3D掃描儀的在國(guó)內(nèi)的使用越來(lái)越廣泛，但由于缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)器具，在國(guó)內(nèi)能夠開(kāi)展3D掃描

儀的校準(zhǔn)、核查和質(zhì)量控制的機(jī)構(gòu)很少，國(guó)際上比較完整地規(guī)定如何開(kāi)展3D掃描儀校準(zhǔn)的標(biāo)

準(zhǔn)是德國(guó)的VDI/VDE 2634 系列標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用球棒來(lái)開(kāi)展3D掃描儀的校準(zhǔn)工作，3D

掃描儀校準(zhǔn)球棒完全滿足該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于3D掃描儀校準(zhǔn)所需標(biāo)準(zhǔn)器具的技術(shù)要求，為了便于讀者

理解，編者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了梳理，整理了這篇文章，希望對(duì)讀者有參考價(jià)值。

1. Bal-tec標(biāo)準(zhǔn)球桿

根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)VDI/VDE 2634 Part2的規(guī)定， Bal-tec標(biāo)準(zhǔn)球桿可以用來(lái)評(píng)價(jià)3D掃描儀長(zhǎng)度測(cè)

量的性能，從而確保其溯源性。用來(lái)評(píng)價(jià)3D掃描儀的長(zhǎng)度測(cè)量性能的參數(shù)是 Bal-tec球桿的

球心距，球心距是指球桿兩端球心之間的距離。

2. 球心距最大允許誤差SDMPE

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO10360-1的規(guī)定，球心距的最大允許誤差SDMPE=±(A+L/K) 和±B的較

小值（如下圖所示），其中，A是正常數(shù)，單位為um，由設(shè)備制造商提供，K是無(wú)

量綱常數(shù)，由設(shè)備制造商提供，L是被測(cè)長(zhǎng)度，單位為mm, B是最大允許誤差，單位

為um，由設(shè)備制造商提供。

3. Bal-tec標(biāo)準(zhǔn)器具的選擇

球桿的規(guī)格選擇參考如下的尺寸要求：

LP≥0.3L0

DP=(0.02…0.2)L0

式中：LP是球桿的長(zhǎng)度，L0是設(shè)備的測(cè)量范圍，DP是標(biāo)準(zhǔn)球的直徑。

4. 校準(zhǔn)程序

為了全面評(píng)價(jià)3D掃描儀在整個(gè)測(cè)量空間中的測(cè)量性能，需要在7個(gè)不同的位置測(cè)量

球桿的球心距，如下圖所示：

推薦的位置如下：

– 與測(cè)量空間邊緣的平行位置，如圖中的位置1和位置2；

– 與測(cè)量空間上表面（位置3）、前表面（位置4）、后表面（位置5）和側(cè)表面

（位置6）的對(duì)角線的平行位置；

– 與測(cè)量空間對(duì)角線的平行位置（位置7）。

5. 結(jié)果計(jì)算

使用Best-Fit的擬合方式，通過(guò)3D掃描的軟件計(jì)算出測(cè)量得到的球心距，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)

球桿校準(zhǔn)的球心距之間的比較，計(jì)算得出球心距測(cè)量的偏差，公式如下：

SD=La-Lr

式中：La是3D掃描儀測(cè)量得到的球心距，Lr是校準(zhǔn)得到的球心距。

6. 結(jié)果評(píng)價(jià)

每個(gè)位置測(cè)量得到的球心距偏差都需要不超過(guò)球心距最大允許誤差SDMPE，如果考

慮測(cè)量不確定度的話，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 14253-1可以將結(jié)果評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)放寬或加嚴(yán)，如下：

|SD|≤|SD|-U 適用于設(shè)備制造商

|SD|≤|SD|+U 適用于設(shè)備用戶

如果有一個(gè)且只有一個(gè)位置的球心距偏差超出了上述定義的評(píng)價(jià)界限，則在該位置

需要重新測(cè)量球心距，再次測(cè)量得到的結(jié)果在評(píng)價(jià)界限內(nèi)的話，表明設(shè)備是校準(zhǔn)通

過(guò)的，如仍然超差，則表明校準(zhǔn)不通過(guò)。

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