进行测量的方法，如图7所示，包括以下步骤：
[0129] S1，确定待测样品表面的采样点的三维坐标和法线；
[0130] S2,根据三维坐标和法线，测量待测样品表面每个采样点的多光谱双向反射分布 函数数据。
[0131] 本实施例采用了上述多光谱双向反射分布函数测量系统进行测量，该系统包括有 球形支架4,并在球形支架4上设置有均匀分布的投影仪31和成像光谱仪21，采用投影仪 31向待测样品投射格雷码图像，成像光谱仪21采集图像的方式从而能够实现步骤S1的确 定待测样品表面采样点的三维坐标和法线。
[0132] 进一步地，根据步骤S1所确定的待测样品表面采样点的三维坐标和法线，再确定 出待测样品表面每个采样点的多光谱双向反射分布函数数据。
[0133] 在具体实施时，如图8所示，步骤S1包括：
[0134] S101，中央控制服器向投影控制服务器32和光谱仪控制服务器22发出同步测量 信号；
[0135] S102,投影控制服务器32接收同步测量信号，向投影仪31输出一组格雷码图像， 每个投影仪31向待测样品依次投射格雷码图像；
[0136] S103,光谱仪控制服务器22向所有成像光谱仪21发送同步触发信号，以使成像光 谱仪21采集被投射了格雷码图像的样品图像；
[0137] S104,为样品图像中的每个像素生成关于成像光谱仪21、投影仪31和格雷码图像 的编码（c，p，g)，其中c为成像光谱仪21的编号，p为投影仪31的编号，g为像素对应的格 雷码；
[0138] S105,确定不同样品图像对应的同一个采样点的像平面坐标集合（Xl，yi)、 (x2，y2)、……、（Xm，ym)，其中m为可以观察到这个采样点的成像光谱仪的数量；
[0139] S106,根据成像光谱仪21的C⑶相机213的内参和外参以及采样点的像平面坐标 集合，确定采样点对应不同样品图像的反射方向矢量集合5、％........
[0140] 此处需要说明的是，在步骤S106之前需要对成像光谱仪21阵列单元2进行几何 标定。通过采用现有技术中的多相机联合标定方法计算来确定成像光谱仪21所采集的待 测样品图像的每个像素的二维坐标与待测样品上的采样点的三维坐标之间的映射关系，其 中在计算过程中涉及的成像光谱仪21的CCD相机213的内参数和外参数与相机几何标定 方法（即多相机联合标定方法）中的内参数和外参数定义是一致的。
[0141] S107,计算反射方向矢量集合的交点，交点的坐标即为采样点的三维坐标；
[0142] S108,根据采样点的三维坐标的集合计算采样点的法线方向矢量；
[0143] S109,将每个采样点的像素编码、像平面坐标集合、反射方向矢量集合、三维坐标 和法线保存在一个数据结构中。
[0144] 需要说明的是，投射到待测样品表面上的格雷码图像会在成像光谱仪21像平面 上任意一个像素上产生一组明暗编码，通过识别可以将该明暗编码转换为一个由0和1组 成的序列。因此，对采集到的待测样品图像中的任意一个像素生成一组编码（C，p，g)，其中 c是成像光谱仪21的编号；p是投影仪31的编号；g是这个像素上对应的格雷码，该编码 是一个由0和1组成的序列。待测样品表面的一个采样点在不同成像光谱仪21采集的图 像中会有不同的编码C，因此每个编码（c，p,g)中C不同，但是（p,g)部分相同，由于可以 通过这组编码，从多台成像光谱仪21采集的待测样品图像中分别识别到物体表面的同一 个采样点，确定这个采样点在多台成像光谱仪21上的像平面坐标（Xpyj、（x2,y2)、......、 为可以观察到这个采样点的成像光谱仪的数量。根据已知的成像光谱仪21的相 机内参数和外参数，就可以得到这些像素对应的反射方向矢量5、A........I。这些 反射方向矢量都指向该采样点。最后通过求解这些反射方向矢量的交点，即可获得该采样 点的三维坐标。在获取到待测样品表面采样点的三维坐标后，根据现有技术的计算方法即 可以计算该采样点的法线方向。待测样品的其他采样点的三维坐标和法线方向的确定方法 与此相同，在此不再赘述。
[0145] 步骤S1的目的是为了进行三维重建，所有采样点的数据结构的集合即是三维重 建的结果。
[0146] 在具体实施时，如图9所示，步骤S2包括：
[0147] S201，中央控制服务器6向光源控制服务器12发出光源控制信号；
[0148] S202,光源控制服务器12根据光源控制信号控制逐个开关LED准直光源11 ;
[0149] S203,每次打开一个LED准直光源11时，中央控制服务器6向图像采集同步控制 器23发出图像立方采集信号，
[0150] 图像采集同步控制器23根据图像立方采集信号，向成像光谱仪21发送采集N个 波长下的同步触发信号，
[0151] 图像采集同步控制器23将N个样品图像合成为一个图像立方体；
[0152] 可见，假如LED准直光源11的个数为L个，其中L为大于1的正整数，由于LED准 直光源11每开关一次，每台成像光谱仪21采集一个图像立方体，C台成像光谱仪21将采 集C个图像立方体，L个LED准直光源11将总共投射L次光束，则最终采集的图像立方体 的数量为CXL;
[0153]S204,为每个图像立方体中的每个像素生成编码（c，1)，其中c为成像光谱仪21的 编号，1为LED准直光源11的编号，
[0154] S205,根据图像立方体的像素坐标检索数据结构，获得每个像素坐标所对应的像 素编码、反射方向矢量集合、三维坐标和法线；
[0155] 根据LED准直光源11的编号及三维坐标，确定像素所对应的采样点的入射方向矢 量，根据入射方向矢量，法线和反射方向矢量，计算采样点的入射方向的天顶角和方位角和 反射方向的天顶角和方位角；
[0156] 需要说明的是，步骤S205的目的是为了将步骤S109中进行三维重建得到的关于 待测样品上的采样点的三维坐标、法线方向矢量和反射方向矢量等数据与图像立方体的像 素点能够相对应；
[0157] 对于待测样品的每个采样点，通过检索其像素编码（c，p，g)，得到该采样点在多 台成像光谱仪21处的反射方向矢量6、........I和法线方向矢量h通过检索其像 素编码（c，i)，由光源编号1可以计算该采样点的入射方向矢量『，根据入射方向矢量r、 法线方向矢量S和反射方向矢量P，可以计算出该采样点的入射方向的天顶角和方位角 (9i，巾i)和反射方向的天顶角和方位角（9r，伞r);
[0158] S206,采用相对测量方法，比较标准样品和待测样品的图像方立方体像素值，确定 待测样品上的所有采样点的多光谱双向反射分布函数；
[0159] 在具体实施时，图像立方体中的像素值与光谱辐射亮度成正比，利用现有技术中 的相对测量方法，通过比较标准样品和待测样品的图像立方体像素值，可以计算出待测样 品表面所有采样点的多光谱双向反射分布函数，
[0160] 进一步地，标准样品可以选取形状为球形，并且材质均匀的物品，且标准样品的双 向反射分布函数值已知，标准样品的材质可以包括硫酸钡和四氟乙烯，
[0161] 最终计算出的待测样品上所有采样点的三维坐标、法线方向矢量和双向反射分布 函数数据的集合即为该待测样品的多光谱双向反射分布函数数据。
[0162] 在具体实施时，步骤S205可以包括：
[0163] S2051，在逐个打开每个LED准直光源11时，成像光谱仪阵列单元2获取LED准直 光源11在一个已知形状和尺寸的镜面球体上的反射影像图像，，根据样品支架5上设置的 镜面球体的入射反射关系以及成像光谱仪21的内参和外参，确定每个LED准直光源11的 三维坐标（图中未示出）。
[0164] 本发明能够实现对多光谱双向反射分布函数的高精度测量，并用采用本发明的方 法对于待测样品的多光谱双向反射分布函数测量效率也较高，在多次实验过程中，本发明 确定待测样品的几何三维数据，仅需要几十秒的时间，而测量待测样品的双向反射分布函 数数据仅需十几秒即可完成，相较于现有技术，效率提高了很多。
[0165] 在本发明中，术语"多个"指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
[0166] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种多光谱双向反射分布函数测量系统，其特征在于，包括： 球形支架，用于固定LED准直光源、成像光谱仪和投影仪； 样品支架，设置于所述球形支架的中心位置，用于承载待测样品； 光源阵列单元，包括