国家标准计划《材料表面积的测量　高光谱成像三维面积测量法》由 TC374（全国质量监管重点产品检验方法标准化技术委员会）归口 ，主管部门为国家标准化管理委员会。

主要起草单位 深圳市计量质量检测研究院 、中检华纳质量技术中心 。

随着科技的发展进步和生活水平的提高，材料的种类和应用数量与日俱增，各类新型包装材料以及首饰不断涌现。

食品接触材料在食品的销售、储藏和运输过程中，发挥了不可替代的作用，给人们带来了极大的方便，而首饰一般用以装饰人体，也具有表现社会地位、显示财富意义。

食品接触材料作为食品的“贴身衣物”，在加工、运输和包装食品的过程，其成分或组分不可避免的会溶出迁移到食品中，如果其量达到一定的程度则会影响食品安全，进而威胁消费者健康。

而首饰在日常生活中与人体长期接触，其中有害物质迁移也不容忽视。

目前，评估各种材料中各种物质迁移情况，通常是根据表面积进行计算。

为保障食品安全，欧盟、美国、韩国等许多国家都针对食品接触材料制定了专门的法规或标准。

我国也早在上世纪八十年代发布了关于食品包装的卫生标准，近年来我国更是加大了食品接触材料食品安全国家标准的制修订进展，建立了新的食品接触材料食品安全国家标准体系。

在各国关于食品接触材料安全的立法或标准，如欧盟委员会颁布的塑料法规2011/10/EU、美国FDA 21CFR系列法规、日本厚生省第370号公告、韩国FDA关于食品包装容器的规范与标准等，几乎所有的立法都是通过控制食品接触材料迁移到食品中量，来确保食品安全。

当单位表面积食品接触材料可迁移出的化学物质固定时，如果包装单位质量食品所需要的食品接触材料面积越大，那么单位质量食品中化学物质的含量就越高。

这也就是说食品接触材料表面积与食品体积或质量的比（S/V，通常以dm2/kg，即盛装1kg食品所需食品接触材料的面积）越大，食品接触材料中化学物质可能迁移到食品中的量越大。

所以我国去年发布的GB 31604.1-2015，与欧美法规和标准一样，规定在进行迁移试验时，食品接触材料及制品的接触面积（S）与食品或食品模拟物体积（V）的比（S/V）应反映实际的使用情形，且应取可预见使用情形下的最大S/V比（如最小包装），当无法估算该值时，一般采用6 dm2食品接触材料及制品接触1kg的食品或食品模拟物。

首饰中的镍释放，是各国比较关注的项目。

镍是一种容易导致接触性过敏的一种元素，皮肤在长期吸收首饰中释放的镍后，可能引起接触性皮炎和其他严重的反应。

1994年6月30日欧盟颁布了94/27/EC指令，对指令76/769/EEC进行的第12次修正.要求在含镍产品中镍的释放量不得超过0.5μg/cm2/week.1997年7月20日，欧盟根据94/27/EC的要求发布了三个协调标准，EN1810、EN1811 和EN12472，明确了镍的标准释放定量分析方法。

我国在2012年也发布了关于镍释放的限量标准，根据GB 28480-2012的规定，镍释放的限量为0.5μg/cm2/week。

由上所述可知，材料的表面积是测试化学物质迁移量，评估材料安全的关键性参数。

能否准确获得材料的表面积，直接影响检测结果的准确性，关乎到产品安全的评定。

然而，实际的材料形态各异，特别是一些管道、螺丝和戒指等异形产品，获得其准确的表面积是一个非常大的挑战。

目前，对表面积的测量主要是人工测量计算，存在的问题也较多，如测量速度慢，效率低，对于异形物体，难于计算的只能估算，精度差。

为解决物体表面积测量中存在的上述问题，本项目提出一种基于三维测量技术的物体表面积精确、快速测量系统。

系统通过计算机立体视觉的方法，快速得到物体表面精确的表面积，一键生成检测报告存入档案。

项目的主要技术优势和亮点体现在通过计算机立体视觉的方式，在材料领域，首次实现了对复杂曲面不规则物体的快速准确测量。

由于面积测量的结果直接影响食品药品接触材料的检测，面积测量是相关领域的必备设备，产品市场前景广阔，也利于为材料的卫生安全测量和评定提供更准确的数据参考。

本方法通过分别将标准物件制品和试样品置于3D表面积测量仪，利用三维重构算法重建物体表面三维数据，然后对物体表面积进行测量。 将经过预处理的不同样品放到运动托盘中，控制运动托盘以使能拍摄到不同视角物体的系列图像，拍摄时尽量控制物体旋转360度，从而保证测量的数据完整性；对图像进行一系列分析处理重构物体表面的三维数据，选择需要测量面积的部分数据，利用微积分方法计算选择部分物体的表面积，输出测量数据。 技术方法： 主要研究内容为研究一种基于三维测量技术的物体表面积精确测量系统，系统由三维测量与表面积计算子系统，控制子系统和机械机构子系统三大部分组成。三维重建与表面积计算子系统由视觉处理计算机、高精度发光标定板、高清相机（单目、双目或多目相机）、结构光或激光发生器和系统软件组成，用于生成三维数据及数据显示，其中高清相机、结构光或激光发生器和软件组成三维测量系统，该子系统包含两套三维测量系统。控制子系统，与三维测量与表面积计算子系统连接，由步进电机、控制器与旋转平台组成，用于配合物体多视角图像数据获取及三维数据的拼接。机械机构子系统，与三维测量与表面积计算子系统和控制子系统连接，其由机柜、轴承、电机支架、固定支架、调节机构组成，用于连接、安装、固定、调节设备的各个部件。 在具体研究内容上，三维测量与表面积计算子系统，其主要研究内容为利用相机连续采集有结构光的图像数据，通过三维重建技术实现对待测量物体的表面三维数据重建，得到物体表面的三维数据，进而将得到的三维数据进行一系列处理后，通过计算将其转化为三角面片数据，依据三角面片计算物体待测量区域的表面积；通过在物体内部任取一点，与所有三角面片建立连接形成三角锥，依据所有三角锥体积累加求和计算待测物体体积。物体三维重建的主要过程包括相机标定、物体表面三维数据重建、三维数据拼接、三维数据处理、三角面片数据生成。 在控制子系统方面，主要的研究内容为辅助三维测量与表面积计算子系统实现对测量物体各个角度的图像数据采集以及三维数据重建，各个位置角度的三维数据通过自动拼接算法合成物体完整的表面三维数据。通过计算机连接所述控制器，并给所述控制器发送命令，控制所述步进电机运动，进而带动所述旋转平台旋转一定角度；通过所述旋转平台带动物体转动，可以拍摄到待测物体不同视角的画面，以生成不同视角的三维数据，通过三维数据拼接算法将不同视角的三维数据转化到同一坐标系下，从而得到目标物体的完整三维数据；所述的三维数据拼接支持标志点拼接、无标志点特征拼接和旋转平台拼接三种方式，三种拼接方式相互补充，相互促进，使得不同视角三维数据能够高速度、高精度拼接。 在机械机构子系统方面，主要的研究内容为研究轴承、电机支架及用于安装摄像头和结构光发生器的固定支架系统，安装相机的支架具有二维自由度，主要起支撑和角度调节的作用。具体构架为：一个、两个或多个高清相机固定在机械机构内的长方体形支架上，在距离相机一定距离处安放结构光发生器，在固定支架底部安装有一个二维调节机构，用于驱动系统左右、上下转动（XY 轴方向）到指定角度。