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GB／T 40139-2021 材料表面积的测量 高光谱成像三维面积测量法.pdf简介：

"GB/T 40139-2021 材料表面积的测量 高光谱成像三维面积测量法" 是中华人民共和国国家标准，发布于2021年。这个标准主要规定了使用高光谱成像技术来测量材料表面积的方法和规范。高光谱成像是利用光谱信息来获取物体表面特征的一种技术，通过分析物体对不同波长光的吸收或反射，可以生成高分辨率的图像，并以此计算出材料的三维表面积。

该标准适用于各种材料表面积的测量，包括但不限于建筑材料、化工材料、电子材料等。它详细规定了测量设备的要求、数据处理与分析的步骤，以及如何保证测量结果的准确性和可靠性。通过本标准，可以提供一种科学、准确、高效的材料表面积测量方法，对于产品质量控制、科研实验以及材料性能评估等领域具有重要意义。

GB／T 40139-2021 材料表面积的测量 高光谱成像三维面积测量法.pdf部分内容预览：

本文件规定了基于高光谱成像技术测量材料表面积的方法。 本文件适用于食品接触材料、首饰及其他材料表面积的测量， 本文件不适用于孔直径小于1mm的多孔材料，以及含有直径小于1mm条状纹理的材料。 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 表面积 surfaceareas 所有立体图形面的面积之和。 3.2 高光谱成像 hyperspectral imaging 将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维空间和光谱信息，获得高分辨率的连续、窄波段的 图像数据。 3.3 结构光系统 structured light system 一组由投影仪和摄像头组成的系统结构 注：该系统用投影仪投射特定的光信息到物体表面后及背景后，由摄像头采集。根据物体造成的光信号变化，计算 物体的位置和深度等信息，进而复原整个三维空间。 3.4 三维数据重建技术 3Ddatareconstructiontechnology 基于通过相机获得场景、物体的数据图像，并对图像进行分析处理，再结合计算机视觉知识推导出 现实环境中物体的三维信息 3.5 三角面片triangularpatch 在计算机模拟的三维空间中，由空间坐标系中的三个点构成的一个三角网格。 3.6 点云pointcloud 在计算机模拟的三维空间中表达样品空间分布和样品表面特性的点集合

多线激光multilinelaser 利用激光发射器在已知空间方向上投射到样品表面的激光扫描线束的集合 3.8 标志点landmark 在扫描过程中，用于准确定位样品表面的点。 注：标志点通常由外圈为黑色、内圈为白色的两个同心圆构成，贴于待测样品表面。 3.9 多孔材料porous material 由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料

利用以单线激光、多线激光或其他可见光为光源的结构光系统，采集材料的三维图像数据，通过三 维数据重建技术实现在计算机内对样品的三维重建。重建的三维在特定的算法下转化为三角 面片数据，依据三角面片数据计算样品待测量区域的表面积。本文件第一法结构光系统位置固定《消防通信指挥系统设计规范 GB 50313-2013》，通过 旋转平台将材料旋转至不同角度，获取面积数据。本文件第二法样品位置固定，通过移动结构光系统至 不同位置，获取面积数据

5第一法旋转平台式面积测量仪法

反差增强剂：白色。 主：由特定配方的粉剂及溶剂配制而成的悬浊液，喷涂在材料表面，会形成一层白色或其他颜色的覆盖薄 著增强材料成像的对比度

由特定配方的粉剂及溶剂配制而成的悬浊液，喷涂在材料表面，会形成一层白色或其他颜色的覆盖薄膜，可显 著增强材料成像的对比度

应根据样品实际情况对样品进行下列预处理： a）表面颜色为深色、透明和反光的样品，需要对样品表面喷涂反差增强剂，再测量，反差增强剂应 尽可能均匀喷涂在样品表面，并尽量喷薄； b） 尺寸较大样品、组合类样品、管道件样品，需要对样品进行拆分分解，再测量； 对内部形状扭曲、壁厚不均匀的样品，如：玻璃制品、陶瓷制品，需要对样品进行切割或分裂，再 测量； d）对于尺寸较大、扫描难以获取完整图像的样品，可尝试贴标志点于样品表面后进行测量工作。

应根据样品实际情况对样品进行下列预处理： a）表面颜色为深色、透明和反光的样品，需要对样品表面喷涂反差增强剂，再测量，反差增强剂应 尽可能均匀喷涂在样品表面，并尽量喷薄； b）尺寸较大样品、组合类样品、管道件样品，需要对样品进行拆分分解，再测量； 对内部形状扭曲、壁厚不均匀的样品，如：玻璃制品、陶瓷制品，需要对样品进行切割或分裂，再 测量； d）对于尺寸较大、扫描难以获取完整图像的样品，可尝试贴标志点于样品表面后进行测量工作

5.4.1测量前仪器准备

测量前应进行下列仪器准备： a）每次测量前使用标准测量块对仪器进行稳定性检查，按附录B方法执行； b 调整相机的曝光、增益使样品清晰； C 将预处理好的样品放置在测量区域，控制物体旋转一定角度，以使能拍摄到不同视角物体的系 列图像

选择合适的扫描模式，开始进行扫描。 ：扫描模式一般有旋转扫描和不旋转扫描两种

获取的图像按下列步骤进行处理： ）根据程序合成的图像进行数据处理，优化点云，去除多余杂点，填补空洞； b）保存当前测量样品的工程数据建立档案，完成测量工作，典型样品的三维图形参见附录C。

果保留三位有效数字，以两次测量结果的算术平均值

应符合下列要求： a）在同一实验室，由同一操作者使用相同设备，按相同的测量方法； b）在短时间内对同一被测对象相互独立进行测量获得的两次独立测量结果的绝对差值与算术平 均的比值，以百分比表示，要求如表1所示

6第二法手持式面积测量仪法

测量工作按下列步骤进行： a）每次测量前，仪器需要按附录D完成精度校准，保证采集三维面积精度； b 将标志点贴纸随机粘贴在样品上，避免有规律的粘贴；若样品特征不明显或棱角过于平缓，可 通过标志点拼接，完成局部测量； 通过预扫描，调整扫描距离、亮度，捕抓标志点，移动扫描仪采集样品不同角度的图像，使采集 的三维尽可能接近实际样品，如图1所示： d 根据合成的图像进行数据处理，完成测量工作

测量工作按下列步骤进行： a）每次测量前，仪器需要按附录D完成精度校准，保证采集三维面积精度； 将标志点贴纸随机粘贴在样品上，避免有规律的粘贴；若样品特征不明显或梭角过于平缓，可 通过标志点拼接，完成局部测量； 通过预扫描，调整扫描距离、亮度，捕抓标志点，移动扫描仪采集样品不同角度的图像，使采集 的三维尽可能接近实际样品，如图1所示： 根据合成的图像进行数据处理，完成测量工作

结果保留三位有效数字，以两次测量结果的算术平均值作为试样的测量结果， 6.6精密度

结果保留三位有效数字，以两次测量结果的算术平均值作为试样的测量结果 6.6精密度

附录A （资料性） 仪器示意图

日A.1旋转平台式面积测量仪主机仪器结构示意图

图A.2手持式面积测量仪主机仪器结构示意图

B.1仪器出厂设置校准

旋转平台式面积测量仪的校准与确认

将高精度校准板（5.2.2）放在旋转平台上，面对相机进行校准，通过对LED发光的校准板在环境光 适合的状态下进行拍摄8张～10张照片，8张～10张图像中校准板的倾斜角度可每次不一样，图像采 集完成后保存计算结果即可。高精度校准板如图B.1所示

义器通过计量器对检测精度进行校准，校准器件如图B.2所示。

图B.1高精度发光二极管（LED）校准板

将此校准器件放置到仪器的工作台面（旋转平台式面积测量仪)或平整的台面上，调用校准程序，按 相应的测量方法采集校准器件的面积数据。根据采集的数据计算实测值与标准值的差异。

进行实际样品测量前，可通过标准 对仪器的稳定性进行检查： 如图B.3所示。实测值与标准块 均值的3%

附录C （资料性） 典型样品的三维图形 典型样品的照片及三维重建图像如表C.1所示。

某三层别墅建筑结构水电施工图典型样品的照片及三维重建图像如表C.1所示。

附录C （资料性） 典型样品的三维图形

表C.1典型样品图像

在平整的桌面上放置圆点校准模板，如图D.1所示。

附录D （规范性） 手持设备精度校准

GB∕T 32233-2015 路面管理系统技术要求图D.1校准板示意图

0.2开启激光器，照射校准板的标志点区域，确保光源至校准板的中心保持在200mm～300mm之 回如图D.2所示

0.3如图D.3所示变换圆点校准模板的倾斜角度，采集圆点校准模板图像。按照上述步骤再采集9顿 图像，各完成三组校准过程，保存计算结果