[发明专利]土石料级配自动检测方法及检测系统

说明书

本发明提供了一种土石料级配自动检测方法及检测系统，其检测方法包括以下步骤：S1：采集土石料的数字图像；S2：对数字图像进行二值化处理，分离得到相邻颗粒的边界；S3：对数字图像中各颗粒对应区域进行分割；S4：提取数字图像中各颗粒对应区域的面积、周长以及圆形度的几何特征；S5：根据数字图像中单位像素数与颗粒实际单位尺寸的比例关系，由提取的几何特征获得各颗粒的实际尺寸特征；S6：根据颗粒的实际尺寸特征，计算各颗粒的粒径；S7：统计各颗粒的粒径值，获得颗粒的级配曲线。本发明所述的土石料级配自动检测方法，可快速得到土石料的质量级配信息并进行及时反馈，有效保证工程进度，从而可避免因土石料级配不合格导致出现工程质量问题。

技术领域

本发明涉及土石料级配检测技术领域，特别涉及一种土石料级配自动检测方法。

背景技术

土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。对土石坝而言，在坝体填筑过程中，有效的控制筑坝材料的质量是保证其在施工期和运营期安全正常运行的重要措施，而筑坝材料级配即土石料级配是直接影响其质量的重要标准。所谓的级配是集料中各级粒径颗粒的分配情况，目前，一般通过筛分试验确定。

在国内外的行业规范中，对筑坝材料的颗粒级配做出了明确的要求，如SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》等，其中要求P5(以5mm为限分为粗细料)含量在30％-50％。

在施工过程中，由于对筑坝材料土石料级配检验的手段仍然是古老的筛分法，虽然其技术成熟，但是效率极低、严重影响施工进度，并且其准确和可信性度完全依赖试验者的操作水平。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种土石料级配自动检测方法，以克服用筛分法进行级配检测的不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种土石料级配自动检测方法，以用于土石料中颗粒的级配检测，该检测方法包括以下步骤：

S1：采集所述土石料的数字图像；

S2：对所述数字图像进行二值化处理，分离得到土石料中相邻颗粒的边界；

S3：对所述数字图像中的各所述颗粒对应的区域进行分割；

S4：提取数字图像中各所述颗粒对应区域的面积、周长以及圆形度的几何特征；

S5：根据所述数字图像中单位像素数与所述颗粒实际单位尺寸的比例关系，由步骤S4中的提取几何特征获得各所述颗粒的实际面积、周长与圆形度尺寸特征；

S6：根据步骤S5获得的各所述颗粒的实际尺寸特征，计算各所述颗粒的粒径；

S7：统计步骤S6中计算的各所述颗粒的粒径值，获得所述土石料中所述颗粒的级配曲线。

进一步的，所述步骤S2中采用OTSU及局部双窗阈值优化方法对所述数字图像进行二值化处理。

进一步的，步骤S3中采用形态学梯度及分水岭方法分隔所述数字图像中的所述颗粒的边界。

进一步的，在步骤S5中，根据所述数字图像采集点相对于所述土石料的高度，确定所述数字图像中单位像素数与所述颗粒实际单位尺寸间的比例关系。

进一步的，在步骤S1之前还包括步骤S01：对所述土石料进行喷水加湿。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的土石料级配自动检测方法，可快速得到土石料的质量级配信息并进行及时反馈，有效保证工程进度，从而可避免因土石料级配不合格导致出现工程质量问题。

本发明的另一目的在于提出一种土石料级配自动检测系统，包括：