[发明专利]一种表面含砂浆的再生骨料多模态视觉检测方法和系统

说明书

本发明提供一种表面含砂浆的再生骨料多模态视觉检测方法，通过控制器控制传送带的速度将放在传送带上的再生骨料依次输送到各个图像采集模块的测量区域；然后进行高度图像、彩色图像以及高光谱图像的采集；对采集到的高度图像、彩色图像以及高光谱图像进行预处理后，提取再生骨料的投影轮廓和高度轮廓，通过骨料颗粒的多维特征匹配手段，实现对再生骨料多维轮廓的棱角性、表面纹理特征以及有效光谱特征的提取；以再生骨料高度轮廓、表面纹理特征以及有效光谱特征为输入，通过多特征信息融合实现再生骨料表面砂浆的识别。本发明方法为再生骨料破碎加工及质量检测和评价奠定了理论基础，解决建废处理和原生骨料短缺问题。

技术领域

本发明涉及再生骨料表面含砂浆检测领域，特别是指一种表面含砂浆的再生骨料多模态视觉检测系统。

背景技术

随着我国对基建的不断投入，快速增长的骨料用量导致有些地方的原生骨料严重短缺，另一方面，我国每年会产生大量的建筑垃圾，收纳用地紧张导致污染环境，而废弃的混凝土是建筑垃圾的主要成分。废弃混凝土表面强化破碎加工中再生骨料的表面难免会残留有砂浆，而砂浆的存在及含量的多少对再生骨料质量有严重影响，因此检测再生骨料表面砂浆分布、厚度、含量非常有意义。另外再生骨料加工质量的精确评价十分关键。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种表面含砂浆的再生骨料多模态视觉检测方法，能够实现对再生骨料表面砂浆分布、厚度、含量的检测及其三维形态的四维特征提取，通过多特征信息融合实现再生骨料表面砂浆的识别；本发明方法为再生骨料破碎加工及质量检测和评价奠定了理论基础，解决建废处理和原生骨料短缺问题。

本发明采用如下技术方案：

一种表面含砂浆的再生骨料多模态视觉检测方法，其特征在于，包括：

通过控制器控制传送带的速度将放在传送带上的再生骨料依次输送到各个图像采集模块的测量区域，编码器读取传送带当前速度；

通过双目单色线阵相机和线激光实现对再生骨料二维像素和高度轮廓的精密测量，得到高度图像；

通过彩色线阵相机对再生骨料表面图像进行采集，实现对再生骨料表面纹理的精确测量，得到彩色图像；

采集再生骨料的高光谱图，得到高光谱图像；

对采集到的高度图像、彩色图像以及高光谱图像进行预处理后，提取再生骨料的投影轮廓和高度轮廓，通过骨料颗粒的多维特征匹配手段，实现对再生骨料多维轮廓的棱角性、表面纹理特征以及有效光谱特征的提取；

以再生骨料高度轮廓、表面纹理特征以及有效光谱特征为输入，通过多特征信息融合实现再生骨料表面砂浆的识别。

具体地，所述再生骨料多维轮廓的棱角性提取具体包括：

多维轮廓的轮廓线包含表面纹理和棱角性特征：x(t)＝w(t)+e(t)+l(t)；

利用灰色动态滤波分离模型表示：

GM_λw和GM_λl分别为在λw和λl取样长度内对采样数据的灰色建模，GM_λw-l为连续在λw和λl对应的取样长度内进行灰色建模，通过采集样本不断更新灰色建模的序列，提取属于低频成分的棱角性特征。

其中，式中：w(t)为表面纹理，属于高频成分；e(t)为介于表面纹理和棱角性中间的频率成分；l(t)为棱角性，属于低频成分。

具体地，有效光谱特征的提取具体包括：

对于提取到的光谱特征，采用主成分和小波分析相结合的方法对光谱特征进行数据预处理；

对光谱原始特征重新排布，优化非线性激活函数；