[发明专利]一种基于岩石升温特性的红外图像级配识别方法

说明书

本发明公开了一种基于岩石升温特性的红外图像级配识别方法，包括以下步骤：步骤1：获取待识别岩石颗粒中每一种岩质岩石颗粒的升温数据与体积数据之间的关系；步骤2：根据标定物获取图像的缩放比例α；步骤3：将待识别岩石颗粒加热后进行红外热像图采集；步骤4：对步骤3得到的图像处理，对每个颗粒求其最小外接矩形；将最小外接矩形的短边乘以缩放比例得到长度l_i；步骤5：获取每个待识别岩石颗粒的温度T_i，和其升温值ΔT_i，根据步骤1得到的关系获取颗粒的体积值V_i；本发明降低了图像后续处理的难度，提高了目标提取的精度。

技术领域

本发明涉及岩石颗粒级配识别，具体涉及一种基于岩石升温特性的红外图像级配识别方法。

背景技术

岩石颗粒料作为重要的建筑材料，在水利工程、混凝土工程、公路工程等领域有着广泛地应用，如作为土石坝的填筑料、混凝土的粗骨料、公路沥青拌合料。在实际工程中，一般使用岩石颗粒级配这一概念来对颗粒粒径的分布特征进行描述。岩石颗粒级配的分布特性对工程施工质量有着重要的影响，例如在土石坝填筑中，岩石颗粒填筑料级配不达标会导致填筑料难以碾压密实，不利于坝体稳定，在混凝土拌合过程中，作为混凝土粗骨料的岩石颗粒如果级配不符合设计要求，会导致骨料之间的嵌合作用降低，混凝土强度也会随之下降。因此在施工过程中，对岩石颗粒级配进行快速有效的检测和控制是极为必要的。

目前岩石颗粒级配图像识别算法中，计算各粒径区间颗粒所占的质量分数是绘制级配曲线的基础，而考虑到颗粒之间密度相近，一般用各粒径区间颗粒的体积分数值来代替质量分数值。由于图像处理的基础是二维的平面图像，在计算各颗粒的体积时都是利用图像中颗粒的面积来对颗粒体积进行估算，这种由二维的面积信息来估算三维的体积信息的算法缺乏严谨的理论依据，往往会产生难以控制的误差，导致计算出的颗粒级配曲线与实际级配曲线之间存在较大偏差。

发明内容

本发明提供了一种级配识别精度更高，识别出的级配曲线更接近实际结果的一种基于岩石升温特性的红外图像级配识别方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于岩石升温特性的红外图像级配识别方法，包括以下步骤：

步骤1：获取待识别岩石颗粒中每一种岩质岩石颗粒的升温数据与体积数据之间的关系；

步骤2：根据标定物获取图像的缩放比例α；

步骤3：将待识别岩石颗粒加热后进行红外热像图采集；

步骤4：对步骤3得到的图像处理，对每个颗粒求其最小外接矩形；将最小外接矩形的短边乘以缩放比例得到长度l_i；

步骤5：获取每个待识别岩石颗粒的温度T_i，和其升温值ΔT_i，根据步骤1得到的关系获取颗粒的体积值V_i；

步骤6：根据步骤4得到的l_i和V_i即可得到目标颗粒的级配曲线；

其中i为颗粒数量。

进一步的，所述步骤1的具体过程如下：

S1：取岩石颗粒i个，为每个颗粒编号，并测量每个颗粒的体积v_i；

S2：采用恒温差法对颗粒进行加热，加热后立即进行采集图像；

S3：提取颗粒的温度值t_i，减去初始温度t₀，得到各个颗粒加热升温值Δt_i；

S4：根据步骤S1得到的体积值v_i数据和步骤S3得到的升温值Δt_i数据得到该加热条件下两者的拟合曲线方程。