[发明专利]一种基于图像处理技术的沥青混合料性能评价方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：获取沥青混合料芯样断面图像；

步骤S2：对步骤S1获得的端面图像进行二值图像获取：对沥青混合料芯样断面图像依次进行灰度图像获取、灰度图像去燥、灰度图像均衡化、图像填充、Ostu阈值分割、以及图像开运算；

步骤S3：沥青混合料性能评价参数测量与沥青混合料性能评价：基于步骤S2的二值图像，进行图像特征参数提取，并进行评价指标的计算，进而判断其性能。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法，其特征在于：所述步骤S1中的沥青混合料芯样断面图像的存储格式为BMP。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法，其特征在于：步骤S2中，采用MATLAB软件进行对沥青混合料芯样断面图像依次进行灰度图像获取、灰度图像去燥、灰度图像均衡化、图像填充、Ostu阈值分割、以及图像开运算。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法，其特征在于：步骤S3中，采用Image Pro Plus软件进行图像特征参数提取。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法，其特征在于：所述图像特征参数包括形状面积、等效多边形面积、分形维数、等效圆直径、等效矩形的高与宽、圆度、集料相对X轴与Y轴的惯量、集料的坐标、各个集料颗粒等效椭圆的主轴与水平方向的夹角。

6.根据权利要求3所述的一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法，其特征在于：所述评价指标的计算包括：

沥青混合颗粒形状表征指标，即圆度：R，为图像特征参数之一，采用Image Pro Plus软件自带计算方式计算；

集料与沥青边界表征指标，即分形维数，为图像特征参数之一，采用Image Pro Plus软件自带计算方式计算；

沥青混合料分散性表征指标：采用下式计算：其中，S_i为各分区沥青混合料颗粒的面积；

沥青混合料均匀性表征指标：I，采用下式计算：I＝I_x/I_y，其中，I_x与I_y为集料相对X轴与Y轴的惯量；

沥青混合料空隙率：VV，采用下式计算：VV＝A₁/A₀，其中，A₁为空隙面积，A₀为总面积；

沥青与集料质量之比：Ra，采用下式计算：Ra＝A₂/A₀，其中，A₂为沥青面积；

集料各级粒径颗粒的分配情况：即集料颗粒直径在最大等效圆直径与最小等效圆直径范围内的属于某一档集料面积占比；

沥青混合料骨料转动惯量的峰值：I_max，采用下式计算：I_max＝(I_x+I_y)_max

沥青混合料各档集料颗粒分布状态：S，采用下式计算：

S_x＝∑k_i×S_ix；

S_y＝∑k_i×S_iy；

S_ix＝A_in×y_i；

S_iy＝A_in×x_i；

其中，S_x、S_y为各档集料对X、Y的静距，k_i为各档集料的加权比重；S_ix、S_iy为截面上第i档集料对X、Y轴的静距，A_in为第i档集料第n个颗粒面积，x_i、y_i为第i个颗粒的横纵坐标；

沥青混合料压实度：α，由提取的图像特征参数直接得到。

7.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的沥青混合料性能评价方法，其特征在于：所述步骤S1中，采用一种沥青混合料芯样断面图像获取装置获取沥青混合料芯样断面图像：

所述沥青混合料芯样断面图像获取装置包括承载模块、图像采集模块、显示模块、调节模块、电源模块；所述承载模块包括旋转电机以及与其相连的旋转平台，所述旋转平台用以连接和带动一托盘旋转，所述托盘上承载有沥青混合料芯样，所述旋转平台上设置有称重传感器以及速度传感器；所述称重传感器、速度传感器、旋转电机与一单片机电性相连；所述图像采集模块包括扫描仪，所述扫描仪的扫描方向正对所述托盘上方区域；所述扫描仪与所述单片机电性相连；所述显示模块包括指示灯与显示屏；所述指示灯、显示屏与所述单片机电性相连；所述调节模块包括功率调节按钮、开机按钮、扫描按钮；所述功率调节按钮所述单片机与所述旋转电机电性相连，用以控制所述旋转电机的功率；所述开机按钮通过所述单片机与所述称重传感器、所述速度传感器、旋转电机电性相连；所述扫描按钮与所述扫描仪电性相连；所述电源模块与所述单片机、旋转电机、称重传感器、速度传感器、扫描仪、指示灯、显示屏相连接；

其中，所述速度传感器包括线速度传感器，用以采集所述沥青混合料芯样的旋转线速度；所述扫描仪为带无线传输模块的无线扫描仪；所述无线扫描仪通过无线网络与智能移动终端相连。所述扫描仪通过一导轨固定，通过导轨控制扫描仪与所述托盘的相对距离，用以适应不同大小直径的沥青混合料芯样。