DB35 ICS 37.020 N 38 福 建 省 地 方 标 准 DB35/T 1920—2020 地面移动机器人视觉系统成像性能 检测方法 Test method for imaging performance of vision system of ground mobile robot 2020 - 08 - 24 发布 福建省市场监督管理局 2020 - 11 - 24 实施 发 布 DB35/T 1920—2020 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 测试要求 .......................................................................... 2 5 测试方法 .......................................................................... 3 6 测试结果 ......................................................................... 11 附录 A（资料性附录） 分辨率测试卡图案单元的代号、特征和用途 ......................... 12 附录 B（规范性附录） 地面移动机器人视觉系统成像性能测试记录表 ....................... 13 参考文献 ............................................................................ 14 I DB35/T 1920—2020 前 言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由福建省特种设备检验研究院提出。 本标准由福建省市场监督管理局归口。 本标准起草单位：福建省特种设备检验研究院、厦门市翰均科检测科技有限公司、泉州装备制造研 究所、福州大学、福州旭飞测控技术有限公司、福州国化智能技术有限公司。 本标准主要起草人：黄春榕、郑耿峰、林名强、叶锦华、戴厚德、吴翠兰、刘李、杨凌文、廖华忠、 樊继春、孙良艳、林娟。 II DB35/T 1920—2020 地面移动机器人视觉系统成像性能检测方法 1 范围 本标准规定了地面移动机器人（以下简称“机器人”）视觉系统成像性能的测试要求、测试方法及 测试结果。 本标准适用于具有可见光成像能力的地面移动机器人。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GA/T 1128—2013 安全防范视频监控高清晰度摄像机测试方法 YD/T 1607—2016 移动终端图像及视频传输特性技术要求和测试方法 ISO 7589:2002 摄影 感光度测定用光源 日光、白炽钨丝灯光和打印机规范 （Photography—Illuminants for sensitometry—Specifications for daylight, incandescent tungsten and printer） ISO 12233 摄影 电子静物图象成像 分辨率和空间频率响应（Photography — Electronic still picture imaging—Resolution and spatial frequency responses） 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 移动机器人 mobile robot 基于自身控制、可移动的机器人。 [GB/T 12643—2013，定义2.13] 3.2 地面移动机器人 ground mobile robot 在地面环境运行的一般采用轮式、履带式、足腿式或蠕动式等行走方式的移动机器人。 3.3 视觉系统 vision system 通过视觉传感器将环境可见光信号转换成电信号来获取环境图像或视频信息的机器人子系统。 3.4 分辨率 resolution 显示器或者照片上再现的测试图中黑白相间的线条刚刚能被人眼所分辨的空间频率。由于伪信号 的影响，能够再现的空间频率要低于测试图中相应区域的空间频率。 注：改写GB/T 29298—2012，定义3.7。 1 DB35/T 1920—2020 3.5 色差 chromatism 用白光进行成像时，因不同色光有不同折射率造成光路差别而引起的像差。 3.6 畸变 distortion 由于横向放大率随视场大小而变化，从而引起的一种失去物像相似的相差。 注1：畸变不影响像的清晰度。 注2：改写 GB/T 29298—2012，定义 3.14。 3.7 灰阶 gray scale 机器人视觉系统对不同反射率（或透过率）的中性光谱（灰色光）的分辨能力。 3.8 帧频 frame rate 机器人视觉系统单位时间输出图像序列中所包含的不重复的图像帧数。 注：单位为帧每秒（fps）。 3.9 延时 delay 机器人光学镜头获取图像与视觉系统输出图像之间的时间差值。 注：单位为毫秒（ms）。 3.10 码率 bit rate 机器人视觉系统单位时间输出的视频流数据位数。 注：单位为千位每秒（Kbps）。 4 测试要求 4.1 测试环境 4.1.1 环境温度 环境温度应在-5 ℃～40 ℃。 4.1.2 环境湿度 环境湿度应不大于90%。 4.1.3 照明 测试应在黑色（低反射率）的环境照度小于1 Lux的环境中进行。 如无特殊规定，光源亮度应能使被测机器人视觉系统输出有效信号，拍摄时测试图卡表面照度范围 应在700 Lux～1 200 Lux。 采用ISO 7589:2002规定的日光型光源或白炽灯，并对测试标板均匀照明，测试标板任一部位的照 度均不得超测试标板中心区平均照度的±10%。 测试环境下可选用以下标准色温：D65光源色温6 500 K、泛光灯色温3 400 K。实际测试环境的色 温标准偏差不大于200 K。 为最大限度降低炫光影响，应避免照明光源发出光线直接射入被测机器人视觉系统的镜头。 2 DB35/T 1920—2020 测试图卡与拍摄目标物周围（包括放置测试图卡与拍摄目标物的置具）应为低照度，减少眩光。测 试图卡与拍摄目标物背景采用黑或吸光型中性灰。 4.2 测试对象 待检测机器人应为完整产品。 试验前机器人应进行适当的预热。 若机器人具有会影响被测特性的设备，则试验中此类设备的状态应在试验报告中说明，并且每次试 验均保持不变。 试验中所使用的正常操作条件，应按机器人制造商的说明。 4.3 判读设备 拍摄或录制的影像使用监视器显示，监视器应满足以下条件： a) 像素点数：不低于 3 840×2 160； b) 像素点距：不低于 140 DPI； c) 可视角度：不小于 178°； d) 色域：覆盖 90%以上 Adobe RGB 色域； 2 e) 亮度：不低于 350 cd/m ； f) 对比度：不低于 1 000:1。 5 测试方法 5.1 基础成像性能指标测试 5.1.1 机器人测试条件 5.1.1.1 取景 被测机器人视觉系统的焦平面应与测试标板平行，水平方向影像框线应与测试标板框线相平行。调 整机器人距离使测试图的有效高度充满机器人采集图像的高度，或按需要仅占机器人采集图像高度的若 干分之一。现场布置如图1所示。 镜头 测试图卡 O 移动机器人 图1 移动机器人测试现场布置示意图 3 DB35/T 1920—2020 5.1.1.2 机器人视觉系统设置 被测机器人视觉系统应按其初始设定状态进行测试，当无初始设定时则按常用参数来设置。白平衡 应按照明光源的特性予以调整，优先使用自动白平衡模式。 曝光参数和调焦方式等不作限定。 5.1.1.3 数据接口 被测机器人应具备图像传输能力，应将拍摄图像导出并保存到外部存储介质用于测试评价。 导出图像格式应为：BMP、TIFF、RAW、PNG或JPEG。 5.1.2 分辨率测试 5.1.2.1 测试卡 采用ISO 12233分辨率测试图卡，如图2所示，图案单元的代号及其特征和用途参见附录A。 KD J1 JD K1 J2 K2 图2 分辨率测试图卡 5.1.2.2 判读方法 判读方法如下： a) 按照 5.1.1.1 的要求进行拍摄，将其保存为 5.1.1.3 规定的格式图片，当 ISO 分辨率测试图的 有效高度刚好充满图像画幅的高度时，测试图上分辨率标志值乘以 100 即为该画幅高度时数码 照相机的分辨率测得值，其单位为线数每像高（LW/PH）； 4 DB35/T 1920—2020 b) 当 ISO 分辨率测试图的有效高度不能充满图像画幅的高度时（包括为提高测试分辨率的能力 时），测试图上测得的分辨率值还应按公式（1）换算成被检移动机器人视觉成像的分辨率计 算值。 R calc  R mes （H 2 / H 1）.................................. (1) 式中： Rcalc——被检数码照相机的分辨率计算值，单位为线数每像高（LW/PH）； Rmes ——测试图上分辨率测得值，单位为线数每像高（LW/PH）； H2 ——影像画幅的高度，单位为毫米（mm）； H1 ——ISO分辨率测试图的有效高度，单位为毫米（mm）。 5.1.3 色差测试 5.1.3.1 测试卡 采用GA/T 1128—2013色差测试图卡，如图3所示。 图3 色差测试图卡 5.1.3.2 判读方法 判读方法如下： a) 按照 5.1.1.1 的要求进行拍摄，将其保存为 5.1.1.3 规定的格式图片，用软件提取图像中所有 色块并转换成 CIELab 色彩