[发明专利]基于图像识别技术的堆石模拟分析方法及系统

权利要求书

1.一种基于图像识别技术的堆石模拟分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取堆石混凝土施工现场环境中某一仓面的实际堆石孔隙率；

在堆石模拟分析系统中，关闭堆石体模型箱与量杯间的控水阀，给量杯中注入液体到所述堆石体模型箱中的模拟仓面高度，根据所述实际堆石孔隙率计算等比的孔隙体积，在量杯中再注入与所述孔隙体积等体积的液体；

开启所述堆石体模型箱与量杯间的控水阀，使量杯内的液体流入所述堆石体模型箱；

在所述堆石体模型箱中按照现场的堆石过程分层堆放模拟材料颗粒，实时采集所述堆石体模型箱中的仓面堆石图像，并记录所述堆石体模型箱中的堆石高度位置以及每个位置对应量杯中的水位高度，直至所述堆石体模型箱中的模拟材料颗粒和量杯中的液体同时达到所述模拟仓面高度；

对采集到的所述堆石图像和记录的所述堆石体模型箱中的堆石高度位置以及每个位置对应量杯中的水位高度进行颗粒图像分析，得到所述仓面堆石图像中各堆石大小、形状、等值线和粒径曲线，以及堆石体三维重建结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取堆石混凝土施工现场环境中某一仓面的实际堆石孔隙率，包括：

通过某一仓面大小减去该仓面浇筑混凝土的用量得到所述实际堆石孔隙率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆石体模型箱和所述模拟材料颗粒缩放比例一致。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟材料颗粒按照所述堆石混凝土施工现场的堆石等比缩小。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过多台图像采集设备采集所述堆石体模型箱的仓面堆石图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，至少有一台图像采集设备垂直于仓面布置，根据采集范围和焦距调整相机组的角度和距离。

7.一种基于图像识别技术的堆石模拟分析系统，其特征在于，包括：图像采集系统、堆石体模型、量测系统、图像显示系统和图像分析系统；

所述堆石体模型包括模拟材料颗粒和堆石体模型箱，所述模拟材料颗粒按试验要求的颗粒级配和孔隙率在所述堆石体模型箱内分层铺设；

所述量测系统与所述堆石体模型箱连接，用于实现堆石模拟中的孔隙率；

所述图像采集系统与所述图像分析系统连接，用于实时采集所述堆石体模型中的堆石颗粒的分布情况，并将其传输至所述图像分析系统；

所述图像分析系统用于利用图像识别算法对所述堆石体模型箱中的所述模拟材料颗粒进行分析和识别；

所述图像显示系统与所述图像分析系统连接，用于显示所述图像分析系统的结果；

所述量测系统包括控水阀门和连通量杯，所述连通量杯上有刻度标尺；

所述控水阀门一端连接所述连通量杯，另一端连接所述堆石体模型箱，所述连通量杯的容积大于堆石体模型箱堆满模拟材料颗粒时的孔隙体积。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述图像采集系统包括角度可调的摄像机组和可伸缩支架；

所述可伸缩支架一端进行固定，另一端连接所述摄像机组；

所述可伸缩支架用于调节所述摄像机组距离所述堆石体模型箱的高度；

所述摄像机组用于多个角度采集所述堆石体模型箱中的仓面堆石图像。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述图像采集系统与所述图像分析系统通过有线连接或无线连接，所述有线连接包括通信光缆连接，所述无线连接包括蓝牙连接。