[发明专利]沥青混合料摊铺均匀性实时检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及沥青混合料摊铺均匀性检测技术领域，特别涉及一种沥青混合料摊铺均匀性实时检测方法。

背景技术

热拌沥青混合料路面在摊铺过程中，由于各种各样的原因，可能会产生沥青含量偏离或/和粗细集料分布不均匀现象，即所谓离析现象。沥青混合料离析将导致实际路面的混合料级配和沥青含量严重偏离设计值，造成沥青路面整体质量不均匀，不仅会诱发沥青路面发生各类早期损害，而且对路面长期使用性能也有重要影响。

目前，沥青路面混合料摊铺均匀性的检测方法主要有视觉识别、铺砂试验和核子密度仪三种。视觉识别的主观性过强，缺乏统一标准；铺砂试验原理简单，测量方便，但是极其耗时；核子密度仪有一定的局限性，检测结果离散程度较大。显然，现有技术沥青路面混合料摊铺均匀性的检测方法存在着缺乏统一标准、极其耗时和检测结果离散程度较大等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种沥青混合料摊铺均匀性实时检测方法，能够快速、便捷、实时、定量的检测沥青混合料摊铺均匀性，且可实现数据的实时传输，保证检测结果的准确性和及时性。

本发明的沥青混合料摊铺均匀性实时检测方法，包括以下步骤：

a.在PC端利用LabVIEW软件实时采集数码相机在沥青混合料摊铺机摊铺混合料过程中实时拍摄的彩色数码图像，并通过无线网络将采集到的彩色数码图像实时传输给远程控制中心服务器；

b.在PC端采用MATLAB软件对采集到的彩色数码图像进行转化为灰度图像、灰度图像滤波去噪、直方图均衡化、灰度图像转化二值图像、小颗粒过滤、图像腐蚀、空隙填补、小颗粒再过滤、图像分割、图像膨胀处理；

c.以处理后的图像中9.5mm粒径以上集料的沥青混合料为基础，采用对图像四边求静矩然后求得变异系数的方式建立图像颗粒均匀分布的计算模型，计算模型对图像进行计算后得出评价指标值和评价结果，评价结果通过无线网络传输给远程控制中心服务器，通过远程控制中心服务器处理后通过无线网络实时反馈给PC端，实现对沥青混合料摊铺均匀性实时检测。

进一步，步骤a中，通过Labview软件编制相应的图像采集窗口，并利用Matlab图像处理脚本文件与Labview软件相结合，以实现彩色数码图像的实时采集和对采集到的彩色数码图像进行处理分析。

进一步，步骤a中，数码相机以设定的拍摄高度和光照实时拍摄沥青混合料摊铺机在摊铺混合料过程中的彩色数码图像，每张彩色数码图像所采集的摊铺混合料的面积为720mm×720mm。

进一步，步骤b中，彩色数码图像转化为灰度图像中每个像素点的转化公式为：

Gray＝0.299×R+0.587×G+0.114×B，式中Gray为灰度，R为红色通道，G为绿色通道，B为蓝色通道。

进一步，步骤b中，小颗粒过滤后采用imfill函数对小颗粒进行填充，同时采用分水岭算法将图像中粘接的小颗粒分隔开然后滤去，最终得到的9.5mm以上的集料颗粒的面积占整张图的比例为40～50﹪。

进一步，所述无线网络采用4G无线网络，实现数据的实时传输。

进一步，步骤c中，假定集料颗粒的形状为圆形，建立计算模型包括以下步骤：

c1.统计出经过处理后的二值图像中每个集料颗粒的面积以及各个集料颗粒距离图像四边的距离，分别求出图像中集料颗粒面积对四边的静矩以及各静矩的平均值，其计算公式为：

式中：st1(i)、st2(i)、st3(i)、st4(i)、分别代表第i个集料颗粒的面积对正方形图像四边(1边、2边、3边和4边)求静矩的值以及各静矩的平均值；s(i)代表图像中第i个集料颗粒的面积；l₁(i)、l₂(i)、l₃(i)、l₄(i)代表二值图像中第i个集料颗粒距离图像四边的距离；

c2.通过四边的静矩和各静矩的平均值求出四个静矩的变异系数，其计算公式为：

式中：C_v为变异系数；

c3.用求出的变异系数来衡量图像中集料颗粒分布的均匀性，即变异系数C_v值在区间[0-1.5％]之间的图像，则集料颗粒分布较为均匀；若图像大于变异系数C_v值的该区间，则集料颗粒分布均匀性相对较差。