1?范圍

本文件規(guī)定了基于高光譜成像技術(shù)測(cè)量材料表而面積的方法。本文件適用于食品接觸材料、首飾及其他材料表面積的測(cè)量。本文件不適用于孔直徑小于1mm的多孔材料，以及含有直徑小于1mm條狀紋理的材料。

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2?規(guī)范性引用文件

本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件，

3?術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1?表面積surface areas

所有立體圖形面的面積之和。

3.2?高光譜成像hyperspectral imaging

將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，探測(cè)目標(biāo)的二維空間和光譜信息.獲得高分辨率的連續(xù)、窄波段的圖像數(shù)據(jù)。

3.3?結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)structured light system

一組由投影儀和攝像頭組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，

注：該系統(tǒng)用投影儀投射特定的光信息到物體表面后及背景后，由攝像頭采集。根據(jù)物體造成的光信號(hào)變化，計(jì)算物體的位置和深度等信息，進(jìn)而復(fù)原整個(gè)三維空間。

3.4?三維數(shù)據(jù)重建技術(shù)3D data reconstruction technology

基于通過(guò)相機(jī)獲得場(chǎng)景、物休的數(shù)據(jù)圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行分析處理，再結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺(jué)知識(shí)推導(dǎo)出現(xiàn)實(shí)環(huán)境中物體的三維信息。

3.5?三角面片triangular patch

在計(jì)算機(jī)模擬的三維空間中，由空間坐標(biāo)系中的三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的一個(gè)三角網(wǎng)格。

3.6?點(diǎn)云point cloud

在計(jì)算機(jī)模擬的三維空間中表達(dá)樣品空間分布和樣品表面特性的點(diǎn)集合。

3.7?多線(xiàn)激光multi line laser

利用激光發(fā)射器在已知空間方向上投射到樣品表面的激光掃描線(xiàn)束的集合。

3.8?標(biāo)志點(diǎn)landmark

在掃描過(guò)程中.用于準(zhǔn)確定位樣品表面的點(diǎn)。

注：標(biāo)志點(diǎn)通常由外圈為黑色、內(nèi)圈為白色的兩個(gè)同心圓構(gòu)成，貼于待測(cè)樣品表面。

3.9?多孔材料porous material

由相互貫通或封閉的孔洞構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的材料。

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4?原理

利用以單線(xiàn)激光、多線(xiàn)激光或其他可見(jiàn)光為光源的結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)，采集材料的三維圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)三維數(shù)據(jù)重建技術(shù)實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)內(nèi)對(duì)樣品的三維模型重建。重建的三維模型在特定的算法下轉(zhuǎn)化為三角面片數(shù)據(jù)，依據(jù)三角面片數(shù)據(jù)計(jì)算樣品待測(cè)量區(qū)域的表面積。本文件第一法結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)位置固定，通過(guò)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)將材料旋轉(zhuǎn)至不同角度，獲取面積數(shù)據(jù)。本文件第二法樣品位置固定，通過(guò)移動(dòng)結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)至不同位置.獲取面積數(shù)據(jù)。

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5?第一法旋轉(zhuǎn)平臺(tái)式面積測(cè)量?jī)x法

5.1?試劑和材料

反差增強(qiáng)劑：白色。

注：由特定配方的粉劑及溶劑配制而成的懸獨(dú)液.噴涂在材料表面，會(huì)形成一層白色或其他顏色的覆蓋薄膜?？娠@著增強(qiáng)材料成像的對(duì)比度

5.2?儀器與設(shè)備

5.2.1臺(tái)式面積測(cè)量?jī)x主機(jī)（儀器結(jié)構(gòu)示意圖參見(jiàn)附錄A中圖A.1）：工業(yè)相機(jī)（分辨率）大于230萬(wàn)像索，工業(yè)鏡頭：廠(chǎng)（焦距）大于或等于16 mm；主動(dòng)式結(jié)構(gòu)光源投影設(shè)備：激光器采用 CLASSII-人眼安全級(jí)別。

5.2.2高精度校準(zhǔn)板：由單個(gè)方格面積為7.5 mmX7.5 mm的棋盤(pán)組成.精度為0.01 mm。

5.2.3標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量塊：由半球、圓槽、半圓柱等形狀組成，有校準(zhǔn)證書(shū)。

5.2.4標(biāo)志點(diǎn)貼紙：外圈直徑8mm或4mm、內(nèi)圈直徑4 mm或2mm。

5.3?樣品預(yù)處理

應(yīng)根據(jù)樣品實(shí)際情況對(duì)樣品進(jìn)行下列預(yù)處理：

a）表面顏色為深色、透明和反光的樣品，需要對(duì)樣品表面噴涂反差增強(qiáng)劑，再測(cè)量，反差增強(qiáng)劑應(yīng)盡可能均勻噴涂在樣品表面，并盡量噴?。?/p>

b）尺寸較大樣品、組合類(lèi)樣品、管道件樣品.需要對(duì)樣品進(jìn)行拆分分解，再測(cè)量；c）對(duì)內(nèi)部形狀扭曲、壁厚不均勻的樣品，如：玻璃制品、陶瓷制品，需要對(duì)樣品進(jìn)行切割或分裂，再測(cè)量；

d）對(duì)于尺寸較大、掃描難以獲取完整圖像的樣品，可嘗試貼標(biāo)志點(diǎn)于樣品表面后進(jìn)行測(cè)量工作。

5.4?測(cè)量

5.4.1測(cè)量前儀器準(zhǔn)備

測(cè)量前應(yīng)進(jìn)行下列儀器準(zhǔn)備：

a）每次測(cè)量前使用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量塊對(duì)儀器進(jìn)行穩(wěn)定性檢查.按附錄B方法執(zhí)行；b）調(diào)整相機(jī)的曝光、增益使樣品清晰；

c）將預(yù)處理好的樣品放置在測(cè)量區(qū)域，控制物體旋轉(zhuǎn)一定角度，以使能拍攝到不同視角物休的系列圖像。

5.4.2?掃描

選擇合適的掃描模式，開(kāi)始進(jìn)行掃描。

注：掃描模式一般有旋轉(zhuǎn)掃描和不旋轉(zhuǎn)掃描兩種

5.4.3?圖像處理

獲取的圖像按下列步驟進(jìn)行處理：

a）根據(jù)程序合成的圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.優(yōu)化點(diǎn)云?去除多余雜點(diǎn).填補(bǔ)空洞；b）保存當(dāng)前測(cè)量樣品的工程數(shù)據(jù)建立檔案?完成測(cè)量工作，典型樣品的三維圖形參見(jiàn)附錄C。

5.5?分析結(jié)果的表述

結(jié)果保留三位有效數(shù)字.以?xún)纱螠y(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值作為試樣的測(cè)量結(jié)果，

5.6?精密度

應(yīng)符合下列要求：

a）在同一實(shí)驗(yàn)室，由同一操作者使用相同設(shè)備，按相同的測(cè)量方法；

b）在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一被測(cè)對(duì)象相互獨(dú)立進(jìn)行測(cè)量獲得的兩次獨(dú)立測(cè)量結(jié)果的絕對(duì)差值與算術(shù)平均的比值，以百分比表示，要求如表1所示。

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6?第二法手持式面積測(cè)量?jī)x法

6.1?試劑和材料

同5.1.6.2儀器與設(shè)備

6.2.1手持式面積測(cè)量?jī)x主機(jī)（儀器結(jié)構(gòu)示意圖參見(jiàn)圖A.2）：工業(yè)相機(jī)（分辨率）>130萬(wàn)像素；多線(xiàn)激光發(fā)射設(shè)備（激光器采用 CLASS II-人眼安全級(jí)別）.精度>0.03 mm。

6.2.2?標(biāo)志點(diǎn)貼紙：同5.2.4.6.2.3標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)板：由數(shù)量為5X5的同心圓圈矩阼組成，圓圈外直徑8mm、內(nèi)直徑6mm。

6.3?樣品預(yù)處理

同5.3。6.4測(cè)量

測(cè)量工作按下列步驟進(jìn)行：

a）每次測(cè)量前。儀器需要按附錄D完成精度校準(zhǔn)，保證采集三維面積精度；

b）將標(biāo)志點(diǎn)貼紙隨機(jī)粘貼在樣品上，避免有規(guī)律的粘貼；若樣品特征不明顯或棱角過(guò)于平緩，可通過(guò)標(biāo)志點(diǎn)拼接，完成局部測(cè)量；

c）通過(guò)預(yù)掃描，調(diào)整掃描距離、亮度，捕抓標(biāo)志點(diǎn)，移動(dòng)掃描儀采集樣品不同角度的圖像，使采集的三維模型盡可能接近實(shí)際樣品，如圖1所示；

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d）根據(jù)合成的圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成測(cè)量工作。

6.5分析結(jié)果的表述

結(jié)果保留三位有效數(shù)字，以?xún)纱螠y(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值作為試樣的測(cè)量結(jié)果。

6.6精密度

同5.6.

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