地面移動式三維激光掃描系通用技術(shù)要求

ICS43.150;33.200

CCSM50/59

團體標準

T/ZKJXX0000XX-2023

地面移動式三維激光掃描系通用技術(shù)要求

Performancerequirementsforgroundmobile3Dlaserscanningsystem

（征求意見稿）

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

本標準按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。

本標準不承擔識別專利的責任。

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

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

本標準起草單位：北京市計量檢測科學研究院、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。

本標準主要起草人：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。

本標準202X年XX月XX日首次發(fā)布。

III

T/ZKJXX000XX-202X

地面移動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）算法應用于地面空間環(huán)境數(shù)據(jù)

采集的地面移動式三維激光掃描系統(tǒng)，包括硬件和軟件。

本標準適用于基于SLAM原理非機動移動式（包括手持式、可穿戴式、推車式）采集和輸出三維

激光點云數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)（以下簡稱移動式三維激光掃描系統(tǒng)），不適用機載、車載三維激光掃描

測量系統(tǒng)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。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)境試驗第2部分：試驗方法試驗A：低溫

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

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

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

GB17626.3-2016射頻電磁場輻射抗擾度試驗

GB17626.2-2018靜電放電抗擾度試驗

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

YD/T2407-2013移動智能終端安全能力技術(shù)要求

YD/T2408-2013移動智能終端安全能力測試方法

JJF1406-2013地面激光掃描儀校準規(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、定義和縮略語

3.1術(shù)語和定義

3.1.1

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

在未知環(huán)境中從一個未知位置開始移動,在移動過程中根據(jù)位置和地圖進行自身定位，同時在自身

定位的基礎(chǔ)上建造增量式地圖，實現(xiàn)機器自主定位和導航。

3.1.2

地面移動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

光點云的形式存儲并輸出的作業(yè)系統(tǒng)。

3.1.3

1

T/ZKJXX0000X-202X

標靶target

具有幾何中心并可用于校準的掃描目標，本標準采用球型標靶和板型標靶兩種。

3.1.4

絕對距離absolutedistance

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

3.1.5

相對距離relativedistance

系統(tǒng)根據(jù)測量的絕對距離推算出的不同標靶中心之間的距離。

3.1.6

參考距離referencedistance

作為參考值的標靶中心之間的距離。

3.1.7

球棒ballbar

通過剛性結(jié)構(gòu)連接的兩個直徑相同的球型標靶構(gòu)成的標準器。

3.1.8

標靶盤targetboard

具備固定長、寬及厚度的矩形剛性穩(wěn)定的板型靶標。

3.1.9

徑向距離示值誤差

沿測量軸方向相對距離測得值與參考值之差，在不同距離下測得值應小于產(chǎn)品說明書給出的

MPEADM。

3.1.10

空間距離示值誤差

對空間不同距離和方位的標靶進行掃描測量時，相對距離測得值與參考值之差。

3.1.11

激光絕對測距儀laserabsolutedistancemeter(ADM)

發(fā)射激光測量從跟蹤器到遠程目標（反射器）絕對距離的激光跟蹤測量系統(tǒng)。

3.1.12

激光干涉測量儀laserinterferometer（IFM）

利用邁克耳遜干涉原理測量位移的長度測量系統(tǒng)。

3.1.13

最大允許誤差maximumpermissibleerror（MPE）

對于給定測量、測量儀器或測量系統(tǒng)，規(guī)范或規(guī)程允許的相對已知參考值的測量誤差極限值。

3.2縮略語

下列縮略語適用于本文件。

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

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

LIDAR——LightDetectionandRanging，激光探測及測距系統(tǒng)，簡稱激光雷達

LADAR——LaserDetectionandRanging，LaserRadar，激光探測及測距系統(tǒng)，簡稱激光雷達

IMU——InertialMeasurementUnit，慣性測量單元

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

度測量的MPE

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

度測量的MPE。

2

T/ZKJXX000XX-202X

4概述

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

位置信息加以記錄處理的測量掃描系統(tǒng)。通過移動式三維激光掃描系統(tǒng)對于具備高精度尺度及點位信

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

追溯的高精度的測試驗證環(huán)境，對移動式三維激光掃描系統(tǒng)的精度、效能等指標進行測試評估，可應用

于室內(nèi)數(shù)字地圖，建筑施工，測量測繪等行業(yè)的系統(tǒng)測試。

4.1基本結(jié)構(gòu)

地面移動式三維激光掃描系統(tǒng)一般由三維激光雷達、IMU慣性測量單元、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)星導航傳感器、全景相機、無線網(wǎng)絡定

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

量地采集空間點位信息，建立掃描目標的三維點云模型。

宜支持GNSS、Wifi/藍牙、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

雷達顯示單元

數(shù)據(jù)接口

I/O移動供電

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)外觀應無銹蝕、銹斑、裂紋、褪色、污跡、變形、鍍涂層脫落，亦無明顯劃痕、毛刺；塑

料件應無起泡、開裂、變形；灌注物應無溢出等現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)件與控制組件應完整，無機械損傷。

3

T/ZKJXX0000X-202X

4.3銘牌

銘牌應有清晰耐久的銘牌標志。銘牌應安裝在主機外表面的醒目位置，銘牌尺寸應與主機結(jié)構(gòu)

尺寸相適宜。

銘牌應包括下列內(nèi)容：

——名稱、型號及規(guī)格；

——制造廠名及商標；

——出廠年月及編號；

——執(zhí)行標準代號。

4.4材質(zhì)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)件應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)的測量精度。

應符合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)，六價鉻(Cr6+)，多溴聯(lián)苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDEs)的含量應小于最高限量指標：

——鎘：0.01%（100ppm);

——鉛、汞、六價鉻，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

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

示設備工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集時長、數(shù)據(jù)采集環(huán)境顯示狀態(tài)信息。

5.2項目數(shù)據(jù)管理功能

移動式三維激光掃描系統(tǒng)應具備采集、存儲數(shù)據(jù)文件的管理功能，可簡便完成文件的刪除、復

制和導出等基礎(chǔ)操作。

5.3系統(tǒng)自檢功能

移動式三維激光掃描系統(tǒng)應具備在數(shù)據(jù)項目采集之前進行自身設備檢查校準，如發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)

故障即時通過顯示屏或者APP端顯示故障信息或代碼的功能。

通過在被測環(huán)境中合理的路徑規(guī)劃和移動掃描，系統(tǒng)應具備記錄被測物體表面一定密度的點的

三維坐標、反射率和紋理等信息的并復建出被測目標的三維模型及線、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360度全景同步攝影能力，且刻通過后處理將點云數(shù)據(jù)和全景攝影圖像

數(shù)據(jù)進行融合建模的能力。

5.5定位功能

系統(tǒng)掃描作業(yè)時，應具備基于激光雷達和IMU實現(xiàn)的實時建圖和定位的能力，宜具備包含

GNSS、Wifi、藍牙、磁強計、等輔助定位傳感器。

5.6數(shù)據(jù)采集及存儲功能

系統(tǒng)應具備實時將各傳感器采集的原始數(shù)據(jù)進行分類存儲的功能，系統(tǒng)存儲器容量和電池容量

應支持戶外獨立工作1小時以上。

4

T/ZKJXX000XX-202X

5.7數(shù)據(jù)傳輸端口

根據(jù)用戶作業(yè)習慣及數(shù)據(jù)傳輸需要設置接口，應具備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)應具備實時電池電量監(jiān)視和低電量報警功能，宜具備備用供電回路自動切換功能，在主供

電電池電量不足時，可實現(xiàn)不關(guān)機條件下完成電池熱插拔。

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，對于推車式設備系統(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)相對精度

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

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)路徑下無控制數(shù)據(jù)，采集完成數(shù)據(jù)處理并輸出點云相對精度

應優(yōu)于10cm。

6.3點云厚度

對同一被測平面的掃描獲得的點云，其厚度最大值應小于5cm。

6.4點云分辨率

點云分辨率應優(yōu)于10cm。

6.5徑向距離最大允許誤差

徑向距離測量最大允許誤差應小于5cm。

6.6空間距離最大允許誤差

絕對距離測量最大允許誤差應小于5cm。

6.7長直線環(huán)境下的軌跡誤差

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

6.8數(shù)據(jù)存儲空間

根據(jù)用戶對采集數(shù)據(jù)質(zhì)量和規(guī)模的需要配置存儲器，應具備500GB以上的存儲空間。

6.9氣候環(huán)境適應性

5

T/ZKJXX0000X-202X

應具備在-30℃-+30℃環(huán)境下正常開機作業(yè)；

應具備防塵防水保護（IP）等級43及以上；

應具備環(huán)境的相對濕度值在10%~30%的范圍內(nèi)無冷凝。

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的要求進行試驗，在試驗等級3級條件下，試驗結(jié)果應符合

GB/T17626.2-2018中9試驗結(jié)果評價c類或以上的要求。

6.10.2射頻電磁場輻射抗擾度

按照GB/T17626.3-2016中8.2的要求進行試驗，在試驗等級3級條件下，試驗結(jié)果應符合

GB/T17626.2-2018中9試驗結(jié)果評價c類或以上的要求。

6.10.3電磁輻射騷擾

按照GB4824-2019《工業(yè)、科學和醫(yī)療設備射頻騷擾特性限值和測量方法》中9的要求進行

試驗，試驗結(jié)果應符合6.3.2規(guī)定的限制。

6.11氣候環(huán)境適應性試驗

高溫試驗按照GB2423.2-2008中第6部分的試驗方法進行，低溫試驗按照GB2423.1-2008中

第6的試驗方法進行，濕熱試驗按照GB2423.-2016中第4部分的試驗方法進行。試驗的嚴酷等級

根據(jù)6.5的要求確定，試驗持續(xù)時間24h。

6.12信息安全試驗

信息安全試驗方法按照YD/T2408-2013中7.1.2的方法進行。

7安全要求

7.1光輻射安全

掃描系統(tǒng)集成的激光雷達應滿足GB7247.13中光輻射安全等級1級要求，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、電源切斷開關(guān)及安全裝置等常規(guī)電氣參數(shù)的要求應滿足GB10320中4的要求。

7.3信息安全能力要求

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

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

8驗收方法

8.1環(huán)境條件

驗收時環(huán)境溫度范圍為（20±10）℃，環(huán)境相對濕度≤80%。

8.2檢驗規(guī)則

檢驗有出廠檢驗和型式檢驗。凡遇下列情況之一者，應進行型式檢驗：

——新產(chǎn)品完成；

——設計、材料或工藝上的變更足以引起某些性能發(fā)生變化；

——出廠檢驗的結(jié)果與以前進行的型式檢驗結(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。

檢驗的樣品有送檢樣品和抽檢樣品。檢驗要規(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)品再次提出檢驗的復驗規(guī)則。

型式檢驗可采用統(tǒng)計評定的抽樣檢驗，或為了簡化只在一個樣品上進行。抽樣檢驗要規(guī)定抽樣

方案，抽樣和取樣方法，判定規(guī)則及復驗規(guī)則。

8.3外觀及工作正常性檢查

系統(tǒng)外觀應符合4.2要求，各項標識清晰完整，輸入輸出插座牢靠，按鍵及旋鈕能正常動作并

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

項功能檢查正常。

8.4檢驗項目及重要程度分類

表1檢驗項目及重要程度分類

重要程度或不合

檢驗類別

格程度分類

序號檢驗項目

產(chǎn)品定型/使用中/維

A類B類

出廠檢驗修后檢驗

1標識、標志和外觀●●●

2激光束發(fā)射、回收功能●●●

3項目數(shù)據(jù)管理功能●●

4系統(tǒng)自檢功能●●●

功能檢驗

5全景圖像采集功能●●

6定位功能●●●

7數(shù)據(jù)采集及存儲功能●●

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

10精度●●

11點云厚度●●

12性能檢驗徑向距離示值誤差●●●

13空間距離示值誤差●●●

長直線環(huán)境下的軌跡誤

14差●●

15數(shù)據(jù)存儲空間●●

7

T/ZKJXX0000X-202X

重要程度或不合

檢驗類別

格程度分類

序號檢驗項目

產(chǎn)品定型/使用中/維

A類B類

出廠檢驗修后檢驗

16氣候環(huán)境適應性●●

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：●表示選中的項目。

8.5檢驗合格證

每臺出廠的產(chǎn)品應有檢驗合格證，檢驗合格證應有如下內(nèi)容：

——產(chǎn)品名稱、型號；

——制造商名稱；

——執(zhí)行的產(chǎn)品標準編號；

——出廠檢驗結(jié)論、檢驗日期；

——檢驗員標識或檢驗員代號。

8.6包裝

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

輸條件的便攜式設備包裝箱；

外包裝應體現(xiàn)如下內(nèi)容：

——中文產(chǎn)品名稱和型號；

——制造商名稱、詳細地址、產(chǎn)品產(chǎn)地、商標或標識；

——產(chǎn)品所執(zhí)行的、符合的標準編號及標準名稱。

——包裝箱應符合防潮、防塵、防震、運輸?shù)囊蟆?/p>

——單個包裝箱內(nèi)應有使用說明書、保修卡、檢驗合格證及裝箱清單。

8

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目次

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

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

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

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

3.1術(shù)語和定義.........................................................................1

3.2縮略語.............................................................................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)相對精度...........................................................5

6.3點云厚度...........................................................................5

6.4點云分辨率.........................................................................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長直線環(huán)境下的軌跡誤差.............................................................5

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

6.9氣候環(huán)境適應性.....................................................................5

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

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

6.12信息安全試驗......................................................................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驗收方法............................................................................6

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

8.2檢驗規(guī)則...........................................................................6

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

8.4檢驗項目及重要程度分類.............................................................7

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

點云厚度..............................................................................7

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

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

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

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

氣候環(huán)境適應性........................................................................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檢驗合格證.........................................................................8

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

II

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地面移動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）算法應用于地面空間環(huán)境數(shù)據(jù)

采集的地面移動式三維激光掃描系統(tǒng)，包括硬件和軟件。

本標準適用于基于SLAM原理非機動移動式（包括手持式、可穿戴式、推車式）采集和輸出三維

激光點云數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)（以下簡稱移動式三維激光掃描系統(tǒng)），不適用機載、車載三維激光掃描

測量系統(tǒng)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。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)境試驗第2部分：試驗方法試驗A：低溫

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

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

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

GB17626.3-2016射頻電磁場輻射抗擾度試驗

GB17626.2-2018靜電放電抗擾度試驗

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

YD/T2407-2013移動智能終端安全能力技術(shù)要求

YD/T2408-2013移動智能終端安全能力測試方法

JJF1406-2013地面激光掃描儀校準規(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、定義和縮略語

3.1術(shù)語和定義

3.1.1

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

在未知環(huán)境中從一個未知位置開始移動,在移動過程中根據(jù)位置和地圖進行自身定位，同時在自身

定位的基礎(chǔ)上建造增量式地圖，實現(xiàn)機器自主定位和導航。

3.1.2

地面移動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

光點云的形式存儲并輸出的作業(yè)系統(tǒng)。

3.1.3

1

T/ZKJXX0000X-202X

標靶target

具有幾何中心并可用于校準的掃描目標，本標準采用球型標靶和板型標靶兩種。

3.1.4

絕對距離absolutedistance

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

3.1.5

相對距離relativedistance

系統(tǒng)根據(jù)測量的絕對距離推算出的不同標靶中心之間的距離。

3.1.6

參考距離referencedistance

作為參考值的標靶中心之間的距離。

3.1.7

球棒ballbar

通過剛性結(jié)構(gòu)連接的兩個直徑相同的球型標靶構(gòu)成的標準器。

3.1.8

標靶盤targetboard

具備固定長、寬及厚度的矩形剛性穩(wěn)定的板型靶標。

3.1.9

徑向距離示值誤差

沿測量軸方向相對距離測得值與參考值之差，在不同距離下測得值應小于產(chǎn)品說明書給出的

MPEADM。

3.1.10

空間距離示值誤差

對空間不同距離和方位的標靶進行掃描測量時，相對距離測得值與參考值之差。

3.1.11

激光絕對測距儀laserabsolutedistancemeter(ADM)

發(fā)射激光測量從跟蹤器到遠程目標（反射器）絕對距離的激光跟蹤測量系統(tǒng)。

3.1.12

激光干涉測量儀laserinterferometer（IFM）

利用邁克耳遜干涉原理測量位移的長度測量系統(tǒng)。

3.1.13

最大允許誤差maximumpermissibleerror（MPE）

對于給定測量、測量儀器或測量系統(tǒng)，規(guī)范或規(guī)程允許的相對已知參考值的測量誤差極限值。

3.2縮略語

下列縮略語適用于本文件。

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

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

LIDAR——LightDetectionandRanging，激光探測及測距系統(tǒng)，簡稱激光雷達

LADAR——LaserDetectionandRanging，LaserRadar，激光探測及測距系統(tǒng)，簡稱激光雷達

IMU——InertialMeasurementUnit，慣性測量單元

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

度測量的MPE

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

度測量的MPE。

2

T/ZKJXX000XX-202X

4概述

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

位置信息加以記錄處理的測量掃描系統(tǒng)。通過移動式三維激光掃描系統(tǒng)對于具備高精度尺度及點位信

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

追溯的高精度的測試驗證環(huán)境，對移動式三維激光掃描系統(tǒng)的精度、效能等指標進行測試評估，可應用

于室內(nèi)數(shù)字地圖，建筑施工，測量測繪等行業(yè)的系統(tǒng)測試。

4.1基本結(jié)構(gòu)

地面移動式三維激光掃描系統(tǒng)一般由三維激光雷達、IMU慣性測量單元、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)星導航傳感器、全景相機、無線網(wǎng)絡定

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

量地采集空間點位信息，建立掃描目標的三維點云模型。

宜支持GNSS、Wifi/藍牙、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

雷達顯示單元

數(shù)據(jù)接口

I/O移動供電

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)外觀應無銹蝕、銹斑、裂紋、褪色、污跡、變形、鍍涂層脫落，亦無明顯劃痕、毛刺；塑

料件應無起泡、開裂、變形；灌注物應無溢出等現(xiàn)象；結(jié)構(gòu)件與控制組件應完整，無機械損傷。

3

T/ZKJXX0000X-202X

4.3銘牌

銘牌應有清晰耐久的銘牌標志。銘牌應安裝在主機外表面的醒目位置，銘牌尺寸應與主機結(jié)構(gòu)

尺寸相適宜。

銘牌應包括下列內(nèi)容：

——名稱、型號及規(guī)格；

——制造廠名及商標；

——出廠年月及編號；

——執(zhí)行標準代號。

4.4材質(zhì)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)件應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)的測量精度。

應符合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)，六價鉻(Cr6+)，多溴聯(lián)苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDEs)的含量應小于最高限量指標：

——鎘：0.01%（100ppm);

——鉛、汞、六價鉻，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

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

示設備工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集時長、數(shù)據(jù)采集環(huán)境顯示狀態(tài)信息。

5.2項目數(shù)據(jù)管理功能

移動式三維激光掃描系統(tǒng)應具備采集、存儲數(shù)據(jù)文件的管理功能，可簡便完成文件的刪除、復

制和導出等基礎(chǔ)操作。

5.3系統(tǒng)自檢功能

移動式三維激光掃描系統(tǒng)應具備在數(shù)據(jù)項目采集之前進行自身設備檢查校準，如發(fā)現(xiàn)設備出現(xiàn)

故障即時通過顯示屏或者APP端顯示故障信息或代碼的功能。

通過在被測環(huán)境中合理的路徑規(guī)劃和移動掃描，系統(tǒng)應具備記錄被測物體表面一定密度的點的

三維坐標、反射率和紋理等信息的并復建出被測目標的三維模型及線、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360度全景同步攝影能力，且刻通過后處理將點云數(shù)據(jù)和全景攝影圖像

數(shù)據(jù)進行融合建模的能力。

5.5定位功能

系統(tǒng)掃描作業(yè)時，應具備基于激光雷達和IMU實現(xiàn)的實時建圖和定位的能力，宜具備包含

GNSS、Wifi、藍牙、磁強計、等輔助定位傳感器。

5.6數(shù)據(jù)采集及存儲功能

系統(tǒng)應具備實時將各傳感器采集的原始數(shù)據(jù)進行分類存儲的功能，系統(tǒng)存儲器容量和電池容量

應支持戶外獨立工作1小時以上。

4

T/ZKJXX000XX-202X

5.7數(shù)據(jù)傳輸端口

根據(jù)用戶作業(yè)習慣及數(shù)據(jù)傳輸需要設置接口，應具備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)應具備實時電池電量監(jiān)視和低電量報警功能，宜具備備用供電回路自動切換功能，在主供

電電池電量不足時，可實現(xiàn)不關(guān)機條件下完成電池熱插拔。

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，對于推車式設備系統(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)相對精度

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

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)路徑下無控制數(shù)據(jù)，采集完成數(shù)據(jù)處理并輸出點云相對精度

應優(yōu)于10cm。

6.3點云厚度

對同一被測平面的掃描獲得的點云，其厚度最大值應小于5cm。

6.4點云分辨率

點云分辨率應優(yōu)于10cm。

6.5徑向距離最大允許誤差

徑向距離測量最大允許誤差應小于5cm。

6.6空間距離最大允許誤差

絕對距離測量最大允許誤差應小于5cm。

6.7長直線環(huán)境下的軌跡誤差

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

6.8數(shù)據(jù)存儲空間

根據(jù)用戶對采集數(shù)據(jù)質(zhì)量和規(guī)模的需要配置存儲器，應具備500GB以上的存儲空間。

6.9氣候環(huán)境適應性

5

T/ZKJXX0000X-202X

應具備在-30℃-+30℃環(huán)境下正常開機作業(yè)；

應具備防塵防水保護（IP）等級43及以上；

應具備環(huán)境的相對濕度值在10%~30%的范圍內(nèi)無冷凝。

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的要求進行試驗，在試驗等級3級條件下，試驗結(jié)果應符合

GB/T17626.2-2018中9試驗結(jié)果評價c類或以上的要求。

6.10.2射頻電磁場輻射抗擾度

按照GB/T17626.3-2016中8.2的要求進行試驗，在試驗等級3級條件下，試驗結(jié)果應符合

GB/T17626.2-2018中9試驗結(jié)果評價c類或以上的要求。

6.10.3電磁輻射騷擾

按照GB4824-2019《工業(yè)、科學和醫(yī)療設備射頻騷擾特性限值和測量方法》中9的要求進行

試驗，試驗結(jié)果應符合6.3.2規(guī)定的限制。

6.11氣候環(huán)境適應性試驗

高溫試驗按照GB2423.2-2008中第6部分的試驗方法進行，低溫試驗按照GB2423.1-2008中

第6的試驗方法進行，濕熱試驗按照GB2423.-2016中第4部分的試驗方法進行。試驗的嚴酷等級

根據(jù)6.5的要求確定，試驗持續(xù)時間24h。

6.12信息安全試驗

信息安全試驗方法按照YD/T2408-2013中7.1.2的方法進行。

7安全要求

7.1光輻射安全

掃描系統(tǒng)集成的激光雷達應滿足GB7247.13中光輻射安全等級1級要求，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、電源切斷開關(guān)及安全裝置等常規(guī)電氣參數(shù)的要求應滿足GB10320中4的要求。

7.3信息安全能力要求

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

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

8驗收方法

8.1環(huán)境條件

驗收時環(huán)境溫度范圍為（20±10）℃，環(huán)境相對濕度≤80%。

8.2檢驗規(guī)則

檢驗有出廠檢驗和型式檢驗。凡遇下列情況之一者，應進行型式檢驗：

——新產(chǎn)品完成；

——設計、材料或工藝上的變更足以引起某些性能發(fā)生變化；

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

6