地面移動(dòng)式三維激光掃描系通用技術(shù)要求

ICS43.150;33.200

CCSM50/59

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ZKJXX0000XX-2023

地面移動(dòng)式三維激光掃描系通用技術(shù)要求

Performancerequirementsforgroundmobile3Dlaserscanningsystem

（征求意見(jiàn)稿）

中關(guān)村空間信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

T/ZKJXX000XX-202X

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。

本標(biāo)準(zhǔn)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本標(biāo)準(zhǔn)由中關(guān)村空間信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由中關(guān)村空間信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院、征圖三維（北京）激光技術(shù)有限公司、北京三鼎光

電儀器有限公司。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：許原、梁煒、高偉、檀恒宇、高春柳、仲崇霞、吳錦鐵、蓋旭剛、何巖、賓煦、

蔣周舟。

本標(biāo)準(zhǔn)202X年XX月XX日首次發(fā)布。

III

T/ZKJXX000XX-202X

地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)性能要求

1范圍

本文件規(guī)定了基于SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法應(yīng)用于地面空間環(huán)境數(shù)據(jù)

采集的地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)，包括硬件和軟件。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于基于SLAM原理非機(jī)動(dòng)移動(dòng)式（包括手持式、可穿戴式、推車式）采集和輸出三維

激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)），不適用機(jī)載、車載三維激光掃描

測(cè)量系統(tǒng)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于

本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB2423.1-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)A：低溫

GB2423.2-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)B：高溫

GB7247.1-2012激光產(chǎn)品的安全第1部分：設(shè)備分類、要求

GB2423.-2016電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Cab：恒定濕熱試驗(yàn)

GB17626.3-2016射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)

GB17626.2-2018靜電放電抗擾度試驗(yàn)

GB4824-2019《工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測(cè)量方法》

YD/T2407-2013移動(dòng)智能終端安全能力技術(shù)要求

YD/T2408-2013移動(dòng)智能終端安全能力測(cè)試方法

JJF1406-2013地面激光掃描儀校準(zhǔn)規(guī)范

CH/Z3017-2015地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程

T/CAGIS1-2019空間三維模型數(shù)據(jù)格式

JCGM200:2012Internationalvocabularyofmetrology—Basicandgeneralconceptsand

associatedterms（VIM）

ASMEB89.4.19-2021PerformanceEvaluationoflaser-BasedSphericalCoordinate

MeasurementSystems

VDI/VDE2634-2Optical3Dmeasuringsystems-Opticalsystemsbasedonscanning

3術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)

3.1術(shù)語(yǔ)和定義

3.1.1

同時(shí)定位與制圖Simultaneouslocalizationandmapping（SLAM）（同步，出處）

在未知環(huán)境中從一個(gè)未知位置開(kāi)始移動(dòng),在移動(dòng)過(guò)程中根據(jù)位置和地圖進(jìn)行自身定位，同時(shí)在自身

定位的基礎(chǔ)上建造增量式地圖，實(shí)現(xiàn)機(jī)器自主定位和導(dǎo)航。

3.1.2

地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)mobilethree-dimensionallaserscanningsystems

基于SLAM算法原理，能夠在地面空間環(huán)境移動(dòng)采集空間三維環(huán)境數(shù)據(jù)，并能將采集的數(shù)據(jù)以激

光點(diǎn)云的形式存儲(chǔ)并輸出的作業(yè)系統(tǒng)。

3.1.3

1

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標(biāo)靶target

具有幾何中心并可用于校準(zhǔn)的掃描目標(biāo)，本標(biāo)準(zhǔn)采用球型標(biāo)靶和板型標(biāo)靶兩種。

3.1.4

絕對(duì)距離absolutedistance

系統(tǒng)內(nèi)部坐標(biāo)系的原點(diǎn)（距離測(cè)量的起算點(diǎn)）到標(biāo)靶中心之間的距離。

3.1.5

相對(duì)距離relativedistance

系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量的絕對(duì)距離推算出的不同標(biāo)靶中心之間的距離。

3.1.6

參考距離referencedistance

作為參考值的標(biāo)靶中心之間的距離。

3.1.7

球棒ballbar

通過(guò)剛性結(jié)構(gòu)連接的兩個(gè)直徑相同的球型標(biāo)靶構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)器。

3.1.8

標(biāo)靶盤targetboard

具備固定長(zhǎng)、寬及厚度的矩形剛性穩(wěn)定的板型靶標(biāo)。

3.1.9

徑向距離示值誤差

沿測(cè)量軸方向相對(duì)距離測(cè)得值與參考值之差，在不同距離下測(cè)得值應(yīng)小于產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)給出的

MPEADM。

3.1.10

空間距離示值誤差

對(duì)空間不同距離和方位的標(biāo)靶進(jìn)行掃描測(cè)量時(shí)，相對(duì)距離測(cè)得值與參考值之差。

3.1.11

激光絕對(duì)測(cè)距儀laserabsolutedistancemeter(ADM)

發(fā)射激光測(cè)量從跟蹤器到遠(yuǎn)程目標(biāo)（反射器）絕對(duì)距離的激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)。

3.1.12

激光干涉測(cè)量?jī)xlaserinterferometer（IFM）

利用邁克耳遜干涉原理測(cè)量位移的長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)。

3.1.13

最大允許誤差maximumpermissibleerror（MPE）

對(duì)于給定測(cè)量、測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)，規(guī)范或規(guī)程允許的相對(duì)已知參考值的測(cè)量誤差極限值。

3.2縮略語(yǔ)

下列縮略語(yǔ)適用于本文件。

SLAM——SimultaneousLocalizationandMapping，即時(shí)定位與地圖構(gòu)建

CML——ConcurrentMappingandLocalization，并發(fā)定位與建圖

LIDAR——LightDetectionandRanging，激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱激光雷達(dá)

LADAR——LaserDetectionandRanging，LaserRadar，激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱激光雷達(dá)

IMU——InertialMeasurementUnit，慣性測(cè)量單元

MPEADM——maximumpermissibleerrorADM，使用ADM作為激光跟蹤器測(cè)距子系統(tǒng)執(zhí)行指定長(zhǎng)

度測(cè)量的MPE

MPEIFM——maximumpermissibleerrorIFM，使用IFM作為激光跟蹤器測(cè)距子系統(tǒng)執(zhí)行指定長(zhǎng)

度測(cè)量的MPE。

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4概述

地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)是一種可主動(dòng)發(fā)射激光束探測(cè)周遭空間環(huán)境,并回收采集空間中點(diǎn)的

位置信息加以記錄處理的測(cè)量掃描系統(tǒng)。通過(guò)移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)對(duì)于具備高精度尺度及點(diǎn)位信

息數(shù)據(jù)環(huán)境的采集，利用環(huán)境中的標(biāo)靶及參考數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，提供一種精確的、直觀的、可比較的、可

追溯的高精度的測(cè)試驗(yàn)證環(huán)境，對(duì)移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)的精度、效能等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，可應(yīng)用

于室內(nèi)數(shù)字地圖，建筑施工，測(cè)量測(cè)繪等行業(yè)的系統(tǒng)測(cè)試。

4.1基本結(jié)構(gòu)

地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)一般由三維激光雷達(dá)、IMU慣性測(cè)量單元、CPU、作業(yè)控制和顯示

單元、輸入輸出接口、供電模塊及輔助定位傳感器（如衛(wèi)星導(dǎo)航傳感器、全景相機(jī)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定

位、磁強(qiáng)計(jì)等傳感器）、數(shù)據(jù)后處理軟件和成果展示瀏覽軟件等組成，可在移動(dòng)中快速、連續(xù)、大

量地采集空間點(diǎn)位信息，建立掃描目標(biāo)的三維點(diǎn)云模型。

宜支持GNSS、Wifi/藍(lán)牙、地磁、氣壓等輔助定位。

GNSS/INS等

硬件系統(tǒng)

輔助定位模塊

三維激光CPU作業(yè)控制和

雷達(dá)顯示單元

數(shù)據(jù)接口

I/O移動(dòng)供電

模塊

數(shù)據(jù)后處理成果展示瀏

軟件系統(tǒng)

軟件覽軟件

圖1系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框架圖

4.2外觀

系統(tǒng)外觀應(yīng)無(wú)銹蝕、銹斑、裂紋、褪色、污跡、變形、鍍涂層脫落，亦無(wú)明顯劃痕、毛刺；塑

料件應(yīng)無(wú)起泡、開(kāi)裂、變形；灌注物應(yīng)無(wú)溢出等現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)件與控制組件應(yīng)完整，無(wú)機(jī)械損傷。

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4.3銘牌

銘牌應(yīng)有清晰耐久的銘牌標(biāo)志。銘牌應(yīng)安裝在主機(jī)外表面的醒目位置，銘牌尺寸應(yīng)與主機(jī)結(jié)構(gòu)

尺寸相適宜。

銘牌應(yīng)包括下列內(nèi)容：

——名稱、型號(hào)及規(guī)格；

——制造廠名及商標(biāo)；

——出廠年月及編號(hào)；

——執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。

4.4材質(zhì)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)件應(yīng)具備良好的溫度特性，以保證其在額定工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)的測(cè)量精度。

應(yīng)符合WEEE指令（2002/96/EC）和RoHS指令（2002/95/EC）的規(guī)定，產(chǎn)品中鉛(Pb)，鎘(Cd)，

汞(Hg)，六價(jià)鉻(Cr6+)，多溴聯(lián)苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDEs)的含量應(yīng)小于最高限量指標(biāo)：

——鎘：0.01%（100ppm);

——鉛、汞、六價(jià)鉻，多溴聯(lián)苯，多溴二苯醚：0.1%(1000ppm)。

5功能要求

5.1激光束發(fā)射、回收功能

移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)應(yīng)具備激光束發(fā)射和回收功能，通過(guò)工作狀態(tài)顯示屏或APP端方式顯

示設(shè)備工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集時(shí)長(zhǎng)、數(shù)據(jù)采集環(huán)境顯示狀態(tài)信息。

5.2項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理功能

移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)應(yīng)具備采集、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件的管理功能，可簡(jiǎn)便完成文件的刪除、復(fù)

制和導(dǎo)出等基礎(chǔ)操作。

5.3系統(tǒng)自檢功能

移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)應(yīng)具備在數(shù)據(jù)項(xiàng)目采集之前進(jìn)行自身設(shè)備檢查校準(zhǔn)，如發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)

故障即時(shí)通過(guò)顯示屏或者APP端顯示故障信息或代碼的功能。

通過(guò)在被測(cè)環(huán)境中合理的路徑規(guī)劃和移動(dòng)掃描，系統(tǒng)應(yīng)具備記錄被測(cè)物體表面一定密度的點(diǎn)的

三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息的并復(fù)建出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)的能

力。

5.4全景圖像采集功能

系統(tǒng)宜具備激光掃描時(shí)360度全景同步攝影能力，且刻通過(guò)后處理將點(diǎn)云數(shù)據(jù)和全景攝影圖像

數(shù)據(jù)進(jìn)行融合建模的能力。

5.5定位功能

系統(tǒng)掃描作業(yè)時(shí)，應(yīng)具備基于激光雷達(dá)和IMU實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)建圖和定位的能力，宜具備包含

GNSS、Wifi、藍(lán)牙、磁強(qiáng)計(jì)、等輔助定位傳感器。

5.6數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)功能

系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)時(shí)將各傳感器采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)的功能，系統(tǒng)存儲(chǔ)器容量和電池容量

應(yīng)支持戶外獨(dú)立工作1小時(shí)以上。

4

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5.7數(shù)據(jù)傳輸端口

根據(jù)用戶作業(yè)習(xí)慣及數(shù)據(jù)傳輸需要設(shè)置接口，應(yīng)具備WLAN、USB及SD卡等數(shù)據(jù)傳輸（包括但不

僅限于）方式。

5.8熱插拔供電功能

系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)時(shí)電池電量監(jiān)視和低電量報(bào)警功能，宜具備備用供電回路自動(dòng)切換功能，在主供

電電池電量不足時(shí)，可實(shí)現(xiàn)不關(guān)機(jī)條件下完成電池?zé)岵灏巍?/p>

5.9質(zhì)量與穿戴方式

穿戴式產(chǎn)品系統(tǒng)總質(zhì)量（包括備用電池）宜小于10kg，對(duì)于推車式設(shè)備系統(tǒng)總質(zhì)量（包括備用

電池）宜小于20kg。

6性能要求

6.1數(shù)據(jù)獲取范圍

基于環(huán)境中材質(zhì)不同應(yīng)具備：

白色材質(zhì)90%反射率狀態(tài)下，數(shù)據(jù)有效獲取范圍120m；

深灰色材質(zhì)10%反射率狀態(tài)下，數(shù)據(jù)獲取有效取范圍100m；

黑色材質(zhì)2%反射率狀態(tài)下，數(shù)據(jù)獲取有效取范圍100m。

6.2閉環(huán)和非閉環(huán)作業(yè)相對(duì)精度

在額定作業(yè)環(huán)境下，10分鐘閉環(huán)路徑下無(wú)控制數(shù)據(jù)，采集完成數(shù)據(jù)處理并輸出點(diǎn)云相對(duì)精度應(yīng)

優(yōu)于10cm。100m作業(yè)范圍

在額定作業(yè)環(huán)境下，10分鐘非閉環(huán)路徑下無(wú)控制數(shù)據(jù)，采集完成數(shù)據(jù)處理并輸出點(diǎn)云相對(duì)精度

應(yīng)優(yōu)于10cm。

6.3點(diǎn)云厚度

對(duì)同一被測(cè)平面的掃描獲得的點(diǎn)云，其厚度最大值應(yīng)小于5cm。

6.4點(diǎn)云分辨率

點(diǎn)云分辨率應(yīng)優(yōu)于10cm。

6.5徑向距離最大允許誤差

徑向距離測(cè)量最大允許誤差應(yīng)小于5cm。

6.6空間距離最大允許誤差

絕對(duì)距離測(cè)量最大允許誤差應(yīng)小于5cm。

6.7長(zhǎng)直線環(huán)境下的軌跡誤差

在環(huán)境幾何特征較弱的長(zhǎng)直線環(huán)境下掃描，軌跡誤差優(yōu)于5cm

6.8數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間

根據(jù)用戶對(duì)采集數(shù)據(jù)質(zhì)量和規(guī)模的需要配置存儲(chǔ)器，應(yīng)具備500GB以上的存儲(chǔ)空間。

6.9氣候環(huán)境適應(yīng)性

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應(yīng)具備在-30℃-+30℃環(huán)境下正常開(kāi)機(jī)作業(yè)；

應(yīng)具備防塵防水保護(hù)（IP）等級(jí)43及以上；

應(yīng)具備環(huán)境的相對(duì)濕度值在10%~30%的范圍內(nèi)無(wú)冷凝。

6.10電磁兼容性

6.10.1靜電放電抗擾度

按照GB/T17626.2-2018中8.3的要求進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)等級(jí)3級(jí)條件下，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合

GB/T17626.2-2018中9試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)c類或以上的要求。

6.10.2射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度

按照GB/T17626.3-2016中8.2的要求進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)等級(jí)3級(jí)條件下，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合

GB/T17626.2-2018中9試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)c類或以上的要求。

6.10.3電磁輻射騷擾

按照GB4824-2019《工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測(cè)量方法》中9的要求進(jìn)行

試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合6.3.2規(guī)定的限制。

6.11氣候環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)

高溫試驗(yàn)按照GB2423.2-2008中第6部分的試驗(yàn)方法進(jìn)行，低溫試驗(yàn)按照GB2423.1-2008中

第6的試驗(yàn)方法進(jìn)行，濕熱試驗(yàn)按照GB2423.-2016中第4部分的試驗(yàn)方法進(jìn)行。試驗(yàn)的嚴(yán)酷等級(jí)

根據(jù)6.5的要求確定，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間24h。

6.12信息安全試驗(yàn)

信息安全試驗(yàn)方法按照YD/T2408-2013中7.1.2的方法進(jìn)行。

7安全要求

7.1光輻射安全

掃描系統(tǒng)集成的激光雷達(dá)應(yīng)滿足GB7247.13中光輻射安全等級(jí)1級(jí)要求，保證使用者和環(huán)境中

其他人的健康安全。

7.2電氣安全

其電纜和接線、電源切斷開(kāi)關(guān)及安全裝置等常規(guī)電氣參數(shù)的要求應(yīng)滿足GB10320中4的要求。

7.3信息安全能力要求

系統(tǒng)信息安全能力應(yīng)滿足YD/T2407-2013中5.2的要求。同時(shí)，測(cè)量作業(yè)成果數(shù)據(jù)的處理和展

示在未經(jīng)用戶授權(quán)許可的條件下應(yīng)保持在離線模式下完成。

8驗(yàn)收方法

8.1環(huán)境條件

驗(yàn)收時(shí)環(huán)境溫度范圍為（20±10）℃，環(huán)境相對(duì)濕度≤80%。

8.2檢驗(yàn)規(guī)則

檢驗(yàn)有出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。凡遇下列情況之一者，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：

——新產(chǎn)品完成；

——設(shè)計(jì)、材料或工藝上的變更足以引起某些性能發(fā)生變化；

——出廠檢驗(yàn)的結(jié)果與以前進(jìn)行的型式檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)生不可容許的偏差；

6

T/ZKJXX000XX-202X

——定期質(zhì)量抽查檢驗(yàn)。

檢驗(yàn)的樣品有送檢樣品和抽檢樣品。檢驗(yàn)要規(guī)定判定產(chǎn)品為合格或不合格的條件；規(guī)定不合格

產(chǎn)品再次提出檢驗(yàn)的復(fù)驗(yàn)規(guī)則。

型式檢驗(yàn)可采用統(tǒng)計(jì)評(píng)定的抽樣檢驗(yàn)，或?yàn)榱撕?jiǎn)化只在一個(gè)樣品上進(jìn)行。抽樣檢驗(yàn)要規(guī)定抽樣

方案，抽樣和取樣方法，判定規(guī)則及復(fù)驗(yàn)規(guī)則。

8.3外觀及工作正常性檢查

系統(tǒng)外觀應(yīng)符合4.2要求，各項(xiàng)標(biāo)識(shí)清晰完整，輸入輸出插座牢靠，按鍵及旋鈕能正常動(dòng)作并

接觸良好。通電后狀態(tài)正常，指示燈能正常顯示。達(dá)到初始化時(shí)間后正常獲得定位和建圖信息，各

項(xiàng)功能檢查正常。

8.4檢驗(yàn)項(xiàng)目及重要程度分類

表1檢驗(yàn)項(xiàng)目及重要程度分類

重要程度或不合

檢驗(yàn)類別

格程度分類

序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目

產(chǎn)品定型/使用中/維

A類B類

出廠檢驗(yàn)修后檢驗(yàn)

1標(biāo)識(shí)、標(biāo)志和外觀●●●

2激光束發(fā)射、回收功能●●●

3項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理功能●●

4系統(tǒng)自檢功能●●●

功能檢驗(yàn)

5全景圖像采集功能●●

6定位功能●●●

7數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)功能●●

8熱插拔供電功能●●

9數(shù)據(jù)獲取范圍●●●

閉環(huán)和非閉環(huán)作業(yè)相對(duì)

10精度●●

11點(diǎn)云厚度●●

12性能檢驗(yàn)徑向距離示值誤差●●●

13空間距離示值誤差●●●

長(zhǎng)直線環(huán)境下的軌跡誤

14差●●

15數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間●●

7

T/ZKJXX0000X-202X

重要程度或不合

檢驗(yàn)類別

格程度分類

序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目

產(chǎn)品定型/使用中/維

A類B類

出廠檢驗(yàn)修后檢驗(yàn)

16氣候環(huán)境適應(yīng)性●●

17電磁兼容性●●

18激光安全●●

19安全要求電氣安全●●

信息安全能力要求

20●●

注：●表示選中的項(xiàng)目。

8.5檢驗(yàn)合格證

每臺(tái)出廠的產(chǎn)品應(yīng)有檢驗(yàn)合格證，檢驗(yàn)合格證應(yīng)有如下內(nèi)容：

——產(chǎn)品名稱、型號(hào)；

——制造商名稱；

——執(zhí)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)；

——出廠檢驗(yàn)結(jié)論、檢驗(yàn)日期；

——檢驗(yàn)員標(biāo)識(shí)或檢驗(yàn)員代號(hào)。

8.6包裝

為適應(yīng)用戶外場(chǎng)掃描作業(yè)和系統(tǒng)轉(zhuǎn)移部署的需求，產(chǎn)品宜具備適應(yīng)航空、鐵路、汽車等交通運(yùn)

輸條件的便攜式設(shè)備包裝箱；

外包裝應(yīng)體現(xiàn)如下內(nèi)容：

——中文產(chǎn)品名稱和型號(hào)；

——制造商名稱、詳細(xì)地址、產(chǎn)品產(chǎn)地、商標(biāo)或標(biāo)識(shí)；

——產(chǎn)品所執(zhí)行的、符合的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)名稱。

——包裝箱應(yīng)符合防潮、防塵、防震、運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>

——單個(gè)包裝箱內(nèi)應(yīng)有使用說(shuō)明書(shū)、保修卡、檢驗(yàn)合格證及裝箱清單。

8

T/ZKJXX000XX-202X

目次

前言................................................................................III

1范圍................................................................................1

2規(guī)范性引用文件......................................................................1

3術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)..................................................................1

3.1術(shù)語(yǔ)和定義.........................................................................1

3.2縮略語(yǔ).............................................................................2

4概述................................................................................3

4.1基本結(jié)構(gòu)...........................................................................3

4.2外觀...............................................................................3

4.3銘牌...............................................................................4

4.4材質(zhì)...............................................................................4

5功能要求............................................................................4

5.1激光束發(fā)射、回收功能...............................................................4

5.2項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理功能...................................................................4

5.3系統(tǒng)自檢功能.......................................................................4

5.4全景圖像采集功能...................................................................4

5.5定位功能...........................................................................4

5.6數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)功能.................................................................4

5.7數(shù)據(jù)傳輸端口.......................................................................5

5.8熱插拔供電功能.....................................................................5

5.9質(zhì)量與穿戴方式.....................................................................5

6性能要求............................................................................5

6.1數(shù)據(jù)獲取范圍.......................................................................5

6.2閉環(huán)和非閉環(huán)作業(yè)相對(duì)精度...........................................................5

6.3點(diǎn)云厚度...........................................................................5

6.4點(diǎn)云分辨率.........................................................................5

6.5徑向距離最大允許誤差...............................................................5

6.6空間距離最大允許誤差...............................................................5

6.7長(zhǎng)直線環(huán)境下的軌跡誤差.............................................................5

6.8數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間.......................................................................5

6.9氣候環(huán)境適應(yīng)性.....................................................................5

6.10電磁兼容性........................................................................6

6.11氣候環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)................................................................6

6.12信息安全試驗(yàn)......................................................................6

7安全要求............................................................................6

7.1光輻射安全.........................................................................6

7.2電氣安全...........................................................................6

7.3信息安全能力要求...................................................................6

I

T/ZKJXX0000X-202X

8驗(yàn)收方法............................................................................6

8.1環(huán)境條件...........................................................................6

8.2檢驗(yàn)規(guī)則...........................................................................6

8.3外觀及工作正常性檢查...............................................................7

8.4檢驗(yàn)項(xiàng)目及重要程度分類.............................................................7

閉環(huán)和非閉環(huán)作業(yè)相對(duì)精度..............................................................7

點(diǎn)云厚度..............................................................................7

徑向距離示值誤差......................................................................7

空間距離示值誤差......................................................................7

長(zhǎng)直線環(huán)境下的軌跡誤差................................................................7

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間..........................................................................7

氣候環(huán)境適應(yīng)性........................................................................8

電磁兼容性............................................................................8

安全要求..............................................................................8

激光安全..............................................................................8

電氣安全..............................................................................8

信息安全能力要求......................................................................8

8.5檢驗(yàn)合格證.........................................................................8

8.6包裝...............................................................................8

II

T/ZKJXX000XX-202X

地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)性能要求

1范圍

本文件規(guī)定了基于SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）算法應(yīng)用于地面空間環(huán)境數(shù)據(jù)

采集的地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)，包括硬件和軟件。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于基于SLAM原理非機(jī)動(dòng)移動(dòng)式（包括手持式、可穿戴式、推車式）采集和輸出三維

激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的測(cè)量系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)），不適用機(jī)載、車載三維激光掃描

測(cè)量系統(tǒng)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于

本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB2423.1-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)A：低溫

GB2423.2-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)B：高溫

GB7247.1-2012激光產(chǎn)品的安全第1部分：設(shè)備分類、要求

GB2423.-2016電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Cab：恒定濕熱試驗(yàn)

GB17626.3-2016射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)

GB17626.2-2018靜電放電抗擾度試驗(yàn)

GB4824-2019《工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測(cè)量方法》

YD/T2407-2013移動(dòng)智能終端安全能力技術(shù)要求

YD/T2408-2013移動(dòng)智能終端安全能力測(cè)試方法

JJF1406-2013地面激光掃描儀校準(zhǔn)規(guī)范

CH/Z3017-2015地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程

T/CAGIS1-2019空間三維模型數(shù)據(jù)格式

JCGM200:2012Internationalvocabularyofmetrology—Basicandgeneralconceptsand

associatedterms（VIM）

ASMEB89.4.19-2021PerformanceEvaluationoflaser-BasedSphericalCoordinate

MeasurementSystems

VDI/VDE2634-2Optical3Dmeasuringsystems-Opticalsystemsbasedonscanning

3術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)

3.1術(shù)語(yǔ)和定義

3.1.1

同時(shí)定位與制圖Simultaneouslocalizationandmapping（SLAM）（同步，出處）

在未知環(huán)境中從一個(gè)未知位置開(kāi)始移動(dòng),在移動(dòng)過(guò)程中根據(jù)位置和地圖進(jìn)行自身定位，同時(shí)在自身

定位的基礎(chǔ)上建造增量式地圖，實(shí)現(xiàn)機(jī)器自主定位和導(dǎo)航。

3.1.2

地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)mobilethree-dimensionallaserscanningsystems

基于SLAM算法原理，能夠在地面空間環(huán)境移動(dòng)采集空間三維環(huán)境數(shù)據(jù)，并能將采集的數(shù)據(jù)以激

光點(diǎn)云的形式存儲(chǔ)并輸出的作業(yè)系統(tǒng)。

3.1.3

1

T/ZKJXX0000X-202X

標(biāo)靶target

具有幾何中心并可用于校準(zhǔn)的掃描目標(biāo)，本標(biāo)準(zhǔn)采用球型標(biāo)靶和板型標(biāo)靶兩種。

3.1.4

絕對(duì)距離absolutedistance

系統(tǒng)內(nèi)部坐標(biāo)系的原點(diǎn)（距離測(cè)量的起算點(diǎn)）到標(biāo)靶中心之間的距離。

3.1.5

相對(duì)距離relativedistance

系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量的絕對(duì)距離推算出的不同標(biāo)靶中心之間的距離。

3.1.6

參考距離referencedistance

作為參考值的標(biāo)靶中心之間的距離。

3.1.7

球棒ballbar

通過(guò)剛性結(jié)構(gòu)連接的兩個(gè)直徑相同的球型標(biāo)靶構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)器。

3.1.8

標(biāo)靶盤targetboard

具備固定長(zhǎng)、寬及厚度的矩形剛性穩(wěn)定的板型靶標(biāo)。

3.1.9

徑向距離示值誤差

沿測(cè)量軸方向相對(duì)距離測(cè)得值與參考值之差，在不同距離下測(cè)得值應(yīng)小于產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)給出的

MPEADM。

3.1.10

空間距離示值誤差

對(duì)空間不同距離和方位的標(biāo)靶進(jìn)行掃描測(cè)量時(shí)，相對(duì)距離測(cè)得值與參考值之差。

3.1.11

激光絕對(duì)測(cè)距儀laserabsolutedistancemeter(ADM)

發(fā)射激光測(cè)量從跟蹤器到遠(yuǎn)程目標(biāo)（反射器）絕對(duì)距離的激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)。

3.1.12

激光干涉測(cè)量?jī)xlaserinterferometer（IFM）

利用邁克耳遜干涉原理測(cè)量位移的長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)。

3.1.13

最大允許誤差maximumpermissibleerror（MPE）

對(duì)于給定測(cè)量、測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)，規(guī)范或規(guī)程允許的相對(duì)已知參考值的測(cè)量誤差極限值。

3.2縮略語(yǔ)

下列縮略語(yǔ)適用于本文件。

SLAM——SimultaneousLocalizationandMapping，即時(shí)定位與地圖構(gòu)建

CML——ConcurrentMappingandLocalization，并發(fā)定位與建圖

LIDAR——LightDetectionandRanging，激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱激光雷達(dá)

LADAR——LaserDetectionandRanging，LaserRadar，激光探測(cè)及測(cè)距系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱激光雷達(dá)

IMU——InertialMeasurementUnit，慣性測(cè)量單元

MPEADM——maximumpermissibleerrorADM，使用ADM作為激光跟蹤器測(cè)距子系統(tǒng)執(zhí)行指定長(zhǎng)

度測(cè)量的MPE

MPEIFM——maximumpermissibleerrorIFM，使用IFM作為激光跟蹤器測(cè)距子系統(tǒng)執(zhí)行指定長(zhǎng)

度測(cè)量的MPE。

2

T/ZKJXX000XX-202X

4概述

地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)是一種可主動(dòng)發(fā)射激光束探測(cè)周遭空間環(huán)境,并回收采集空間中點(diǎn)的

位置信息加以記錄處理的測(cè)量掃描系統(tǒng)。通過(guò)移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)對(duì)于具備高精度尺度及點(diǎn)位信

息數(shù)據(jù)環(huán)境的采集，利用環(huán)境中的標(biāo)靶及參考數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，提供一種精確的、直觀的、可比較的、可

追溯的高精度的測(cè)試驗(yàn)證環(huán)境，對(duì)移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)的精度、效能等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試評(píng)估，可應(yīng)用

于室內(nèi)數(shù)字地圖，建筑施工，測(cè)量測(cè)繪等行業(yè)的系統(tǒng)測(cè)試。

4.1基本結(jié)構(gòu)

地面移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)一般由三維激光雷達(dá)、IMU慣性測(cè)量單元、CPU、作業(yè)控制和顯示

單元、輸入輸出接口、供電模塊及輔助定位傳感器（如衛(wèi)星導(dǎo)航傳感器、全景相機(jī)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定

位、磁強(qiáng)計(jì)等傳感器）、數(shù)據(jù)后處理軟件和成果展示瀏覽軟件等組成，可在移動(dòng)中快速、連續(xù)、大

量地采集空間點(diǎn)位信息，建立掃描目標(biāo)的三維點(diǎn)云模型。

宜支持GNSS、Wifi/藍(lán)牙、地磁、氣壓等輔助定位。

GNSS/INS等

硬件系統(tǒng)

輔助定位模塊

三維激光CPU作業(yè)控制和

雷達(dá)顯示單元

數(shù)據(jù)接口

I/O移動(dòng)供電

模塊

數(shù)據(jù)后處理成果展示瀏

軟件系統(tǒng)

軟件覽軟件

圖1系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框架圖

4.2外觀

系統(tǒng)外觀應(yīng)無(wú)銹蝕、銹斑、裂紋、褪色、污跡、變形、鍍涂層脫落，亦無(wú)明顯劃痕、毛刺；塑

料件應(yīng)無(wú)起泡、開(kāi)裂、變形；灌注物應(yīng)無(wú)溢出等現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)件與控制組件應(yīng)完整，無(wú)機(jī)械損傷。

3

T/ZKJXX0000X-202X

4.3銘牌

銘牌應(yīng)有清晰耐久的銘牌標(biāo)志。銘牌應(yīng)安裝在主機(jī)外表面的醒目位置，銘牌尺寸應(yīng)與主機(jī)結(jié)構(gòu)

尺寸相適宜。

銘牌應(yīng)包括下列內(nèi)容：

——名稱、型號(hào)及規(guī)格；

——制造廠名及商標(biāo)；

——出廠年月及編號(hào)；

——執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。

4.4材質(zhì)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)件應(yīng)具備良好的溫度特性，以保證其在額定工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)的測(cè)量精度。

應(yīng)符合WEEE指令（2002/96/EC）和RoHS指令（2002/95/EC）的規(guī)定，產(chǎn)品中鉛(Pb)，鎘(Cd)，

汞(Hg)，六價(jià)鉻(Cr6+)，多溴聯(lián)苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDEs)的含量應(yīng)小于最高限量指標(biāo)：

——鎘：0.01%（100ppm);

——鉛、汞、六價(jià)鉻，多溴聯(lián)苯，多溴二苯醚：0.1%(1000ppm)。

5功能要求

5.1激光束發(fā)射、回收功能

移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)應(yīng)具備激光束發(fā)射和回收功能，通過(guò)工作狀態(tài)顯示屏或APP端方式顯

示設(shè)備工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集時(shí)長(zhǎng)、數(shù)據(jù)采集環(huán)境顯示狀態(tài)信息。

5.2項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理功能

移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)應(yīng)具備采集、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件的管理功能，可簡(jiǎn)便完成文件的刪除、復(fù)

制和導(dǎo)出等基礎(chǔ)操作。

5.3系統(tǒng)自檢功能

移動(dòng)式三維激光掃描系統(tǒng)應(yīng)具備在數(shù)據(jù)項(xiàng)目采集之前進(jìn)行自身設(shè)備檢查校準(zhǔn)，如發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)

故障即時(shí)通過(guò)顯示屏或者APP端顯示故障信息或代碼的功能。

通過(guò)在被測(cè)環(huán)境中合理的路徑規(guī)劃和移動(dòng)掃描，系統(tǒng)應(yīng)具備記錄被測(cè)物體表面一定密度的點(diǎn)的

三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息的并復(fù)建出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)的能

力。

5.4全景圖像采集功能

系統(tǒng)宜具備激光掃描時(shí)360度全景同步攝影能力，且刻通過(guò)后處理將點(diǎn)云數(shù)據(jù)和全景攝影圖像

數(shù)據(jù)進(jìn)行融合建模的能力。

5.5定位功能

系統(tǒng)掃描作業(yè)時(shí)，應(yīng)具備基于激光雷達(dá)和IMU實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)建圖和定位的能力，宜具備包含

GNSS、Wifi、藍(lán)牙、磁強(qiáng)計(jì)、等輔助定位傳感器。

5.6數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)功能

系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)時(shí)將各傳感器采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)的功能，系統(tǒng)存儲(chǔ)器容量和電池容量

應(yīng)支持戶外獨(dú)立工作1小時(shí)以上。

4

T/ZKJXX000XX-202X

5.7數(shù)據(jù)傳輸端口

根據(jù)用戶作業(yè)習(xí)慣及數(shù)據(jù)傳輸需要設(shè)置接口，應(yīng)具備WLAN、USB及SD卡等數(shù)據(jù)傳輸（包括但不

僅限于）方式。

5.8熱插拔供電功能

系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)時(shí)電池電量監(jiān)視和低電量報(bào)警功能，宜具備備用供電回路自動(dòng)切換功能，在主供

電電池電量不足時(shí)，可實(shí)現(xiàn)不關(guān)機(jī)條件下完成電池?zé)岵灏巍?/p>

5.9質(zhì)量與穿戴方式

穿戴式產(chǎn)品系統(tǒng)總質(zhì)量（包括備用電池）宜小于10kg，對(duì)于推車式設(shè)備系統(tǒng)總質(zhì)量（包括備用

電池）宜小于20kg。

6性能要求

6.1數(shù)據(jù)獲取范圍

基于環(huán)境中材質(zhì)不同應(yīng)具備：

白色材質(zhì)90%反射率狀態(tài)下，數(shù)據(jù)有效獲取范圍120m；

深灰色材質(zhì)10%反射率狀態(tài)下，數(shù)據(jù)獲取有效取范圍100m；

黑色材質(zhì)2%反射率狀態(tài)下，數(shù)據(jù)獲取有效取范圍100m。

6.2閉環(huán)和非閉環(huán)作業(yè)相對(duì)精度

在額定作業(yè)環(huán)境下，10分鐘閉環(huán)路徑下無(wú)控制數(shù)據(jù)，采集完成數(shù)據(jù)處理并輸出點(diǎn)云相對(duì)精度應(yīng)

優(yōu)于10cm。100m作業(yè)范圍

在額定作業(yè)環(huán)境下，10分鐘非閉環(huán)路徑下無(wú)控制數(shù)據(jù)，采集完成數(shù)據(jù)處理并輸出點(diǎn)云相對(duì)精度

應(yīng)優(yōu)于10cm。

6.3點(diǎn)云厚度

對(duì)同一被測(cè)平面的掃描獲得的點(diǎn)云，其厚度最大值應(yīng)小于5cm。

6.4點(diǎn)云分辨率

點(diǎn)云分辨率應(yīng)優(yōu)于10cm。

6.5徑向距離最大允許誤差

徑向距離測(cè)量最大允許誤差應(yīng)小于5cm。

6.6空間距離最大允許誤差

絕對(duì)距離測(cè)量最大允許誤差應(yīng)小于5cm。

6.7長(zhǎng)直線環(huán)境下的軌跡誤差

在環(huán)境幾何特征較弱的長(zhǎng)直線環(huán)境下掃描，軌跡誤差優(yōu)于5cm

6.8數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間

根據(jù)用戶對(duì)采集數(shù)據(jù)質(zhì)量和規(guī)模的需要配置存儲(chǔ)器，應(yīng)具備500GB以上的存儲(chǔ)空間。

6.9氣候環(huán)境適應(yīng)性

5

T/ZKJXX0000X-202X

應(yīng)具備在-30℃-+30℃環(huán)境下正常開(kāi)機(jī)作業(yè)；

應(yīng)具備防塵防水保護(hù)（IP）等級(jí)43及以上；

應(yīng)具備環(huán)境的相對(duì)濕度值在10%~30%的范圍內(nèi)無(wú)冷凝。

6.10電磁兼容性

6.10.1靜電放電抗擾度

按照GB/T17626.2-2018中8.3的要求進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)等級(jí)3級(jí)條件下，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合

GB/T17626.2-2018中9試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)c類或以上的要求。

6.10.2射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度

按照GB/T17626.3-2016中8.2的要求進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)等級(jí)3級(jí)條件下，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合

GB/T17626.2-2018中9試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)c類或以上的要求。

6.10.3電磁輻射騷擾

按照GB4824-2019《工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測(cè)量方法》中9的要求進(jìn)行

試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合6.3.2規(guī)定的限制。

6.11氣候環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)

高溫試驗(yàn)按照GB2423.2-2008中第6部分的試驗(yàn)方法進(jìn)行，低溫試驗(yàn)按照GB2423.1-2008中

第6的試驗(yàn)方法進(jìn)行，濕熱試驗(yàn)按照GB2423.-2016中第4部分的試驗(yàn)方法進(jìn)行。試驗(yàn)的嚴(yán)酷等級(jí)

根據(jù)6.5的要求確定，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間24h。

6.12信息安全試驗(yàn)

信息安全試驗(yàn)方法按照YD/T2408-2013中7.1.2的方法進(jìn)行。

7安全要求

7.1光輻射安全

掃描系統(tǒng)集成的激光雷達(dá)應(yīng)滿足GB7247.13中光輻射安全等級(jí)1級(jí)要求，保證使用者和環(huán)境中

其他人的健康安全。

7.2電氣安全

其電纜和接線、電源切斷開(kāi)關(guān)及安全裝置等常規(guī)電氣參數(shù)的要求應(yīng)滿足GB10320中4的要求。

7.3信息安全能力要求

系統(tǒng)信息安全能力應(yīng)滿足YD/T2407-2013中5.2的要求。同時(shí)，測(cè)量作業(yè)成果數(shù)據(jù)的處理和展

示在未經(jīng)用戶授權(quán)許可的條件下應(yīng)保持在離線模式下完成。

8驗(yàn)收方法

8.1環(huán)境條件

驗(yàn)收時(shí)環(huán)境溫度范圍為（20±10）℃，環(huán)境相對(duì)濕度≤80%。

8.2檢驗(yàn)規(guī)則

檢驗(yàn)有出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。凡遇下列情況之一者，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：

——新產(chǎn)品完成；

——設(shè)計(jì)、材料或工藝上的變更足以引起某些性能發(fā)生變化；

——出廠檢驗(yàn)的結(jié)果與以前進(jìn)行的型式檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)生不可容許的偏差；

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