[发明专利]一种宽级配混合骨料空地一体检测方法

权利要求书

1.一种宽级配混合骨料空地一体检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取河床或施工现场开挖的母材作为检测骨料，将检测骨料全部堆放在一次储料堆进行一段时间的晾晒，采用无人机LiDAR和无人机摄影测量技术进行表层堆叠骨料的级配检测，建立第一级配曲线；

步骤S1包括以下分步骤：

S11、选取河床或施工现场开挖的母材作为检测骨料，将检测骨料全部堆放在一次储料堆进行一段时间的晾晒，采用无人机LiDAR和无人机摄影测量技术采集表层堆叠骨料的表层骨料图像；

S12、基于机器学习采用预先训练的Aggregate Net模型对表层骨料图像进行实例分割及识别检测，得到每颗表层骨料的预测边框和掩膜；

S13、将骨料颗粒形状假设成椭球，根据每颗表层骨料的预测边框和掩膜，计算宽级配混合骨料的椭球体体积；

S14、根据同一骨料颗粒的密度相同，将宽级配混合骨料的筛分质量比转化为体积比，得到宽级配混合骨料的各个粒组质量占总质量百分比，构建宽级配混合骨料的第一级配曲线；

Aggregate Net模型包括：区域建议网络、场景分类模型和语义分割模型；

所述区域建议网络生成候选区域，每一个锚点生成3种尺寸，3种长宽比，共9个候选区；

所述场景分类模型用于对候选区域进行分类和回归，分类即将候选区域分为卵石类和非卵石类，回归是将框标位置进行调整使其与实际更为接近；

所述语义分割模型负责分割出每一个候选框内的卵石边界，通过无人机飞行高度与传送带上方架设的两个相机传感器高度，分别获取无人机摄影测量获取的比例尺A与传送地上方架设的工业相机获取的比例尺B，计算各个骨料的预测长径a和预测短径尺寸b，进而计算得到各骨料预测粒径d；

S2、对河床或施工现场开挖的一次储料堆上的宽级配混合骨料采用人工筛分法进行现场大范围随机采样，建立第二级配曲线；

S3、将第一级配曲线与第二级配曲线进行曲线拟合建立第三级配曲线；

S4、从一次储料堆上抓取一定量的宽级配混合骨料作为待检测骨料，通过摄影测量技术和激光雷达技术的组合装置采集传送带上待检测骨料的图像，建立第四级配曲线；

S5、对步骤S4中的宽级配混合骨料进行随机抽样，得到人工筛分检测样本，对人工筛分检测样本进行现场手动筛分，建立第五级配曲线；

S6、将第四级配曲线和第五级配曲线进行曲线拟合建立第六级配曲线；

S7、采用最小二乘法曲线拟合第三级配曲线和第六级配曲线，建立第七级配曲线，即为基于宽级配混合骨料“空地一体”检测方法的最终级配曲线。

2.根据权利要求1所述的宽级配混合骨料空地一体检测方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下分步骤：

S41、从一次储料堆上抓取一定量的宽级配混合骨料作为待检测骨料，将待检测骨料放置在传送带上；

S42、在传送带上架设摄影测量技术和激光雷达技术的组合装置，对传送带上的待检测骨料采集传送带上待检测骨料图像；

S43、基于机器学习使用预先训练的Aggregate Net模型对传送带上待检测骨料图像进行实例分割及识别检测，得到传送带上每颗表层骨料的预测边框和掩膜；

S44、将骨料颗粒形状假设成椭球，根据传送带上每颗表层骨料的预测边框和掩膜，计算传送带上宽级配混合骨料的椭球体面积，通过激光雷达技术获取骨料厚度，得到近似椭球体体积；

S45、根据同一骨料颗粒的密度相同，将宽级配混合骨料的筛分质量比转化为体积比，得到传送带上宽级配混合骨料的各个粒组质量占总质量百分比，构建宽级配混合骨料的第四级配曲线。

3.根据权利要求2所述的宽级配混合骨料空地一体检测方法，其特征在于，所述步骤S44中近似椭球体体积的计算公式为：

其中，a为预测长径，b为预测短径尺寸，h为激光雷达获取的表层各骨料高度。

4.根据权利要求1所述的宽级配混合骨料空地一体检测方法，其特征在于，所述各骨料预测粒径d的计算公式为：

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