[实用新型]粗集料图像采集与分析系统

说明书

本实用新型涉及粗集料图像采集与分析系统，包括机械支撑子系统、图像采集子系统和图像分析子系统，所述机械支撑子系统包括粗集料的放置实验平台，相机支架；所述图像采集子系统包括三台工业面阵相机、图像采集卡和相机控制器；所述图像分析子系统包括控制处理模块，和与控制处理模块相连接的数据存储模块和图像处理模块；所述三台工业面阵相机安装于相机支架上，且分别位于实验平台的前面、左面以及顶面，用于拍摄粗集料的三个平面图像；所述相机控制器与工业面阵相机和图像采集卡连接，用于控制相机拍摄图像；图像采集卡用于控制处理模块与相机控制器之间的数据传输；所述图像处理模块是将采集系统采集到的集料图像处理得到集料形状量化参数。

技术领域

本实用新型主要用于自动采集和分析路用粗集料(粒径>4.75mm)的三维形态，属于土木工程材料检测设备领域。

背景技术

路用集料的颗粒形态是重要的质量控制指标之一，直接影响路面的工程质量，但是，由于现有评价指标参数在层次和力度上，不能有效区别和控制集料质量。技术人员普遍对集料的资源特性(如集料品种、压碎值、磨光值、吸水率等)要求很严，但对加工特性(如针片状含量、破碎面比例、含泥量、棱角性等)重视不够。

SHRP研究显示，沥青结合料在低温抗裂方面的贡献率约为90％，在高温抗车辙方面贡献率占40％。因此，有必要对在沥青混合料中占主导地位的集料进行系统的分析研究，除了过去常规的对集料整体的“级配”研究之外，还应深入分析集料作为有限“个体”时的性能特征，分析集料参数与路用性能的关系。另一方面，沥青混合料的刚度主要由集料(石料)决定，但是目前国内对集料的研究不足，缺少检测并分析集料路用性能的技术。

近年来，随着图像采集和计算机技术的发展，部分研究机构逐步开发了利用数码相机自动采集，并通过数字图像处理技术识别和分析集料颗粒形状信息的设备。各设备根据开发目标的差异，设计了具有不同特点的图像采集器布置方式、集料承载装置、触发模式以及数据分析软件。

发明内容

本实用新型的目的是实现对粗集料形状的检测和定量表达，从而为研究集料形态对沥青混合料质量影响提供基础数据。

本系统要实现的功能可以概括为：(1)采集粗集料顶面、正面和侧面图像；(2)处理集料图像，计算集料特征参数；(3)分析不同集料的特征参数；(4)保存图像和计算结果。

粗集料图像采集与分析系统，包括机械支撑子系统、图像采集子系统和图像分析子系统；

所述机械支撑子系统包括粗集料的放置实验平台，相机支架；

所述图像采集子系统包括三台工业面阵相机、图像采集卡和相机控制器；

所述图像分析子系统包括控制处理模块，和与控制处理模块相连接的数据存储模块和图像处理模块；

所述三台工业面阵相机安装于相机支架上，且分别位于实验平台的前面或后面、左面或右面、以及顶面，用于拍摄粗集料的三个平面图像；所述相机控制器与工业面阵相机和图像采集卡连接，用于控制相机拍摄图像；图像采集卡用于控制处理模块与相机控制器之间的数据传输；所述图像处理模块是将采集系统采集到的集料图像处理得到集料形状量化参数。

所述相机控制器与工业面阵相机和图像采集卡之间由同轴电缆连接。

所述机械支撑子系统还包括铝合金横梁，所述顶面的工业面阵相机悬挂固定于铝合金横梁上。

所述实验平台还包括直角转角立式挡板，所述前面或后面、左面或右面的两台工业面阵相机位于直角转角立式挡板的相对面位置。

所述两台工业面阵相机分别位于实验平台的前面和左面。

所述实验平台上方还有照明装置。

所述实验平台为可旋转实验平台。