01 引言

精度作為評價工業(yè)級3D相機(jī)重要的性能指標(biāo)之一，主要分為精密度和準(zhǔn)確度。在VDI/VDE 2634 Part2中，主要分為球直徑的探測誤差、球心距的測量誤差、標(biāo)準(zhǔn)平板的平面測量誤差及拼接誤差來描述3D相機(jī)的精度。

02  球直徑探測誤差

將具有漫反射的標(biāo)準(zhǔn)球分別置于三維空間內(nèi)至少10個不同的位置并進(jìn)行測量。

對每次獲得的點云進(jìn)行小二乘球面擬合得到直徑Dm，注意擬合過程中多可濾除0.3%的數(shù)據(jù)點。

探測誤差Ep=|Dm-Dr|，其中Dr為校準(zhǔn)值，Dm為測量值。

注意：選擇標(biāo)準(zhǔn)球時，球直徑D應(yīng)為測量空間內(nèi)體對角線長度的0.02~0.2倍，且球體本身的形狀誤差應(yīng)小于待測系統(tǒng)探測誤差的1/5。

03  球心距測量誤差

將具有漫反射的標(biāo)準(zhǔn)球棒分別置于三維空間內(nèi)至少7個不同的位置并進(jìn)行測量。

對至少7組以上的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行小二乘球面擬合，得出小二乘球心，并計算球心距。注意擬合過程中多可濾除0.3%的數(shù)據(jù)點。

ESD=|lm-lk|，其中lk為球心距校準(zhǔn)值，lm為球心距測量值。

注意：球棒長度L應(yīng)至少為測量空間內(nèi)體對角線的30%，球直徑為體對角線的2%~20%。

04  平面度測量誤差

將具有漫反射的標(biāo)準(zhǔn)平板分別置于三維空間內(nèi)至少6個不同的位置并進(jìn)行測量。

對至少6次以上的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行小二乘平面擬合，分別計算各方位所有數(shù)據(jù)到相應(yīng)小二乘擬合平面的距離標(biāo)準(zhǔn)偏差。平面擬合時多可濾除0.3%的數(shù)據(jù)點。

注意：平板長度不應(yīng)小于體對角線的1/2，且平板本身的平面度誤差應(yīng)小于系統(tǒng)平面度測量誤差的1/5。

05總結(jié)

對于需要獲得工件尺寸信息或空間坐標(biāo)的項目來說，如3D定位抓取、3D尺寸測量，3D相機(jī)的測量精度應(yīng)滿足要求，球直徑探測誤差可以理解為3D相機(jī)當(dāng)前測試條件下的測量精度，當(dāng)然探測誤差會因環(huán)境、方法等條件的不同會有所差異。而對于一些僅依賴相對位置信息的缺陷檢測項目來說，如平面度檢測，首先需要保證點云數(shù)據(jù)的重復(fù)性要好，即使位置有所偏差也不影響檢測結(jié)果。

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