JJF(陕) 036-2020 单相机摄影测量系统校准规范

JJF(陕11-16发布2021-05-16实施JJF(陕)036－2020CalibrationSpecifiJJF(陕)036－2020 JJF(陕)036－2020本规范参考了VDI/VDE2634《基于逐点探测成像的光学三维测量系统》，并结合我国目前单相机摄影测量系统实际生产和使用情况，对其具体技术指标和1本规范适用于基于目标点成像的单相机摄影测量系统的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：VDI/VDE2634基于逐点探测成像的光学三维测量系统凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3.1标准球Standardball用反光标志点定义球心位置坐标的量规，见图3所示。3.2球杆Ballbar由一根刚性杆连接两个直径相同的标准球组成的量规，见图3所示。3.3基准尺Scalebar一根布置有反光标志点的刚性杆，用于定义标准长度尺寸的量规，见图1所示。单相机摄影测量系统是由数码相机、基准尺、反光标志(可分为编码标志和测量标志)和笔记本电脑组成，如图1所示。它是一套非接触式光学三维测量系统，其可从两个(或多个)位置拍摄同一物体，以获取在不同视角下的图像。利用多次自由拍摄的图像，以图像之间的对应匹配关系为输入条件，通过三角测量原理，求解相机成像参数、各次拍摄时的相机位姿参数以及匹配点的三维空间坐标，如图2所示。25计量特性5.1坐标位置重复性(σ)5.2空间长度示值误差(△L)6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度：(20±5)℃,相对湿度：30%～80%。6.1.2校准前平衡温度时间不少于2小时。6.2校准项目和校准用标准器及其他设备校准项目和校准用标准器及其他设备见表1。序号校准项目12空间长度示值误差JJF(陕)036－20203在校准时为了达到最佳测量效果，在测量场布置和拍照测b)重叠区域，至少包含3个共同的编码标志，且不校准前检查：被校准的单相机摄影测量系统标识应完整，表面应有清晰的制造厂名或商标、型号、出厂编号等。基准尺上的反射点和各专a)建议在不小于3m×3m×3m的空4志用于求解坐标值，编码标志用于相片的衔接和匹配。布置方式参照6.3其他要求。c)如图4所示，在测量场中放置3个标准球，使其固定在刚性底座或支架上，保证其不在一条直线上并且稳固可靠。将基准尺(建议不少于2根)放置在标准球旁，保证镜头一次取景能包括标准球和基准尺。在测量场中围绕标准球距离大约2m左右范围内，按交会条件选择位置、角度对标准球进行1组拍照测量。用同样方法重复测量5组。e)将拍照获得的数据导入系统软件，在同一坐标系下，分别可得3个标准球的各5组球心用任一基准尺的实际值为基准长度，计算标准球各组球心坐标值相对第1组球心坐标值偏D,=√X;+1-x₁)²+(Y,+1-Y₁)²+以均方根误差RMSE为坐标位置重复性σ,计算见公式(2):7.2空间长度示值误差a)在同一测量场中将球杆按图5所示姿态1～7依次摆放，保证其稳固可靠。将基准尺(建议不少于2根)放置在球杆旁，保证镜头一次取景能包括球杆和基准尺。5c)将拍照获得的数据导入系统软件，得到球杆上标准球的球心坐标测量值(X,Y,Z)。d)用任一基准尺的实际值为基准长度，计算可得到7个相应位置的球心距测量值L;(i=1,2,3,…,7,j=1,2,3)。空间长度示值误差△L,计算见公式(3):8校准结果表达9复校时间间隔建议复效时间间隔不超过2年，由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间JJF(陕)036－20206校准依据：JJF（陕）XX—XXXX《单相机1XYZσP1P2JJF(陕)036－2020P32Lcal（mm）L1（mm）L2（mm）L3（mm）测量不确定度U=校准人员：核验人员：JJF(陕)036－20208b）实验室的名称和地址；）；），h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效表B.1校准证书内页推荐格式12JJF(陕)036－20209C.1.1测量依据：JJF（陕）XX—XXXX《单相机摄影在3m×3m×3m的空间范围内布置测量场，在测量场中布置具有明），=L-LcalLcal—标准球杆的参考值，mm；u(y)[ciu(xi)]2u(Li)—测量重复性引入的标准不确定度分量；JJF(陕)036－2020灵敏系数:(Li)2(Lcal)(Li)2(Lcal)u(Li)u2(Li)u2(Lcal)u1(Lcal)2.5μmC.4.1.3标准球杆的线膨胀系数测量误差引入-6u3C.4.1.4基准尺的线膨胀系数测量误差引入u4则:JJF(陕)036－2020 12345678902i1xix02i1u(LI)表D.2标