1?范圍

本文件規(guī)定了基于高光譜成像技術(shù)測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

本文件沒有規(guī)范性引用文件，

3?術(shù)語和定義

下列術(shù)語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，探測目標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)物體造成的光信號變化，計算物體的位置和深度等信息，進而復原整個三維空間。

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

基于通過相機獲得場景、物休的數(shù)據(jù)圖像，并對圖像進行分析處理，再結(jié)合計算機視覺知識推導出現(xiàn)實環(huán)境中物體的三維信息。

3.5?三角面片triangular patch

在計算機模擬的三維空間中，由空間坐標系中的三個點構(gòu)成的一個三角網(wǎng)格。

3.6?點云point cloud

在計算機模擬的三維空間中表達樣品空間分布和樣品表面特性的點集合。

3.7?多線激光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束的集合。

3.8?標志點landmark

在掃描過程中.用于準確定位樣品表面的點。

注：標志點通常由外圈為黑色、內(nèi)圈為白色的兩個同心圓構(gòu)成，貼于待測樣品表面。

3.9?多孔材料porous material

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

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4?原理

利用以單線激光、多線激光或其他可見光為光源的結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)，采集材料的三維圖像數(shù)據(jù)，通過三維數(shù)據(jù)重建技術(shù)實現(xiàn)在計算機內(nèi)對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)計算樣品待測量區(qū)域的表面積。本文件第一法結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)位置固定，通過旋轉(zhuǎn)平臺將材料旋轉(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，通過移動結(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)平臺式面積測量儀法

5.1?試劑和材料

反差增強劑：白色。

注：由特定配方的粉劑及溶劑配制而成的懸獨液.噴涂在材料表面，會形成一層白色或其他顏色的覆蓋薄膜。可顯著增強材料成像的對比度

5.2?儀器與設備

5.2.1臺式面積測量儀主機（儀器結(jié)構(gòu)示意圖參見附錄A中圖A.1）：工業(yè)相機（分辨率）大于230萬像索，工業(yè)鏡頭：廠（焦距）大于或等于16 mm；主動式結(jié)構(gòu)光源投影設備：激光器采用 CLASSII-人眼安全級別。

5.2.2高精度校準板：由單個方格面積為7.5 mmX7.5 mm的棋盤組成.精度為0.01 mm。

5.2.3標準測量塊：由半球、圓槽、半圓柱等形狀組成，有校準證書。

5.2.4標志點貼紙：外圈直徑8mm或4mm、內(nèi)圈直徑4 mm或2mm。

5.3?樣品預處理

應根據(jù)樣品實際情況對樣品進行下列預處理：

a）表面顏色為深色、透明和反光的樣品，需要對樣品表面噴涂反差增強劑，再測量，反差增強劑應盡可能均勻噴涂在樣品表面，并盡量噴?。?/p>

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

d）對于尺寸較大、掃描難以獲取完整圖像的樣品，可嘗試貼標志點于樣品表面后進行測量工作。

5.4?測量

5.4.1測量前儀器準備

測量前應進行下列儀器準備：

a）每次測量前使用標準測量塊對儀器進行穩(wěn)定性檢查.按附錄B方法執(zhí)行；b）調(diào)整相機的曝光、增益使樣品清晰；

c）將預處理好的樣品放置在測量區(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，開始進行掃描。

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行處理：

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

5.5?分析結(jié)果的表述

結(jié)果保留三位有效數(shù)字.以兩次測量結(jié)果的算術(shù)平均值作為試樣的測量結(jié)果，

5.6?精密度

應符合下列要求：

a）在同一實驗室，由同一操作者使用相同設備，按相同的測量方法；

b）在短時間內(nèi)對同一被測對象相互獨立進行測量獲得的兩次獨立測量結(jié)果的絕對差值與算術(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量儀法

6.1?試劑和材料

同5.1.6.2儀器與設備

6.2.1手持式面積測量儀主機（儀器結(jié)構(gòu)示意圖參見圖A.2）：工業(yè)相機（分辨率）>130萬像素；多線激光發(fā)射設備（激光器采用 CLASS II-人眼安全級別）.精度>0.03 mm。

6.2.2?標志點貼紙：同5.2.4.6.2.3標準校準板：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?樣品預處理

同5.3。6.4測量

測量工作按下列步驟進行：

a）每次測量前。儀器需要按附錄D完成精度校準，保證采集三維面積精度；

b）將標志點貼紙隨機粘貼在樣品上，避免有規(guī)律的粘貼；若樣品特征不明顯或棱角過于平緩，可通過標志點拼接，完成局部測量；

c）通過預掃描，調(diào)整掃描距離、亮度，捕抓標志點，移動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際樣品，如圖1所示；

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d）根據(jù)合成的圖像進行數(shù)據(jù)處理，完成測量工作。

6.5分析結(jié)果的表述

結(jié)果保留三位有效數(shù)字，以兩次測量結(jié)果的算術(shù)平均值作為試樣的測量結(jié)果。

6.6精密度

同5.6.

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