一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于路基性能檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]公路工程建設(shè)中，集料在瀝青、水泥混凝土中所占比例較大，集料性能極大程度影響瀝青、水泥路面的使用性能；而針片狀顆粒由于其具有細(xì)長或者扁平的形狀，影響混凝土工作性能、壓實性能、力學(xué)性能，為集料中的一種有害顆粒。因此，針片狀含量為集料質(zhì)量控制的常規(guī)、重要指標(biāo)之一。我國現(xiàn)行《公路工程集料試驗規(guī)程》(JTG E42-2005)(下稱“規(guī)程”)對針片狀含量有嚴(yán)格的測定方法，如T0312-2005粗集料針片狀顆粒含量試驗、T0311-2005水泥混凝土用粗集料針片狀顆粒含量試驗。
[0003]現(xiàn)行規(guī)程中采用的測定方法，其實質(zhì)為借助一定工具(如游標(biāo)卡尺法或規(guī)準(zhǔn)儀法)人工剔選符合針片狀尺寸的集料顆粒，進(jìn)而計算針片狀顆粒質(zhì)量占總集料樣本質(zhì)量之比。其中，規(guī)準(zhǔn)儀的開口尺寸比例為1:6，但實際通過開口孔的集料比例也不一定是1:6，存在測量精度問題；游標(biāo)卡尺法雖提高測量精度，但集料需逐顆測量，測定效率較低。總之，現(xiàn)行規(guī)程中針片狀含量測定方法存在檢測效率較低、費時費工、待測集料樣本容量有限的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種操作簡便且測量精確的基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)。
[0005]本實用新型所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，所述集料針片狀含量測定系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)1、光照系統(tǒng)2、取樣基板3和圖像處理系統(tǒng)4 ;所述圖像采集系統(tǒng)I與圖像處理系統(tǒng)4相連，其位于取樣基板3的上方；所述光照系統(tǒng)2設(shè)在取樣基板3的兩側(cè)上方。
[0006]本實用新型所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，所述圖像采集系統(tǒng)I為具有圖像采集功能的數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)。
[0007]本實用新型所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，所述光照系統(tǒng)為白熾燈。
[0008]本實用新型所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，所述光照系統(tǒng)為光線較強(qiáng)且方向均勻的自然光。
[0009]本實用新型所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，所述取樣基板的顏色與集料存在色差。
[0010]本實用新型所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，所述取樣基板的顏色為純白色。
[0011]本實用新型所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，所述圖像處理系統(tǒng)為裝有2D或3D圖像處理、增強(qiáng)和分析軟件。
[0012]操作時，將干潔的待測集料平置于取樣基板上，為保證圖像采集的準(zhǔn)確性和集料圖像處理邊界的劃分，使每顆集料間有一定的空隙，集料顆粒間不得有搭接；打開兩側(cè)光照系統(tǒng)，調(diào)整光照強(qiáng)度使集料顆粒成像輪廓清晰且無陰影；采用圖像采集系統(tǒng)對待測集料進(jìn)行垂直成像；將集料成像圖片傳入計算機(jī)，采用圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行圖片處理，分別測定并統(tǒng)計各顆粒最長邊與最短邊，以及各顆粒面積；計算各顆粒橢圓度(最長邊與最短邊之比)，并統(tǒng)計橢圓度大于3的集料顆粒面積；計算橢圓度大于3的顆粒面積與總顆粒面積之比，即為待測集料試樣針片狀含量。上述技術(shù)方案為一個集料樣本的針片狀含量檢測過程，其余集料樣本檢測過程重復(fù)上述技術(shù)方案即可。試驗室測定集料針片狀含量時，可基于上述技術(shù)方案；若在室外或者現(xiàn)場進(jìn)行集料針片狀含量測定時，可采用數(shù)碼相機(jī)在自帶曝光設(shè)備或者在較強(qiáng)且均勻的自然光照條件下進(jìn)行集料圖像采集，將采集后的圖像進(jìn)行圖像處理與數(shù)據(jù)提取，進(jìn)一步分析集料針片狀含量。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)可快速實現(xiàn)集料針片狀含量批量化檢測，擴(kuò)大集料針片狀含量的檢測樣本容量，使檢測值更接近于真值，提高集料針片狀檢測精度，因此具有檢測效率高、操作便捷、節(jié)約人力、集料樣本容量大的特點；另外，該測定系統(tǒng)可適用于室內(nèi)、現(xiàn)場集料檢測，應(yīng)用前景廣泛。
【附圖說明】
[0014]圖1:集料針片狀含量測定系統(tǒng)示意圖；圖2:實施例1采集集料圖片；圖3:實施例I邊界識別及顆粒編號；圖4:實施例2采集集料圖片；圖5:實施例2邊界識別及顆粒編號；圖6:實測與軟件識別對比；圖7:實測針片狀與橢圓度對比；1_圖像采集系統(tǒng)、2-光照系統(tǒng)、3-取樣基板、4-圖像處理系統(tǒng)、5-待測集料試樣。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體的實施例對本實用新型所述的基于雙后軸檢測車的路基回彈模量測定系統(tǒng)做進(jìn)一步說明，但是本實用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0016]實施例1
[0017]—種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，所述集料針片狀含量測定系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)1、光照系統(tǒng)2、取樣基板3和圖像處理系統(tǒng)4 ;所述圖像采集系統(tǒng)I與圖像處理系統(tǒng)4相連，其位于取樣基板3的上方；所述光照系統(tǒng)2設(shè)在取樣基板3的側(cè)上方；所述圖像采集系統(tǒng)I為具有圖像采集功能的數(shù)碼攝像機(jī)；所述光照系統(tǒng)為光線較強(qiáng)且方向均勻的自然光；所述取樣基板的顏色與集料存在色差；所述圖像處理系統(tǒng)為裝有3D圖像處理、增強(qiáng)和分析軟件。
[0018]操作時，將一定質(zhì)量干潔的待測集料5平置于取樣基板3上，為保證圖像采集的準(zhǔn)確性和集料圖像處理邊界的劃分，使每顆集料間有一定的空隙，集料顆粒間不得有搭接；打開兩側(cè)光照系統(tǒng)2，調(diào)整光照強(qiáng)度使集料顆粒成像輪廓清晰且無陰影；采用圖像采集系統(tǒng)I對待測集料5進(jìn)行垂直成像，圖像采集如圖2 ;將集料成像圖片傳入計算機(jī)，采用圖像處理系統(tǒng)4進(jìn)行圖片處理，識別每一集料顆粒邊界，并對每一集料顆粒進(jìn)行編號，見圖3，分別測定并統(tǒng)計各顆粒最長邊與最短邊，以及各顆粒面積；將圖像識別與處理數(shù)據(jù)導(dǎo)入電子表格，計算各顆粒橢圓度(最長邊與最短邊之比)，并統(tǒng)計橢圓度大于3的集料顆粒面積；計算橢圓度大于3的顆粒面積與總顆粒面積之比，即為待測集料試樣針片狀含量。本實施例自動識別針片狀顆粒編號為48、67，針片狀含量計算結(jié)果為3.2%。
[0019]實施例2
[0020]一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，所述集料針片狀含量測定系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)1、光照系統(tǒng)2、取樣基板3和圖像處理系統(tǒng)4 ;所述圖像采集系統(tǒng)I與圖像處理系統(tǒng)4相連，其位于取樣基板3的上方；所述光照系統(tǒng)2設(shè)在取樣基板3的兩側(cè)上方；所述圖像采集系統(tǒng)I為具有圖像采集功能的數(shù)碼相機(jī)；所述光照系統(tǒng)為白熾燈；所述取樣基板的顏色為純白色；所述圖像處理系統(tǒng)為裝有2D圖像處理、增強(qiáng)和分析軟件。
[0021]操作時，將一定質(zhì)量干潔的待測集料5平置于取樣基板3上，為保證圖像采集的準(zhǔn)確性和集料圖像處理邊界的劃分，使每顆集料間有一定的空隙，集料顆粒間不得有搭接；打開兩側(cè)光照系統(tǒng)2，調(diào)整光照強(qiáng)度使集料顆粒成像輪廓清晰且無陰影；采用圖像采集系統(tǒng)I對待測集料5進(jìn)行垂直成像，圖像采集如圖3 ;將集料成像圖片傳入計算機(jī)，采用圖像處理系統(tǒng)4進(jìn)行圖片處理，識別每一集料顆粒邊界，并對每一集料顆粒進(jìn)行編號，見圖5，分別測定并統(tǒng)計各顆粒最長邊與最短邊，以及各顆粒面積；將圖像識別與處理數(shù)據(jù)導(dǎo)入電子表格，計算各顆粒橢圓度(最長邊與最短邊之比)，并統(tǒng)計橢圓度大于3的集料顆粒面積；計算橢圓度大于3的顆粒面積與總顆粒面積之比，即為待測集料試樣針片狀含量。圖6和圖7表明，人工實測與軟件識別結(jié)果具有較好線性關(guān)系，且集料實測長度與寬度之比與軟件識別集料橢圓度具有極好線性關(guān)系，且橢圓度指標(biāo)可表征集料的針片特征。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)可快速實現(xiàn)集料針片狀含量批量化檢測，擴(kuò)大集料針片狀含量的檢測樣本容量，使檢測值更接近于真值，提高集料針片狀檢測精度，因此具有檢測效率高、操作便捷、節(jié)約人力、集料樣本容量大的特點；另外，該測定系統(tǒng)可適用于室內(nèi)、現(xiàn)場集料檢測，應(yīng)用前景廣泛。
【主權(quán)項】
1.一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，其特征在于，所述集料針片狀含量測定系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)(I)、光照系統(tǒng)⑵、取樣基板(3)和圖像處理系統(tǒng)⑷；所述圖像采集系統(tǒng)(I)與圖像處理系統(tǒng)(4)相連，其位于取樣基板(3)的上方；所述光照系統(tǒng)(2)設(shè)在取樣基板(3)的兩側(cè)上方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集系統(tǒng)(I)為具有圖像采集功能的數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，其特征在于，所述光照系統(tǒng)(2)為白熾燈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，其特征在于，所述光照系統(tǒng)(2)為光線較強(qiáng)且方向均勻的自然光。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，其特征在于，所述取樣基板(3)的顏色與集料存在色差。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，其特征在于，所述取樣基板(3)的顏色為純白色。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理系統(tǒng)(4)為裝有2D或3D圖像處理、增強(qiáng)和分析軟件。
【專利摘要】本實用新型屬于路基性能檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)。該集料針片狀含量測定系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)、光照系統(tǒng)、取樣基板和圖像處理系統(tǒng)；所述圖像采集系統(tǒng)與圖像處理系統(tǒng)相連，其位于取樣基板的上方；所述光照系統(tǒng)設(shè)在取樣基板的兩側(cè)上方。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述的基于圖像處理技術(shù)的集料針片狀含量測定系統(tǒng)可快速實現(xiàn)集料針片狀含量批量化檢測，擴(kuò)大集料針片狀含量的檢測樣本容量，使檢測值更接近于真值，提高集料針片狀檢測精度，因此具有檢測效率高、操作便捷、節(jié)約人力、集料樣本容量大的特點；另外，該測定系統(tǒng)可適用于室內(nèi)、現(xiàn)場集料檢測，應(yīng)用前景廣泛。
【IPC分類】G01N21/84, G01B11/28
【公開號】CN204788280
【申請?zhí)枴緾N201520322165
【發(fā)明人】張曉燕, 成志強(qiáng), 段丹軍
【申請人】山西省交通科學(xué)研究院
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年5月18日