结构光视觉测量系统检测项目详解

一、硬件性能检测

1. • 分辨率与条纹对比度：通过投影标准正弦条纹，测量图像灰度对比度衰减程度，评估投影仪在高频条纹下的清晰度。
   • 亮度均匀性：使用均匀白板作为靶面，分析投影光场在测量区域内的亮度分布标准差（通常要求≤5%）。
   • 温度漂移测试：连续运行4小时以上，检测投影图案因热膨胀导致的形变误差（目标：漂移量<0.01mm/℃）。
2. • 标定参数稳定性：采用棋盘格标定板重复标定10次，计算内参矩阵（焦距、主点坐标）的变异系数。
   • 动态响应能力：通过高速运动平台带动标定板移动，测试相机在不同帧率下的运动模糊抑制能力。
   • 光电一致性：在固定光照条件下，连续采集100帧图像，分析像素灰度值的标准差（工业级相机需≤3 DN）。

二、软件算法性能检测

1. • 相位误差分析：使用精密平移台带动标准平面移动已知距离，对比相位差法的位移测量误差（应≤λ/20，λ为条纹波长）。
   • 抗噪声能力：在合成条纹图像中添加高斯噪声（SNR=20~40dB），评估相位解包裹算法的鲁棒性。
2. • 点云拼接精度：多视角扫描标准球体，计算球心坐标的重复性误差（典型值<0.05mm）。
   • 边缘锐度保持：测量齿形工件边缘处的点云曲率变化梯度，验证边缘细节保留能力。
3. • 表面缺陷检测（划痕、凹坑）：基于深度学习的分类模型需达到F1-score≥0.95（测试集包含5000+样本）。
   • 误报率控制：在无缺陷样品上连续测试1000次，允许误报次数≤2次。

三、系统整合性能检测

1. • 标准量块验证：使用AA级量块（尺寸公差±0.1μm）作为被测物，对比系统测量值与标称值的差值（工业级系统要求≤±10μm/m）。
   • 复杂曲面匹配度：扫描NIST认证的自由曲面工件，通过ICP算法配准后计算RMS误差（目标值<15μm）。
2. • 运动平台同步精度：在1m/s运动速度下，触发延迟需<100μs，确保运动伪影不影响重建结果。
   • 实时性指标：从图像采集到输出三维点云的总处理时间应≤500ms（针对1M点云规模）。

四、环境适应性检测

1. • 环境光抑制比：在2000lux环境光下，测量条纹调制深度下降幅度（要求<10%）。
   • 主动补偿能力：测试系统自适应调节投影亮度的响应时间（需<1s）。
2. • 温漂补偿测试：在-10℃~50℃范围内，测量系统精度变化（允许误差≤0.02mm/10℃）。
   • 抗振性能：模拟5~200Hz随机振动，验证机械结构固有频率是否避开共振区（建议>250Hz）。

五、典型检测流程示例