描仪的主要硬件模块为三维扫描测量头,其由投影模块和相机模块组成,投影模块用于投影编码结构光于被测物体,相机模块用于捕获被测物体的图像,进而交由计算机处理。 说明:1,2相机;3投射仪;1,2,3组成一个三维扫描系统。 图1 结构光手持式三维测量系统原理示意图 5 基本要求 5.1 设计 5.1.1 软件采用模块化设计,包括显示模块、标定模块、扫描模块、数据处理模块等。 5.1.2 支持的数据格式应与国际先进的第三方数据处理软件(如 Geomagic)和下游产品(如 3
9、D 打印设备)的数据格式相匹配。 5.1.3 软件设计时应具备特征匹配、数据后处理的算法功能;硬件设计时应至少具备 1 个 USB 2.0 /3.0 数据接口;主机应采用人体工程学设计,轻便易操作。 5.1.4 设计时应使用三维 CAD 设计工具(如 Solidedge),并应有研发管理工具(如 QFD、FMEA)等对开发过程进行质量控制,且应进行仿真模拟试验以验证可靠性。 5.2 制造 5.2.1 装配光学部件的无尘室的洁净度等级应至少为 1 万级,其他部件的装配车间的洁净度等级应至少为 10 万级。 5.2.2 每个产品出厂时应对应唯一的编码,以具有可追溯性。 5.3 检测能力 5.3.1
10、 应配备检测制造环境的工具(如尘埃粒子计数器)和检测光学零件的检测设备(如光学显微镜和光谱色彩照度计等),且应具备相应的检验能力。 5.3.2 应配备经校准的标准件及第三方数据处理软件等且应具备扫描精度等主要技术性能的检验能力。 6 技术要求 6.1 外观 1 3 2 6.1.1 外观应清洁,整机外壳应平整光滑,不应有凸起或凹陷、削伤、刮手、开裂等现象,外壳油漆喷涂应均匀,无杂质、油印、积油、刮伤等现象。 6.1.2 光学零部件应清洁,不应有脱胶、脱膜、污迹和显著的气泡、麻点、尘埃及其他疵病。相机摇晃应无配件松动或异响现象,螺丝应拧紧到位,不应有凸出现象。 6.1.3 商标、文字、符号等标识应
11、准确、完整、匀称、清晰、色泽鲜明、着色牢固,无杂质、起毛、断印等现象,标签位置应准确填充,不应有歪斜、翘边等现象。 6.2 硬件要求 硬件应具备相机模块,投影模块和通讯模块等功能模块,连接扫描仪后各功能模块应能正常工作,设备插入后应有提示、应答或确认等提示。 6.3 软件要求 6.3.1 软件应能正常显示和运行各功能模块,包括标定,扫描,数据处理、编辑和输出等,使用过程中应无卡住、崩溃等现象。 6.3.2 软件界面应有显示扫描距离是否合适的提示条。 6.3.3 软件支持的数据格式应至少包括 OBJ、STL、ASC 、PLY。 6.4 主要技术参数要求 主要技术参数见表1。 表1 主要技术参数
12、项目 类型 工业级 专业级 技术指标 空间分辨率 0.05 mm 0.5 mm 测量精度 0.03 mm 0.1 mm 体积精度 0.02 mm+L0.06 mm/m 0.1 mm+ L0.3 mm/m 6.5 电源适应性要求 设备在50 Hz1 Hz、60 Hz1 Hz, 100 V240 V范围内,应能正常工作。 6.6 电气安全要求 6.6.1 电气结构要求 电气结构应符合GB 4943.12011中“2.9电气绝缘”规定的要求。 6.6.2 接触电流要求 产品的设计应保证接触电流或保护导体电流不可能产生电击危险,产品的泄漏电流应符合GB 4943.12011中“5.1接触电流和保护导体
13、电流”的有关规定。 6.6.3 抗电强度要求 产品的抗电强度应符合GB 4943.12011中“5.2抗电强度”的有关规定,应能承受500 Vac、历时60 秒的耐压试验,无击穿。 6.7 电磁兼容要求 6.7.1 辐射骚扰和传导骚扰 产品的辐射骚扰和传导骚扰应符合GB/T 92542008中的B级要求。 6.7.2 静电放电抗扰度 产品的静电放电抗扰度应符合GB/T 17626.22006中等级2的相关规定。 6.7.3 射频电磁场辐射抗扰度 产品的射频电磁场辐射抗扰度应符合GB/T 17626.32016中等级2的相关规定。 6.7.4 射频感应的传导骚扰抗扰度 产品的射频感应的传导骚扰抗
14、扰度应符合GB/T 17626.62008中等级2的相关规定。 6.8 环境适应性要求 6.8.1 工作温度下限 在0 2 范围内应能正常工作24 小时,外观和结构无变化。 6.8.2 工作温度上限 在40 2 范围内应能正常工作24 小时,外观和结构无变化。 6.8.3 低温贮存 产品在-5 2 贮存48 小时后,在室温下恢复2 小时,应能正常工作。 6.8.4 高温贮存 产品在+45 2 贮存48 小时后,在室温下恢复2 小时,应能正常工作。 6.8.5 恒定湿热贮存 产品在+40 2 ,相对湿度(902)%的恒定湿热环境下贮存 24 小时后应能正常工作,外观和结构应无变化。 6.8.6
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