[发明专利]沥青搅拌站骨料级配在线检测、防溢料控制方法及系统

权利要求书

1.一种沥青搅拌站骨料级配控制系统，其特征在于，包括：若干进料仓、若干骨料传送带、终端设备、PLC控制器、变频器和若干电动机；所述进料仓、骨料传送带和电动机的数量相同；每个进料仓的正下方设置有一条骨料传送带以传输经人工装载筛分的堆叠骨料；每条骨料传送带的导轨上固定设置有暗箱；所述暗箱内设置有照明设备以调节所述暗箱内的光线亮度；所述暗箱顶部设置有图像采集器以对被测骨料进行图像采集；所述终端设备与所述图像采集器相连接以接收采集的图像并进行处理；所述终端设备与所述PLC控制器相连接以发送各骨料传送带需要达到的速度比；所述PLC控制器与所述变频器相连接；所述变频器与所有电动机相连接；每个电动机与一条骨料传送带相连接以进行调速控制。

2.根据权利要求1所述的沥青搅拌站骨料级配控制系统，其特征在于，所述终端设备包括：图像处理模块、几何特征分析模块、骨料粒度分布结果显示模块和传送带速度计算模块；所述图像处理模块用于对采集到的堆叠骨料图像进行处理；所述几何特征分析模块用于对图像处理模块处理后的骨料图像进行分析，得到每个骨料颗粒的几何特征；所述骨料粒度分布结果显示模块用于对所述几何特征分析模块获得的几何特征进行统计，得到骨料的级配结果；所述传送带速度计算模块根据骨料粒度分布结果显示模块计算的各级配数量级骨料颗粒的粒径含量和实际混凝土对各级配骨料颗粒比例的需求，计算出各传送带需要达到的速度比。

3.一种沥青搅拌站骨料级配在线检测方法，基于权利要求1～2中任意一项权利要求所述的沥青搅拌站骨料级配控制系统，其特征在于，包括：

图像采集器对经人工装载筛分的堆叠骨料进行图像采集并发送给所述终端设备；

终端设备对采集到的堆叠骨料图像进行处理；

所述终端设备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；

所述终端设备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分布统计信息。

4.根据权利要求1所述的沥青搅拌站骨料级配在线检测方法，其特征在于，所述图像采集器对经人工装载筛分的堆叠骨料进行图像采集，包括：

设定一图像采集区域；所述图像采集区域辐射到堆叠骨料传送带上某个区域的堆叠骨料表层。

5.根据权利要求1所述的沥青搅拌站骨料级配在线检测方法，其特征在于，所述终端设备对采集到的堆叠骨料图像进行处理，包括：

将采集到的堆叠骨料图像转化为灰度图；

对灰度化后的图像采用中值滤波法进行平滑图像处理；

对滤波后的堆叠骨料图像采用基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法进行阈值分割处理，将图像转化成二值图像；

对阈值分割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分割处理后形成的噪声；

采用小球标定法进行图像标定处理。

6.根据权利要求5述的沥青搅拌站骨料级配在线检测方法，其特征在于，所述进行图像标定处理之前还包括：

对边界处不完整的颗粒去除，对重复拍摄颗粒采用不变距对骨料进行重复识别，然后去除。

7.根据权利要求5述的沥青搅拌站骨料级配在线检测方法，其特征在于，所述对滤波后的堆叠骨料图像采用基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法进行阈值分割处理取表层骨料为研究对象，把下层不完整的骨料视作背景，具体包括：

利用聚类全局阈值法求出中值滤波后的堆叠骨料图像的全局阈值T1；

将整张图像分为九个子图，针对每一个子图，用Niblack算法求出一个局部阈值T2；

将聚类法求得的阈值T1与Niblack法求得的T2求加权和，得到每一个子图的阈值：T3＝αT1+(1-α)T2，其中α表示加权系数。