[发明专利]一种三维棱角性检测系统和检测方法

说明书

本发明提供一种三维棱角性检测系统和检测方法，Z轴电动对焦装置带动显微镜头模块在垂直于X/Y轴电动的载物台装置上表面的方向上下移动；X/Y轴电动的载物台装置沿着平行其上表面的方向运动；显微镜头模块朝向X/Y轴电动的载物台装置上表面的一侧安装有光源；显微镜头模块通过传输线与三维图像拼接模块连接，将显微镜头模块在不同高度上拍摄的载物台上的待检测颗粒图片发送至三维图像拼接模块拼接形成三维数据点；三维图像拼接模块将三维数据点发送至棱角性检测模块求出待检测颗粒的三维棱角性。本发明是采用显微镜技术在颗粒形态特征检测方面有效的运用，从而提高了颗粒棱角性的表征精度。

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地涉及一种三维棱角性检测方法及系统。

背景技术

目前，颗粒的棱角性的测量方法有二维和三维的。二维测量是采用图像法，经过图像滤波、图像二值化及图像填充等图像形态学处理得到颗粒的边界轮廓，再通过相关的二维棱角性表征方法来表征颗粒的棱角性，目前二维棱角性测量方法有：图像侵蚀-膨胀法得出表面参数值越大，则棱角性越大；轮廓半径的傅里叶级数法得出轮廓半径R(θ)可以用傅里叶级数展开，颗粒棱角性与其棱角显著指标a_r成正比；采用数字图像处理技术提出了粗集料半径法棱角性指数和梯度法棱角性指数的计算公式；采用颗粒周长法和分形几何法的集料棱角性的评价方法。基于二维的棱角性测量方法，Masad E开发出aggregate imagingmeasurement system(AIMS)仪器。以上所述方法虽可以表征颗粒的二维棱角性，但是因为颗粒的棱角性毕竟是三维的，所以仅仅通过图像法的颗粒轮廓得出的二维棱角性不能准确的表征颗粒的整体棱角性，因此有必要提出三维棱角性算法来表征颗粒的整体棱角性。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提出一种三维棱角性检测系统和测量方法，采用显微镜技术在颗粒形态特征检测方面有效的运用，从而提高了颗粒棱角性的表征精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种三维棱角性检测系统，于包括：显微镜头模块、X/Y轴电动的载物台装置、Z轴电动对焦装置、三维图像拼接模块和棱角性检测模块，所述显微镜头模块包括通用变焦镜头、光源和相机；

所述Z轴电动对焦装置带动所述显微镜头模块在垂直于所述X/Y轴电动的载物台装置上表面的方向上下移动；所述X/Y轴电动的载物台装置沿着平行其上表面的方向运动；所述显微镜头模块朝向所述X/Y轴电动的载物台装置上表面的一侧安装有光源；

所述显微镜头模块通过传输线与三维图像拼接模块连接，将所述显微镜头模块在不同高度上拍摄的载物台上的待检测颗粒图片发送至三维图像拼接模块拼接形成三维数据点；

所述三维图像拼接模块将所述三维数据点发送至棱角性检测模块求出待检测颗粒的三维棱角性。

本发明还提供了一种使用上述的三维棱角性检测系统进行三维棱角性检测的方法，包括如下步骤：

1)调节光源和Z轴电动对焦装置，进行白平衡处理，然后将待检测颗粒放在X/Y轴电动的载物台装置的中心位置上；

2)通过移动X/Y轴电动的载物台装置，通过三维图像拼接模块设置待检测颗粒在Z方向上的投影区域；

3)通过调节Z轴电动对焦装置，使得显微镜头模块拍摄到待检测颗粒的最高区域清晰，设置当前位置为显微镜镜头移动的最高高度；

4)通过调节Z轴电动对焦装置，使得显微镜头模块拍摄到待检测颗粒的最低区域清晰，设置当前位置为显微镜镜头移动的最低高度；

5)通过Z轴电动对焦装置驱动显微镜头模块在最高位置和最低位置之间移动，显微镜头模块拍摄待检测颗粒不同区域的图像并传送至三维图像拼接模块进行三维图像拼接，得到待检测颗粒的三维图像并转换为三维数据点；