汉振分享 | 3D相机精度测试方法介绍

 01 引言

精度作为评价工业级3D相机重要的性能指标之一，主要分为精密度和准确度。在VDI/VDE 2634 Part2中，主要分为球直径的探测误差、球心距的测量误差、标准平板的平面测量误差及拼接误差来描述3D相机的精度。

02  球直径探测误差

将具有漫反射的标准球分别置于三维空间内至少10个不同的位置并进行测量。

对每次获得的点云进行小二乘球面拟合得到直径Dm，注意拟合过程中多可滤除0.3%的数据点。

探测误差Ep=|Dm-Dr|，其中Dr为校准值，Dm为测量值。

注意：选择标准球时，球直径D应为测量空间内体对角线长度的0.02~0.2倍，且球体本身的形状误差应小于待测系统探测误差的1/5。

03  球心距测量误差

将具有漫反射的标准球棒分别置于三维空间内至少7个不同的位置并进行测量。

对至少7组以上的点云数据进行小二乘球面拟合，得出小二乘球心，并计算球心距。注意拟合过程中多可滤除0.3%的数据点。

ESD=|lm-lk|，其中lk为球心距校准值，lm为球心距测量值。

注意：球棒长度L应至少为测量空间内体对角线的30%，球直径为体对角线的2%~20%。

04  平面度测量误差

将具有漫反射的标准平板分别置于三维空间内至少6个不同的位置并进行测量。

对至少6次以上的点云数据进行小二乘平面拟合，分别计算各方位所有数据到相应小二乘拟合平面的距离标准偏差。平面拟合时多可滤除0.3%的数据点。

注意：平板长度不应小于体对角线的1/2，且平板本身的平面度误差应小于系统平面度测量误差的1/5。

05总结

对于需要获得工件尺寸信息或空间坐标的项目来说，如3D定位抓取、3D尺寸测量，3D相机的测量精度应满足要求，球直径探测误差可以理解为3D相机当前测试条件下的测量精度，当然探测误差会因环境、方法等条件的不同会有所差异。而对于一些仅依赖相对位置信息的缺陷检测项目来说，如平面度检测，首先需要保证点云数据的重复性要好，即使位置有所偏差也不影响检测结果。

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