[发明专利]一种通过冷料监控的沥青混合料级配预估方法

权利要求书

1.一种通过冷料监控的沥青混合料级配预估方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、确定摄像机的临界曝光时间，作为依据选择摄像机；

步骤二、不断调试摄像机的位置和LED光源强度，直至拍摄出清晰的石料颗粒下落图像；

步骤三、确定需要分析的数字图像序号；

步骤四、利用MATLAB将彩色图像转化为二值图像；

步骤五、利用拍摄参照物进行二值图像距离标定；

步骤六、确定二值图像连通区域最小外接矩形的短轴长度，进行石料颗粒虚拟筛分；

步骤七、集料颗粒体积预估；

步骤八、基于检测的或者设定的石料毛体积密度，由步骤六的筛分结果和步骤七的颗粒体积，计算集料的通过率；

步骤九、重复步骤一至步骤八，确定多档冷料的级配；

步骤十、基于各档冷料的级配，由各冷料仓级流量，确定拌锅内沥青混合料级配，0-2.36mm档集料采用取样筛分的方法确定级配；

其中，

所述步骤三具体包括如下过程：

采用MATLAB将拍摄视频的每一帧保存为图像，并编号，由摄像机的帧速和颗粒从开始下落到到达传送带的时间，通过式(3)-(4)确定需要分析的所有数字图像序号：

N＝t_下落f (4)

所述步骤三中有选择地分析部分数字图像；

所述步骤四具体包括如下过程：

1)利用imread函数读取需要分析的数字图像；

2)利用imcrop函数对图像进行裁剪，去掉不相关的部分；

3)由rgb2gray函数将彩色图像转换为灰度图像；

4)对灰度图像进行滤波处理；

5)利用自适应阈值算法将灰度图像转变为二值图像；

6)对二值图像进行形态学优化；

7)利用角点算法确定黏连颗粒的角点，并结合角点的凹曲程度，确定凹点，进而划分黏连部分；

8)利用bwareaopen去除面积小于阈值的连通区域；

所述步骤八中通过式(7)-(8)计算某一冷料仓的集料通过率：

式中，i为各号筛的编号，编号顺序为从大筛孔到小筛孔；m_i为各号筛上的分计筛余；m为某一冷料仓用于虚拟筛分的总质量；p_i为各号筛上的分计筛余百分率；为各号筛的质量通过百分率。

2.根据权利要求1所述的通过冷料监控的沥青混合料级配预估方法，其特征在于：所述步骤一具体包括如下过程：

根据冷料颗粒下落距离和摄像机与冷料颗粒下落面的距离，通过下面的式子预估临界曝光时间：

式中，g为重力加速度；h为颗粒总的下落距离；V_t为石料颗粒下落h的速度；μ_像元长度为像元的长度；h₁为焦距；h₂为摄像机到石料颗粒的距离。

3.根据权利要求1所述的通过冷料监控的沥青混合料级配预估方法，其特征在于：所述步骤五中拍照参照物为集料颗粒开始下落处的装置外檐宽度，外檐宽度通过实际测量获得。

4.根据权利要求1所述的通过冷料监控的沥青混合料级配预估方法，其特征在于：所述步骤六中利用MATLAB编制代码获得连通区域最小外接矩形的短轴长度。

5.根据权利要求1所述的通过冷料监控的沥青混合料级配预估方法，其特征在于：所述步骤七具体包括如下过程：利用MATLAB的regionprps函数获得连通区域等效椭圆的长轴和短轴的长度，

由式(5)计算石料颗粒的垂直于等效椭圆方向的长度d：

由式(6)计算集料颗粒的体积：

式中，a和b分别为等效椭圆的长轴和短轴长度的一半；d为石料颗粒的极半径；V_体积为集料颗粒的体积。

6.根据权利要求1所述的通过冷料监控的沥青混合料级配预估方法，其特征在于：针对一档集料，重复步骤四至八确定所有需要分析的图像的级配，将各个图像的虚拟筛分结果进行统计分析，采用均值作为最终的筛分结果。