《雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)程》

T/CSGPCXXX—2023

雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的計(jì)量特性、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)結(jié)果等要求。

本文件適用于雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)和原理相同的其它測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；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。

GB/T34890《數(shù)字?jǐn)z影三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的驗(yàn)收檢測(cè)和復(fù)檢檢測(cè)》

JJF1001《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》

JJF1059.1《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》

JJF1071《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》

JJF1094《測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定》

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)dualcameraindustrialphotogrammetrysystem

由2臺(tái)工業(yè)測(cè)量相機(jī)、定向尺、攝影測(cè)量標(biāo)尺、測(cè)量筆、靶標(biāo)、解算軟件和控制器等單元組成的基

于實(shí)時(shí)交會(huì)測(cè)量技術(shù)的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)。

攝影測(cè)量標(biāo)尺scale-bar

為工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)提供長(zhǎng)度量值的一種標(biāo)尺。

標(biāo)尺長(zhǎng)度scale-bar＇slength

標(biāo)尺上指定的兩個(gè)靶標(biāo)中心之間的距離。

坐標(biāo)測(cè)量重復(fù)性coordinatemeasurementrepeatability

在相同測(cè)量方法、相同觀測(cè)者、相同場(chǎng)所和短時(shí)期內(nèi)，采用同一雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)攝影測(cè)

量檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)的靶標(biāo)進(jìn)行多組測(cè)量，相同靶標(biāo)在不同組測(cè)量中坐標(biāo)間的一致性。

攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)calibrationfield

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為測(cè)定工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量誤差和坐標(biāo)測(cè)量重復(fù)性而建立的具有三維結(jié)構(gòu)的檢測(cè)場(chǎng)，一般依

托實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定的承重墻面搭設(shè)穩(wěn)定的三維框架建造。

測(cè)長(zhǎng)誤差lengthmeasurementerror

雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)參考長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，系統(tǒng)測(cè)得的長(zhǎng)度值與參考長(zhǎng)度之間的差值。

擴(kuò)展測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差檢測(cè)場(chǎng)lengthmeasurementerrorcalibrationfieldforextended

measurementrange

為測(cè)定雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)在擴(kuò)展測(cè)量范圍長(zhǎng)度測(cè)量能力而建立的具有三維結(jié)構(gòu)的檢測(cè)場(chǎng)，一

般依托實(shí)驗(yàn)室測(cè)長(zhǎng)機(jī)搭設(shè)穩(wěn)定的三維框架建造。

靶標(biāo)target

由回光反射材料制作的能夠被雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)識(shí)別的圓形合作目標(biāo)。

測(cè)量場(chǎng)measuringfield

雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)定向完成后能夠測(cè)量覆蓋的空間范圍。

4系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)組成

雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)由2臺(tái)工業(yè)測(cè)量相機(jī)、定向尺、攝影測(cè)量標(biāo)尺、測(cè)量筆、靶標(biāo)、解算軟件

和控制器等單元組成。工業(yè)測(cè)量相機(jī)是系統(tǒng)的核心傳感器，相機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)穩(wěn)定，且畸變已知。

作業(yè)流程

作業(yè)流程應(yīng)符合下列要求：

a)測(cè)量開始前，應(yīng)采用定向尺、攝影測(cè)量標(biāo)尺或控制場(chǎng)對(duì)測(cè)量場(chǎng)內(nèi)架設(shè)的2臺(tái)工業(yè)測(cè)量相機(jī)定向，

系統(tǒng)軟件解算出2臺(tái)相機(jī)之間相對(duì)的空間位置和姿態(tài)；

b)測(cè)量過(guò)程中，系統(tǒng)應(yīng)對(duì)粘貼在被測(cè)物體上的靶標(biāo)進(jìn)行同步攝影，系統(tǒng)軟件經(jīng)圖像處理、同名像

點(diǎn)匹配、空間前方交會(huì)等操作后，實(shí)時(shí)解算出靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)/靜態(tài)物體

相關(guān)幾何信息的實(shí)時(shí)測(cè)量。

5計(jì)量特性

坐標(biāo)測(cè)量誤差

5.1.1應(yīng)分別采用高精度單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)與雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)靶

標(biāo)的空間三維坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。

5.1.2應(yīng)以高精度單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的靶標(biāo)坐標(biāo)作為參考值。

5.1.3應(yīng)通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的靶標(biāo)坐標(biāo)與單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得

的靶標(biāo)坐標(biāo)間的偏差，用所有靶標(biāo)坐標(biāo)在X、Y、Z各方向坐標(biāo)分量和整體點(diǎn)位的均方根誤差（RMSE）表

示雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量誤差，具體計(jì)算方法參見(jiàn)附錄A。

5.1.4對(duì)攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量時(shí)應(yīng)在相同條件下進(jìn)行，包括：相同的地點(diǎn)、

方法、觀測(cè)者，并要求在短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量。需要進(jìn)行復(fù)核時(shí)，應(yīng)由生產(chǎn)商或用戶根據(jù)標(biāo)稱指標(biāo)提供最

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大允許誤差。

5.1.5單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量不確定度不應(yīng)大于雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量不確定度的三

分之一。

坐標(biāo)測(cè)量重復(fù)性

5.2.1雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)中的靶標(biāo)進(jìn)行多組重復(fù)測(cè)量。

5.2.2同名靶標(biāo)在不同組間空間三維坐標(biāo)的一致程度，應(yīng)用所有靶標(biāo)的測(cè)量坐標(biāo)相對(duì)于其參考坐標(biāo)在X、

Y、Z各方向坐標(biāo)分量和整體點(diǎn)位的均方根誤差（RMSE）表示，具體計(jì)算方法參見(jiàn)附錄B。

5.2.3對(duì)攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量時(shí)應(yīng)在相同條件下進(jìn)行，包括：相同的地點(diǎn)、

方法、觀測(cè)者，并要求在短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)量。需要進(jìn)行復(fù)核時(shí)，應(yīng)由生產(chǎn)商或用戶根據(jù)標(biāo)稱指標(biāo)提供最

大允許誤差。

測(cè)長(zhǎng)誤差

5.3.1雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)長(zhǎng)誤差應(yīng)包括典型測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差，可包括擴(kuò)展測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤

差。

5.3.2典型測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差應(yīng)符合下列要求：

a)典型測(cè)量范圍指絕大多數(shù)作業(yè)條件下雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍；

b)典型測(cè)量范圍根據(jù)大量實(shí)際應(yīng)用及雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量特性確定；

c)典型測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差應(yīng)采用雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)攝影測(cè)量標(biāo)尺進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)比較攝

影測(cè)量標(biāo)尺長(zhǎng)度測(cè)量值與標(biāo)稱值之間的差異計(jì)算系統(tǒng)的測(cè)長(zhǎng)誤差。

5.3.3擴(kuò)展測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差應(yīng)符合下列要求：

a)擴(kuò)展測(cè)量范圍指被校準(zhǔn)設(shè)備在保證測(cè)量精度的前提下能夠覆蓋的最大測(cè)量范圍，該范圍一般由

生產(chǎn)廠家給出。

b)擴(kuò)展測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差的校準(zhǔn)宜采用激光干涉儀提供參考長(zhǎng)度。需要進(jìn)行復(fù)核時(shí)，應(yīng)由生產(chǎn)廠

家或用戶規(guī)定最大允許誤差。

c)激光干涉儀測(cè)長(zhǎng)誤差的不確定度（測(cè)長(zhǎng)誤差不確定度評(píng)定示例參見(jiàn)附錄C）與最大允許誤差的

比值應(yīng)不大于三分之一。

6校準(zhǔn)條件

環(huán)境條件

影響雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的環(huán)境條件，如溫度條件、空氣濕度、預(yù)熱時(shí)間和振動(dòng)等的極限值應(yīng)

符合生產(chǎn)廠家的相關(guān)要求。

場(chǎng)地及標(biāo)準(zhǔn)器條件

6.2.1攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)

攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)應(yīng)符合下列要求，其示意圖見(jiàn)圖1：

a）攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)應(yīng)有足夠的景深，宜在一面鋼筋混凝土墻前搭設(shè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)框架建造攝影測(cè)量

檢測(cè)場(chǎng)；

b）攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)范圍不宜小于3.0m（寬）×2.0m（高）×0.5m（深）；

c）攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)的混凝土墻和框架上應(yīng)均勻布設(shè)靶標(biāo)；

d）攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)布設(shè)的靶標(biāo)數(shù)量宜介于1200個(gè)--2000個(gè)，靶標(biāo)直徑宜為6mm；

e）雙相機(jī)工業(yè)攝影系統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量誤差和坐標(biāo)測(cè)量重復(fù)性應(yīng)在攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

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圖1攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)示意圖

注1：表示靶標(biāo)

注2：圖1框架上布設(shè)的靶標(biāo)未標(biāo)出

6.2.2標(biāo)尺

標(biāo)尺應(yīng)符合下列要求，其示意圖見(jiàn)圖2：

a）標(biāo)尺應(yīng)以膨脹系數(shù)低的碳纖維材料或銦鋼作為基體；

b）每根標(biāo)尺上宜均勻粘貼8個(gè)靶標(biāo)，靶標(biāo)與基體應(yīng)牢固連接；

c）每根標(biāo)尺應(yīng)提供不少于4個(gè)參考長(zhǎng)度，其中最小長(zhǎng)度不宜小于最大長(zhǎng)度的三分之一；

d）標(biāo)尺標(biāo)稱值的測(cè)量不確定度不應(yīng)大于被校準(zhǔn)系統(tǒng)長(zhǎng)度測(cè)量不確定度的三分之一。

靶標(biāo)攝影測(cè)量標(biāo)尺

前編碼后編碼

L1-5

L2-6

L3-7

標(biāo)尺長(zhǎng)度分

L4-8

布示意圖

圖2一種攝影測(cè)量標(biāo)尺示意圖

7校準(zhǔn)方法

坐標(biāo)測(cè)量誤差校準(zhǔn)

7.1.1單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量要求如下：

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a）宜采用高精度單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)在距離攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)3--4m的位置對(duì)檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)的靶標(biāo)

進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)所有靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)，拍攝示意圖見(jiàn)圖3；

b）單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量不確定度不應(yīng)大于待校準(zhǔn)雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量不確

定度的三分之一；

c）單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)靶標(biāo)坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，相機(jī)攝站應(yīng)分布在檢測(cè)場(chǎng)的左上、

左中、左下、中上、正中、中下、右上、右中、右下9個(gè)位置，相機(jī)攝站分布示意圖見(jiàn)圖4a；

d）單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)每次拍攝時(shí)宜使所有靶標(biāo)在相片上成像，每個(gè)攝站拍攝4張照片，每

拍攝一張照片相機(jī)原位繞相機(jī)光軸旋轉(zhuǎn)90°，即相機(jī)分別在0°、90°、180°和270°姿態(tài)下

對(duì)檢測(cè)場(chǎng)進(jìn)行拍照，相機(jī)旋轉(zhuǎn)示意圖見(jiàn)圖4b。

圖3單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)相機(jī)在攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)前位置分布立體圖

注：圖中“”表示相機(jī)

ab

圖4單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量時(shí)相機(jī)拍攝位置和旋轉(zhuǎn)位置示意圖

7.1.2雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量要求如下，見(jiàn)圖5：

a）應(yīng)在攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)前架設(shè)雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)距離檢測(cè)場(chǎng)宜3m--4m；

b）雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)采用廠家規(guī)定的方式完成系統(tǒng)定向，并連續(xù)對(duì)檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)靶標(biāo)的坐標(biāo)

測(cè)量3組；

c）將2臺(tái)相機(jī)位置互換，重新對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定向。定向完成后，采用待校準(zhǔn)雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系

統(tǒng)再次對(duì)檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)的靶標(biāo)坐標(biāo)測(cè)量3組。

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圖5雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)架設(shè)示意圖

7.1.3坐標(biāo)測(cè)量誤差計(jì)算要求如下：

a）應(yīng)以單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)所有靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)為參考值，采用校準(zhǔn)實(shí)

驗(yàn)室自編軟件或第三方具有認(rèn)證的軟件進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；

b）應(yīng)分別計(jì)算雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到的每組靶標(biāo)坐標(biāo)相對(duì)于基準(zhǔn)坐標(biāo)在X、Y、Z及點(diǎn)

位方向的均方根誤差；

c）應(yīng)取6組靶標(biāo)在X、Y、Z和點(diǎn)位方向均方根誤差的平均值作為坐標(biāo)測(cè)量誤差的表征指標(biāo)；

d）同名靶標(biāo)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換應(yīng)遵循最小二乘原則，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程中宜剔除超過(guò)3倍中誤差的粗大誤差。

坐標(biāo)測(cè)量重復(fù)性校準(zhǔn)

7.2.1雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量要求如下，見(jiàn)圖6：

a）應(yīng)在攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)前架設(shè)雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)距離檢測(cè)場(chǎng)宜3--4m；

b）雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)采用廠家規(guī)定的方式完成系統(tǒng)定向；

c）雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)連續(xù)對(duì)檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)的靶標(biāo)坐標(biāo)測(cè)量10組。

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圖6雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)測(cè)量精度示意圖

7.2.2坐標(biāo)測(cè)量重復(fù)性計(jì)算要求如下：

a）應(yīng)取10組靶標(biāo)坐標(biāo)的平均值作為各靶標(biāo)坐標(biāo)的參考值；

b）宜采用校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室自編軟件或第三方具有認(rèn)證的軟件分別計(jì)算各組靶標(biāo)的坐標(biāo)測(cè)量值與其參

考值在X、Y、Z和點(diǎn)位方向的均方根誤差；

c）應(yīng)統(tǒng)計(jì)10組對(duì)比結(jié)果，取其平均值作為被校準(zhǔn)系統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量重復(fù)性指標(biāo)。

測(cè)長(zhǎng)誤差校準(zhǔn)

7.3.1典型測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差校準(zhǔn)要求如下：

a）應(yīng)以攝影測(cè)量標(biāo)尺為標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)在典型測(cè)量范圍的測(cè)長(zhǎng)誤差進(jìn)行校準(zhǔn)，

校準(zhǔn)時(shí)雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)在兩種基線距離條件下對(duì)標(biāo)尺長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，基線距離應(yīng)由

生產(chǎn)廠家或用戶給出，兩種基線長(zhǎng)度之間的差值不宜小于1m；

b）每種基線條件下，雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)定向完成后應(yīng)對(duì)測(cè)量場(chǎng)內(nèi)19個(gè)位置的攝影測(cè)量標(biāo)尺

進(jìn)行測(cè)量，示意圖見(jiàn)圖7；

c）標(biāo)尺位置應(yīng)分布在測(cè)量場(chǎng)的兩個(gè)測(cè)量平面，第一測(cè)量平面應(yīng)位于雙相機(jī)測(cè)量場(chǎng)縱深方向距雙相

機(jī)基線0.4B～0.6B位置處，該平面內(nèi)應(yīng)豎向放置標(biāo)尺，從左至右共3列，每列分別在上、中、

下三個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量，共擺放9個(gè)位置，示意圖見(jiàn)圖8；

d）第二測(cè)量平面應(yīng)與第一測(cè)量平面平行，距基線1.1B～1.2B，該平面內(nèi)標(biāo)尺至少橫向放置6個(gè)位

置，斜向45°放置4個(gè)位置，共放置10個(gè)位置，也可根據(jù)視場(chǎng)大小增加橫向標(biāo)尺擺放的位置，

示意圖見(jiàn)圖8；

e）測(cè)量過(guò)程中標(biāo)尺放置的位置宜覆蓋整個(gè)測(cè)量場(chǎng)邊界，標(biāo)尺靶標(biāo)與雙相機(jī)交會(huì)角不應(yīng)小于45°，

豎直視角不應(yīng)超過(guò)23°，相機(jī)光軸與基線的夾角不應(yīng)超出28°～68°的范圍；

f）測(cè)量完成后，比較標(biāo)尺長(zhǎng)度實(shí)測(cè)值與標(biāo)稱值之間的差異。其數(shù)學(xué)模型為：

1LL………（1）

其中，L′為雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的標(biāo)尺長(zhǎng)度，L為標(biāo)尺的標(biāo)稱長(zhǎng)度，為系統(tǒng)在典型測(cè)

1

量范圍的測(cè)長(zhǎng)誤差。

圖7標(biāo)尺放置位置示意圖

7

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圖8雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量場(chǎng)俯視圖

注：B代表雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的基線長(zhǎng)度

7.3.2擴(kuò)展測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差校準(zhǔn)要求如下：

a）檢測(cè)場(chǎng)應(yīng)在生產(chǎn)商規(guī)定的最大測(cè)量范圍內(nèi)布設(shè)，且檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)應(yīng)具有測(cè)長(zhǎng)機(jī)；

b）測(cè)長(zhǎng)機(jī)上應(yīng)具有可平滑移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)裝置，運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)距離應(yīng)能夠通過(guò)測(cè)長(zhǎng)機(jī)測(cè)得，且運(yùn)動(dòng)

裝置上應(yīng)布設(shè)攝影測(cè)量靶標(biāo)，裝置圖見(jiàn)圖9；

c）運(yùn)動(dòng)裝置在位置一時(shí)應(yīng)采用雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)裝置上靶標(biāo)的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，運(yùn)動(dòng)

裝置運(yùn)動(dòng)到位置二、三、四、五時(shí)應(yīng)依次進(jìn)行測(cè)量，并記錄位置一到位置二、三、四、五的距

離L1、L2、L3、L4；

d）運(yùn)動(dòng)裝置移動(dòng)位置數(shù)和每?jī)蓚€(gè)位置間的距離應(yīng)根據(jù)用戶和廠家的實(shí)際需要確定；

e）運(yùn)動(dòng)裝置移動(dòng)的位置數(shù)不宜少于4個(gè)，每?jī)蓚€(gè)位置間的距離不應(yīng)小于0.5m；

f）應(yīng)以測(cè)長(zhǎng)機(jī)測(cè)得的運(yùn)動(dòng)距離作為參考長(zhǎng)度。雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)測(cè)得的靶標(biāo)坐標(biāo)計(jì)算

得到的運(yùn)動(dòng)裝置移動(dòng)長(zhǎng)度作為測(cè)量長(zhǎng)度。根據(jù)測(cè)量長(zhǎng)度與參考長(zhǎng)度之間的差異，計(jì)算雙相機(jī)工

業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)長(zhǎng)誤差δ，計(jì)算公式為：

δi=|Lmi-Lrefi|………（2）

式中：Lmi----雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量出來(lái)的第i個(gè)長(zhǎng)度；

Lrefi，j----測(cè)長(zhǎng)設(shè)備測(cè)得的第i個(gè)長(zhǎng)度的參考值。

圖9擴(kuò)展測(cè)量范圍長(zhǎng)度測(cè)量誤差校準(zhǔn)裝置示意圖

注1：Bn、Cn、Dn、En是對(duì)An的重命名，n=1,2,3,4,5,6,7,8；

8

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注2：“○”表示運(yùn)動(dòng)裝置上布設(shè)的靶標(biāo)，“×”表示檢測(cè)場(chǎng)上布設(shè)的靶標(biāo)。

8校準(zhǔn)結(jié)果

經(jīng)校準(zhǔn)的雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)出具校準(zhǔn)報(bào)告或校準(zhǔn)證書。

9復(fù)校時(shí)間間隔

送校單位使用者應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用情況決定復(fù)校時(shí)間間隔，復(fù)校時(shí)間間隔不宜超過(guò)1年。

9

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附錄A

（規(guī)范性）

系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量誤差計(jì)算

系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量誤差計(jì)算方法如下：

A.1采用高精度單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)內(nèi)的靶標(biāo)坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，由于所選用的

單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量不確定度不大于被校準(zhǔn)系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量不確定度的三分之一，因此，

可以將單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的靶標(biāo)坐標(biāo)作為參考值。

A.2將雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)在兩種測(cè)量狀態(tài)下測(cè)得的六組靶標(biāo)坐標(biāo)分別與單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)

量系統(tǒng)測(cè)得的靶標(biāo)坐標(biāo)進(jìn)行公共點(diǎn)轉(zhuǎn)換。計(jì)算各靶標(biāo)在X、Y、Z及點(diǎn)位方向上的轉(zhuǎn)換偏差δX、δY、δZ

和δT，以及所有靶標(biāo)在X、Y、Z和點(diǎn)位方向的均方根誤差RMSX、RMSY、RMSZ和RMST。

A.3設(shè)攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)上有m個(gè)測(cè)量靶標(biāo)，以雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的第i組靶標(biāo)坐標(biāo)與高

精度單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的靶標(biāo)坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比為例，其評(píng)定原理為：

()2()2()2

RMSX1X2Xm

Xim1

()2()2()2

RMSY1Y2Ym……（A.1）

Yim1

()2()2()2

RMSZ1Z2Zm

Zim1

222

RMSTiRMSXiRMSYiRMSZii=1,2,3,4,5,6.………（A.2）

。

XjXijXGj;YjYijYGj;ZjZijZGj;i2,3,4,5,6;j1,2m

注1：Xij、Yij、Zij表示采用雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)在第i次測(cè)量中測(cè)得的第j個(gè)靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)；

注2：XGj、YGj、ZGj表示采用單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的第j個(gè)靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)；

注3：δx、δy、δz表示雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的各靶標(biāo)三維坐標(biāo)與高精度單相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

后在X、Y、Z方向上的偏差量，RMSXi、RMSYi、RMSZi和RMSTi表示第i組所有靶標(biāo)在X、Y、Z和點(diǎn)位方向的均方根誤

差。

RMSRMSRMSRMSRMSRMS

RMSX1X2X3X4X5X6

X6

RMSRMSRMSRMSRMSRMS

RMSY1Y2Y3Y4Y5Y6

Y6

……………（A.3）

RMSRMSRMSRMSRMSRMS

RMSZ1Z2Z3Z4Z5Z6

Z6

RMSRMSRMSRMSRMSRMS

RMST1T2T3T4T5T6

T6

注4：RMSX、RMSY、RMSZ和RMST表示所有靶標(biāo)在X、Y、Z和點(diǎn)位方向的均方根誤差。

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A

A

附錄B

（規(guī)范性）

系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量重復(fù)性計(jì)算

系統(tǒng)坐標(biāo)測(cè)量重復(fù)性計(jì)算方法如下：

B.1被校準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)進(jìn)行10次測(cè)量，解算出每個(gè)靶標(biāo)的坐標(biāo)，取每個(gè)靶標(biāo)10次坐標(biāo)

值的平均值為其參考值。

B.2設(shè)攝影測(cè)量檢測(cè)場(chǎng)上有m個(gè)靶標(biāo)，第j個(gè)靶標(biāo)10次測(cè)量得到的坐標(biāo)參考值為：

XXX

X1j2j10j

j10

YYY

Y1j2j10j……（B.1）

j10

ZZZ

Z1j2j10j

j10

B.3以第i次測(cè)量重復(fù)性的計(jì)算原理為例：

()2()2()2

RMSXi1Xi2Xim

Xim

222

(Y)(Y)(Y)

RMSi1i2imi=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10.……（B.2）

Yim

()2()2()2

RMSZi1Zi2Zim

Zim

XX;YY;ZZ;i1,2,3,4,5,6,7,8,9,10；j1,2m.

XijijjYijijjZijijj

注1：Xi.j、Yi.j、Zi.j表示采用雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)在第i次測(cè)量中測(cè)得的第j個(gè)靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)；

注2：δXi.j、δYi.j、δZi.j表示第i次測(cè)量時(shí)第j個(gè)靶標(biāo)坐標(biāo)相對(duì)于其參考值在X、Y、Z方向上的偏差量，RMSXi、RMSYi、

RMSZi)表示第i次測(cè)量中所有靶標(biāo)在X、Y、Z和點(diǎn)位方向的均方根誤差。

B.410組測(cè)量所有靶標(biāo)在X、Y、Z和點(diǎn)位方向的均方根誤差RMSX、RMSY、RMSZ和RMST為：

RMSRMSRMS

RMSX1X2X10

X10

RMSRMSRMS

Y1Y2Y10

RMSY

10……（B.3）

RMSRMSRMS

RMSZ1Z2Z10

Z10

222

RMSTRMSXRMSYRMSZ

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B

B

附錄C

（資料性）

測(cè)長(zhǎng)誤差不確定度評(píng)定示例

測(cè)長(zhǎng)誤差不確定度評(píng)定示例如下：

C.1測(cè)量方法

對(duì)雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的長(zhǎng)度測(cè)量誤差進(jìn)行評(píng)定，測(cè)長(zhǎng)誤差為測(cè)量長(zhǎng)度與參考長(zhǎng)度（標(biāo)準(zhǔn)值）

之差，即

=LLS………………（C.1）

式中：

--測(cè)長(zhǎng)誤差；

L--測(cè)量長(zhǎng)度；

參考長(zhǎng)度。

LS--

C.2測(cè)量模型

由測(cè)量原理和測(cè)量方法，得到長(zhǎng)度誤差測(cè)量模型：

LLSLS(S)………………（C.2）

式中：

--測(cè)量系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)器膨脹系數(shù)差；

標(biāo)準(zhǔn)器的膨脹系數(shù)；

S--

--系統(tǒng)的溫度與20℃參考溫度的差值；

--測(cè)量系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)器溫度的差。

由于各輸入量間不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算公式為：

222222222222

uc(L)c1u(L1)c2u()c3u(S)c4u()c5u()c6u()……（C.3）

靈敏度系數(shù)

C11C21(S)1

LLS

C3LSC4LS0

C5LS0C6LSS

S

22222222

uc()c1u(LS)c2u()c5u()c6u()……（C.4）

因、很小，C4、C5約為零。

C.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量分析

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由測(cè)量原理可分析得到測(cè)量不確定度來(lái)源于表C.1所示幾個(gè)方面。

表C.1測(cè)量不確定度來(lái)源

輸入標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度分類

不確定度來(lái)源

u(xi)

測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

u1u1

參考值引入的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度分量

u(refi)u(refi)

標(biāo)尺膨脹系數(shù)差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

u(α)u(α)

標(biāo)尺溫度差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

u(t)u(t)

C.4典型測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差校準(zhǔn)的不確定度評(píng)定

雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)誤差的不確定度評(píng)定示例如下：

a）長(zhǎng)度測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量u1的評(píng)定。

測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1，可以通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。對(duì)長(zhǎng)度為

800mm的標(biāo)尺重復(fù)測(cè)量10次，得到測(cè)量列：

表C.2典型測(cè)量范圍測(cè)量列示例單位：mm

序號(hào)12345

測(cè)量值800.002800.008799.998799.997800.005

序號(hào)678910

測(cè)量值800.004800.007799.997799.996800.006

N

測(cè)得值的平均值為1

L=Li800.002mm

NN1

(LL)

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為si5m

N1

標(biāo)準(zhǔn)不確定度

u1s5m

b）由標(biāo)尺引入的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度分量u(refi)

由標(biāo)尺引入的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度分量u(refi)可由校準(zhǔn)證書獲得擴(kuò)展不確定度為U=4.4μm，靈敏度系

數(shù)為1，則

U

u(refi)c12.2m（C.5）

k

c）標(biāo)尺膨脹系數(shù)差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(α)

校準(zhǔn)環(huán)境中溫度要求為（20±2）℃，取其半寬則t=2℃，服從均勻分布，k取3，實(shí)驗(yàn)中標(biāo)尺

是由膨脹系數(shù)為（）的碳纖維材料制成，靈敏度系數(shù)為。

0.5μm/m·℃C3LS

所以

t(Lt)1.320.5

u()c0.75m（C.6）

kk3

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d）標(biāo)尺溫度差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t)

校準(zhǔn)環(huán)境中的溫度要求為（20±2）℃，試驗(yàn)中的標(biāo)尺是由膨脹系數(shù)為0.5μm/（m·℃）的碳纖維材

料制成，充分等溫后，溫度差為，服從均勻分布，取，靈敏系數(shù)為

t0.05℃k3C6LSS

所以

tLt1.30.50.05

u(t)c0.019m（C.7）

kk3

e）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

經(jīng)分析，以上各不確定度分量不相關(guān)

2222（）

ucu1urefiuut5.5mC.8

f）擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

取，

k=2Ukuc11.0m（C.9）

C.5擴(kuò)展測(cè)量范圍測(cè)長(zhǎng)誤差校準(zhǔn)的不確定度評(píng)定

雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展測(cè)量范圍（實(shí)驗(yàn)中實(shí)際取值為7145.027mm)測(cè)長(zhǎng)誤差的不確定度評(píng)定

示例如下：

a）測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定u1的評(píng)定

測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1，可以通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。采用7.3.2的方

法重復(fù)測(cè)量10次，得到測(cè)量列：

表C.3擴(kuò)展測(cè)量范圍測(cè)量列示例

序號(hào)12345678910

測(cè)量值7145.0347145.0337145.0347145.0367145.0307145.0247145.0257145.0267145.0247145.018

計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差

(LL)

si6m

N1

標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1=s=6μm

b）由測(cè)長(zhǎng)機(jī)測(cè)長(zhǎng)（以激光干涉儀測(cè)長(zhǎng)為例）所引入的不確定度u(refi)

由激光干涉儀所引入的不確定度可由證書查詢獲得，激光干涉儀校準(zhǔn)結(jié)果示值誤差小于±（0.03+1.5L）

μm，L為測(cè)量長(zhǎng)度，單位為m，服從均勻分布，取k3。靈敏系數(shù)為c=1。

0.031.57.15

u(refi)6.21m

3

c）由標(biāo)尺熱膨脹系數(shù)所引人的不確定度u(α)

校準(zhǔn)環(huán)境中溫度要求為（20±2）℃，取其半寬則?t=2℃，實(shí)驗(yàn)中標(biāo)尺是由碳纖維材料制成（膨脹系數(shù)

為·℃，服從均勻分布，取），靈敏度系數(shù)為。

?α=0.5μm/(m)k3C3LS

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所以

－L??7.1520.5

uc4.1um

kk3

d）由標(biāo)尺溫度差所引入的不確定度分量u(t)

校準(zhǔn)環(huán)境中溫度要求為（20±2）℃，實(shí)驗(yàn)中標(biāo)尺是由膨脹系數(shù)為0.5μm/(m·℃)的碳纖維材料制成，充

分等溫后，兩者的溫度差為?t=0.05℃，服從均勻分布，取k3。

靈敏系數(shù)為c=1。

C6Ls·s

所以

ctL??t7.150.50.05

ut0.18m

kk3

e）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

經(jīng)分析，以上各不確定度分量不相關(guān)。

2222

ucu1urefiuut9.6m

f）擴(kuò)展不確定度

取k=2，

Ukuc19.2m

雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)的長(zhǎng)度測(cè)量誤差：

評(píng)定的測(cè)量長(zhǎng)度800mm：假定允許長(zhǎng)度差為34.5μm，測(cè)量不定度為U=11.0μm，k=2。測(cè)量不定度為U

與長(zhǎng)度允許誤差之比小于1/3。

評(píng)定的測(cè)量長(zhǎng)度7145.027mm：假定允許長(zhǎng)度差為122.2μm，測(cè)量不定度為U=19.2μm，k=2。測(cè)量不定

度為U與長(zhǎng)度允許誤差之比小于1/6。

滿足校準(zhǔn)要求。

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附錄D

（資料性）

校準(zhǔn)證書樣例

校準(zhǔn)證書樣例如下：

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參考文獻(xiàn)

[1]GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

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ICS07.040

CCSA77

TB

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSGPCXXX—2023

雙相機(jī)工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)程

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