ICS 17.040.30 J 42 备案号：53597—2016
中华人民共和国机械行业标准
JB/T126372016
白光三维测量系统 White light 3D measuring systems
2016-01-15发布
2016-06-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T12637—2016
目 次
前言，
.I1
范围规范性引用文件.
1
2
3术语和定义 4型式.. 5要求.
5.1概述 5.2探测误差B... 5.3球心距测量误差 5.4平面测量误差. 5.5拼接误差 6检验条件. 7检验方法. 7.1探测误差. 7.2球心距测量误差 7.3平面测量误差 7.4拼接误差 8标志与包装， 8.1标志 8.2包装. 参考文献
n
图1白光三维测量系统示意图图2同一个测试球在测量空间中的不同位置图3标准球棒的摆放方位示意图图4球棒及球心距L的示意图，图5六个不同的测量方位图6标准长方体示意图，
0 JB/T12637—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国量具量仪标准化技术委员会（SAC/TC132）归口。 本标准负责起草单位：杭州先临三维科技股份有限公司。 本标准参加起草单位：浙江省计量科学研究院、成都工具研究所有限公司、深圳市计量质量检测研
究院、广西壮族自治区计量检测研究院、北京天远三维科技有限公司。
本标准主要起草人：赵晓波、潘贝、茅振华、叶怀储、姜志刚、许刚、 郭继平、苏翼雄、李仁举。 本标准为首次发布。
II JB/T12637—2016
白光三维测量系统
1范围
本标准规定了白光三维测量系统的术语和定义、型式、要求、检验条件、检验方法、标志与包装。 本标准适用于基于区域扫描的白光光学三维测量系统，也适用于蓝光、绿光、红外光、彩色光等光
学三维测量系统。
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/T191—2008 包装储运图示标志 GB/T4879—1999 防锈包装 GB/T5048—1999 防潮包装 GB6388—1986 运输包装收发货标志 GB/T9969—2008 工业产品使用说明书总则 GB/T14436—1993 工业产品保证文件总则 GB/T17163—2008 几何量测量器具术语基本术语 JB/T9329——1999 。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/T17163一2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
自光三维测量系统 whitelight3Dmeasuringsystems 通过投射光对空间物体表面进行照射，由探测器采集物体表面反射的光信息，经过软件处理得到特
定坐标系下被测表面的数字化三维坐标数据点，从而得出物体三维形貌的基于区域扫描的非接触式三维测量仪器。“白光”指投射在物体表面的除激光外的非相干光。 3.2
拼接误差alignmenterror EA 对标准件进行两次或两次以上的扫描测量，将多次扫描测量的数据配准后，计算得到的两端面距离
的测量值与校准值之差。
4型式
白光三维测量系统按照相机镜头数目的不同，可分为单目和多目。最常见的是双目，其型式示意图如图1所示。 JB/T12637—2016
自光三维测量系统
扫描物体
平台
说明： 1、2 -相机镜头： R 一投射光源。
图1白光三维测量系统示意图
5要求
5.1概述
白光三维测量系统的各项性能参数指标由制造商规定，制造商在说明书或使用手册的技术规格中应给出具体说明，同时给出所规定的相应技术参数指标所对应的系统配置。 5.2探测误差Ep
探测误差Ep不应超过其最大允许误差，探测误差Ep和其最大允许误差用微米表示。 5.3球心距测量误差
球心距测量误差Esp不应超过其最大允许误差，球心距测量误差Esp和其最大允许误差用微米表示。 5.4平面测量误差
平面测量误差E不应超过其最大允许误差。平面测量误差E和其最大允许误差用微米表示。 5.5拼接误差
拼接误差E不应超过其最大允许误差。拼接误差EA和其最大允许误差用微米表示。
6检验条件
白光三维测量系统应在室温为20℃土3℃、温度变化不应大于1℃/h、相对湿度不应大于75%的检验室内进行检验。检验地点的环境光照应相对稳定，无明显振动及气流抖动。
2 JB/T12637—2016
7检验方法
7.1探测误差 7.1.1测量方法
在白光三维测量系统的测量空间内将标准球分别置于至少10个不同位置进行测量，如图2所示。 标准球为由陶瓷、钢铁或其他合适的具有漫反射表面（非体反射）材料制成的球体。根据需要选择
球体直径D的尺寸，球直径D应为测量体积的体对角线长度的（0.02～0.2）倍。球体的形状误差应小于待测测量系统的探测误差的1/5。标准球应经校准溯源。
图2同一个测试球在测量空间中的不同位置
7.1.2数据处理
分别对每个位置测量的球面数据点进行最小二乘球面拟合，以该拟合球直径为结果（最多3%的数据点可以在计算中滤除）。探测误差Ep的计算见公式（1)。
Ep =[Dm - D-l
(1)
式中： Ep 探测误差，单位为微米（μm）； Dm一一直径测量值，单位为微米（μm)； D一直径校准值，单位为微米（um）。
7.1.3合格判定
若上述每个位置的探测误差值均未超出规定的最大允许误差限值，则判定合格。 若仅有一个位置的探测误差值超出规定的最大允许误差限值，则对该位置的探测误差值重新测量一
次，若重新测量得到的探测误差值不大于该最大允许误差限值，则判定合格；反之，判定为不合格。 7.2球心距测量误差 7.2.1测量方法
在白光三维测量系统的测量范围内，分别在7个不同位置扫描标准球棒，得到7次测量的三维点数据。标准球棒的摆放位置推荐采用图3所示的方位。
标准球棒为由陶瓷、钢铁或其他合适材料制成的形如哑铃球棒的物体（见图4），要测试的球表面对光漫反射。根据需要选择标准球棒的尺寸，标准球棒的球心距长度L应至少为测量体积的体对角线长度的30%，球直径应为测量体积的体对角线长度的2%～20%。标准球棒应经校准溯源。 JB/T12637—2016
H
说明： 1、2、3- 一长方体的边的平行线方向： 4、5、6 一长方体的前面、侧面和后面的对角线方向； 7一长方体的体对角线方向，
-
图3 标准球棒的摆放方位示意图
图4球棒及球心距L的示意图
7.2.2数据处理
分别对测得的7组球冠数据点进行最小二乘球面拟合，得出最小二乘球心，计算球心距Im（最多 0.3%的数据点可以在计算中滤除）。各位置球心距误差Esp的计算见公式（2）。
EsD =[m - lk/
(2)
式中： EsD 球心距误差，单位为微米（um）； Im -球心距测量值，单位为微米（um）； lk一—球心距校准值，单位为微米（μm）。
7.2.3合格判定
若上述7个位置测量的球心距误差值均未超出规定的最大允许误差限值，则判定合格。 若仅有一个位置的球心距测量误差值超出规定的最大允许误差限值，则对该位置的球心距误差值重
新测量一次，若重新测量得到的球心距误差值不大于该最大允许误差限值，则判定合格；反之，判定为不合格。 7.3平面测量误差 7.3.1测量方法
在白光三维测量系统的测量范围内，在6个不同的位置对标准平板进行测量。标准平板的摆放位置
4 JB/T12637—2016
推荐采用图5所示的方位。所有测量位置的测试平面近似垂直于xz平面，并且测量系统的视线平行于 z轴。如图5所示，在位置1、2、3上扫描时测试平面平行于xy平面，分别大致在测量空间的前部（1），中部（2）和后部（3）。在位置4和5上测量时测试平面分别平行于对角线FH和AC。在位置6上测量时测试平面在测量空间的一条体对角线上，如AG。
T
2
531
B
图5六个不同的测量方位
标准平板为由陶瓷、钢铁、铝或其他合适材料制成的标准平板，其工作表面对光漫反射。长方体的宽不应小于50mm，且长方体的长不应小于测量体积的体对角线的50%。工作表面本身的平面度误差应小于待检白光三维测量系统平面度测量误差的1/5。标准平板应经校准溯源。 7.3.2数据处理
分别对6个方位测得的平板表面数据点进行最小二乘平面拟合，计算各方位所有数据点（最多 0.3%的数据点可以在计算中滤除）到相应最小二乘平面的距离均方差。 7.3.3合格判定
若上述6个方位的平面测量误差值均未超出规定的最大允许误差限值，则判定合格。 若仅有一个方位的平面测量误差值超出规定的最大允许误差限值，则对该位置的平面测量误差值重
新测量一次，若重新测量得到的平面测量误差值不大于该最大允许误差限值，则判定合格；反之，判定为不合格。 7.4拼接误差 7.4.1测量方法
在白光三维测量系统的测量范围内将标准长方体放在7个不同的位置进行测量（见图3），测量方位示意图只代表大致的扫描方位，并不是完全按照图3的朝向来摆放标准长方体。在扫描过程中，可根据投射光的情况来适当倾斜标准长方体，使之能得到有效的扫描数据。在每个位置上测量标准长方体时，保持三维测量系统固定不动，并且测量体积空间固定不动，整个测量过程中只移动标准长方体进行拼接测量。扫描A端侧面后（扫描范围主要包括侧面A和顶面C)，翻转大约180°，再扫描B端侧面（扫描范围主要包括侧面B和顶面C)，如图6所示。拼接得到一个统一的模型后，再测量标准长方体的两端侧平面（A与B）的距离，计算其与校准距离的差值。
标准长方体由陶瓷、钢铁或其他合适的具有漫反射表面（非体反射）材料制成。根据需要选择标准长方体的尺寸La，理论上标准长方体的体对角线长度应不大于测量体积的体对角线长度的50%，长方体的测试长度应为测量体积的体对角线长度的30%60%。标准长方体经校准溯源，校准不确定度应明
5 ICS 17.040.30 J 42 备案号：53597—2016
中华人民共和国机械行业标准
JB/T126372016
白光三维测量系统 White light 3D measuring systems
2016-01-15发布
2016-06-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T12637—2016
目 次
前言，
.I1
范围规范性引用文件.
1
2
3术语和定义 4型式.. 5要求.
5.1概述 5.2探测误差B... 5.3球心距测量误差 5.4平面测量误差. 5.5拼接误差 6检验条件. 7检验方法. 7.1探测误差. 7.2球心距测量误差 7.3平面测量误差 7.4拼接误差 8标志与包装， 8.1标志 8.2包装. 参考文献
n
图1白光三维测量系统示意图图2同一个测试球在测量空间中的不同位置图3标准球棒的摆放方位示意图图4球棒及球心距L的示意图，图5六个不同的测量方位图6标准长方体示意图，
0 JB/T12637—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国量具量仪标准化技术委员会（SAC/TC132）归口。 本标准负责起草单位：杭州先临三维科技股份有限公司。 本标准参加起草单位：浙江省计量科学研究院、成都工具研究所有限公司、深圳市计量质量检测研
究院、广西壮族自治区计量检测研究院、北京天远三维科技有限公司。
本标准主要起草人：赵晓波、潘贝、茅振华、叶怀储、姜志刚、许刚、 郭继平、苏翼雄、李仁举。 本标准为首次发布。
II JB/T12637—2016
白光三维测量系统
1范围
本标准规定了白光三维测量系统的术语和定义、型式、要求、检验条件、检验方法、标志与包装。 本标准适用于基于区域扫描的白光光学三维测量系统，也适用于蓝光、绿光、红外光、彩色光等光
学三维测量系统。
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/T191—2008 包装储运图示标志 GB/T4879—1999 防锈包装 GB/T5048—1999 防潮包装 GB6388—1986 运输包装收发货标志 GB/T9969—2008 工业产品使用说明书总则 GB/T14436—1993 工业产品保证文件总则 GB/T17163—2008 几何量测量器具术语基本术语 JB/T9329——1999 。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/T17163一2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
自光三维测量系统 whitelight3Dmeasuringsystems 通过投射光对空间物体表面进行照射，由探测器采集物体表面反射的光信息，经过软件处理得到特
定坐标系下被测表面的数字化三维坐标数据点，从而得出物体三维形貌的基于区域扫描的非接触式三维测量仪器。“白光”指投射在物体表面的除激光外的非相干光。 3.2
拼接误差alignmenterror EA 对标准件进行两次或两次以上的扫描测量，将多次扫描测量的数据配准后，计算得到的两端面距离
的测量值与校准值之差。
4型式
白光三维测量系统按照相机镜头数目的不同，可分为单目和多目。最常见的是双目，其型式示意图如图1所示。 JB/T12637—2016
自光三维测量系统
扫描物体
平台
说明： 1、2 -相机镜头： R 一投射光源。
图1白光三维测量系统示意图
5要求
5.1概述
白光三维测量系统的各项性能参数指标由制造商规定，制造商在说明书或使用手册的技术规格中应给出具体说明，同时给出所规定的相应技术参数指标所对应的系统配置。 5.2探测误差Ep
探测误差Ep不应超过其最大允许误差，探测误差Ep和其最大允许误差用微米表示。 5.3球心距测量误差
球心距测量误差Esp不应超过其最大允许误差，球心距测量误差Esp和其最大允许误差用微米表示。 5.4平面测量误差
平面测量误差E不应超过其最大允许误差。平面测量误差E和其最大允许误差用微米表示。 5.5拼接误差
拼接误差E不应超过其最大允许误差。拼接误差EA和其最大允许误差用微米表示。
6检验条件
白光三维测量系统应在室温为20℃土3℃、温度变化不应大于1℃/h、相对湿度不应大于75%的检验室内进行检验。检验地点的环境光照应相对稳定，无明显振动及气流抖动。
2 JB/T12637—2016
7检验方法
7.1探测误差 7.1.1测量方法
在白光三维测量系统的测量空间内将标准球分别置于至少10个不同位置进行测量，如图2所示。 标准球为由陶瓷、钢铁或其他合适的具有漫反射表面（非体反射）材料制成的球体。根据需要选择
球体直径D的尺寸，球直径D应为测量体积的体对角线长度的（0.02～0.2）倍。球体的形状误差应小于待测测量系统的探测误差的1/5。标准球应经校准溯源。
图2同一个测试球在测量空间中的不同位置
7.1.2数据处理
分别对每个位置测量的球面数据点进行最小二乘球面拟合，以该拟合球直径为结果（最多3%的数据点可以在计算中滤除）。探测误差Ep的计算见公式（1)。
Ep =[Dm - D-l
(1)
式中： Ep 探测误差，单位为微米（μm）； Dm一一直径测量值，单位为微米（μm)； D一直径校准值，单位为微米（um）。
7.1.3合格判定
若上述每个位置的探测误差值均未超出规定的最大允许误差限值，则判定合格。 若仅有一个位置的探测误差值超出规定的最大允许误差限值，则对该位置的探测误差值重新测量一
次，若重新测量得到的探测误差值不大于该最大允许误差限值，则判定合格；反之，判定为不合格。 7.2球心距测量误差 7.2.1测量方法
在白光三维测量系统的测量范围内，分别在7个不同位置扫描标准球棒，得到7次测量的三维点数据。标准球棒的摆放位置推荐采用图3所示的方位。
标准球棒为由陶瓷、钢铁或其他合适材料制成的形如哑铃球棒的物体（见图4），要测试的球表面对光漫反射。根据需要选择标准球棒的尺寸，标准球棒的球心距长度L应至少为测量体积的体对角线长度的30%，球直径应为测量体积的体对角线长度的2%～20%。标准球棒应经校准溯源。 JB/T12637—2016
H
说明： 1、2、3- 一长方体的边的平行线方向： 4、5、6 一长方体的前面、侧面和后面的对角线方向； 7一长方体的体对角线方向，
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图3 标准球棒的摆放方位示意图
图4球棒及球心距L的示意图
7.2.2数据处理
分别对测得的7组球冠数据点进行最小二乘球面拟合，得出最小二乘球心，计算球心距Im（最多 0.3%的数据点可以在计算中滤除）。各位置球心距误差Esp的计算见公式（2）。
EsD =[m - lk/
(2)
式中： EsD 球心距误差，单位为微米（um）； Im -球心距测量值，单位为微米（um）； lk一—球心距校准值，单位为微米（μm）。
7.2.3合格判定
若上述7个位置测量的球心距误差值均未超出规定的最大允许误差限值，则判定合格。 若仅有一个位置的球心距测量误差值超出规定的最大允许误差限值，则对该位置的球心距误差值重
新测量一次，若重新测量得到的球心距误差值不大于该最大允许误差限值，则判定合格；反之，判定为不合格。 7.3平面测量误差 7.3.1测量方法
在白光三维测量系统的测量范围内，在6个不同的位置对标准平板进行测量。标准平板的摆放位置
4 JB/T12637—2016
推荐采用图5所示的方位。所有测量位置的测试平面近似垂直于xz平面，并且测量系统的视线平行于 z轴。如图5所示，在位置1、2、3上扫描时测试平面平行于xy平面，分别大致在测量空间的前部（1），中部（2）和后部（3）。在位置4和5上测量时测试平面分别平行于对角线FH和AC。在位置6上测量时测试平面在测量空间的一条体对角线上，如AG。
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图5六个不同的测量方位
标准平板为由陶瓷、钢铁、铝或其他合适材料制成的标准平板，其工作表面对光漫反射。长方体的宽不应小于50mm，且长方体的长不应小于测量体积的体对角线的50%。工作表面本身的平面度误差应小于待检白光三维测量系统平面度测量误差的1/5。标准平板应经校准溯源。 7.3.2数据处理
分别对6个方位测得的平板表面数据点进行最小二乘平面拟合，计算各方位所有数据点（最多 0.3%的数据点可以在计算中滤除）到相应最小二乘平面的距离均方差。 7.3.3合格判定
若上述6个方位的平面测量误差值均未超出规定的最大允许误差限值，则判定合格。 若仅有一个方位的平面测量误差值超出规定的最大允许误差限值，则对该位置的平面测量误差值重
新测量一次，若重新测量得到的平面测量误差值不大于该最大允许误差限值，则判定合格；反之，判定为不合格。 7.4拼接误差 7.4.1测量方法
在白光三维测量系统的测量范围内将标准长方体放在7个不同的位置进行测量（见图3），测量方位示意图只代表大致的扫描方位，并不是完全按照图3的朝向来摆放标准长方体。在扫描过程中，可根据投射光的情况来适当倾斜标准长方体，使之能得到有效的扫描数据。在每个位置上测量标准长方体时，保持三维测量系统固定不动，并且测量体积空间固定不动，整个测量过程中只移动标准长方体进行拼接测量。扫描A端侧面后（扫描范围主要包括侧面A和顶面C)，翻转大约180°，再扫描B端侧面（扫描范围主要包括侧面B和顶面C)，如图6所示。拼接得到一个统一的模型后，再测量标准长方体的两端侧平面（A与B）的距离，计算其与校准距离的差值。
标准长方体由陶瓷、钢铁或其他合适的具有漫反射表面（非体反射）材料制成。根据需要选择标准长方体的尺寸La，理论上标准长方体的体对角线长度应不大于测量体积的体对角线长度的50%，长方体的测试长度应为测量体积的体对角线长度的30%60%。标准长方体经校准溯源，校准不确定度应明
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