[发明专利]一种堆叠骨料的粒度粒形在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术，尤其涉及一种堆叠骨料的粒度粒形在线检测方法。

背景技术

骨料作为沥青混合料与水泥混凝土的主要用料，占混凝土体积和质量的3/4以上， 其特性对混凝土流变性能、硬化混凝土的力学性能和耐久性都有重要影响。良好的骨料粒 级级配使得混凝土堆积孔隙率减小，使得混凝土和易性较好，拥有好的稳定性和耐久性，且 减少了水泥浆的用量降低了混凝土的成本。粒形特性对骨料特性也有很大影响，一般认为 粗骨料的颗粒形状以圆球或立方体最优，随针片状粗骨料含量的增加，泥凝土的和易性变 差，不利于泵送与施工。混凝土的扰压强度也随着针片状含量的增加而降低。对于细骨料， 颗粒的形状对紧密堆积存在重要影响，实际应用中更加期望获得圆型的颗粒，它不仅有利 于紧密堆积，更有利于混凝土工作性能的发挥。因此，骨料的粒度分布、粒形分布是评价骨 料质量的重要指标。

目前，国内采用的骨料粒度粒形检测方式无论是机械或者是自动检测方法，均采 取先采样后测试的方法，即对样品进行测试分析，然后将分析数据应用于实际生产状态的 骨料上。且对取样的骨料一般要做预处理，比如做筛分法或者利用样品自由下落再拍摄取 样图像(如中国专利ZL201410783770.8)等。而做过预处理的样品与实际施工的混凝土骨料 状态是有很大差别的，因此目前的检测方式并不能真实的反映出实际作业状态下骨料的粒 度粒形检测数据。且样品的检测结果往往与混凝土骨料实际生产状态存在时间滞后现象， 无法实现在线检测，也就不能实现整个生产过程的闭环控制。

发明内容

为解决现有骨料的粒度粒形检测存在的上述问题，本发明提供一种堆叠骨料的粒 度粒形在线检测方法，可以实现直接对实际生产状态的骨料进行粒度粒形的检测，其技术 方案如下：

一种堆叠骨料的粒度粒形在线检测方法，包括：

在实际生产状态下对堆叠骨料直接进行图像采集；

对采集到的堆叠骨料图像进行处理；

对处理后的堆叠骨料图像进行几何特征分析，计算出堆叠骨料图像中每个骨料颗 粒的几何特征；

根据堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征，分析得到堆叠骨料的粒度统计信 息和粒形分布信息。

进一步地，所述对采集到的堆叠骨料图像进行处理包括：

预定义一卷积矩阵，并采用所述卷积矩阵对采集到的堆叠骨料图像进行卷积滤波 处理；

对卷积滤波后的堆叠骨料图像采用基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方 法进行二值化处理；

对二值化处理后的堆叠骨料图像进行迭代的形态学腐蚀操作以分离图像中相接 触的颗粒；

对形态学腐蚀操作后的堆叠骨料图像进行填充颗粒中间的空洞处理以消除因骨 料颗粒表面纹理经过二值化处理后形成的噪声。

进一步地，对实际生产状态下的堆叠骨料直接进行图像采集时，设定一图像采集 区域，所述图像采集区域辐射到实际生产中堆叠骨料传送带上某个区域的堆叠骨料表层。

进一步地，所述预定义一卷积矩阵，并采用所述卷积矩阵对采集到的堆叠骨料图 像进行卷积滤波处理包括：

预定义卷积矩阵二维数组010101010;]]>

依次从左往右从上到下查找采集到的堆叠骨料图像中每个3*3像素区域，与预定 义的卷积矩阵进行运算；

设卷积矩阵3*3个元素中每个元素值分别为K_i,j，当卷积矩阵中心(cm,cn)位于图像矩阵的(x,y)位置时，则经过卷积滤波后，该像素的灰度值将变为其中g为像素灰度值。