[發(fā)明專利]利用拌和過程圖像實(shí)時(shí)判別混凝土工作度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310096320.7
• 申請(qǐng)日: 2013-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN103163136A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安雪暉;李書陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/85
• 分類號(hào): G01N21/85
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于混凝土工作度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用拌和過程圖像實(shí)時(shí)判別混凝土工作度的方法。

背景技術(shù)

混凝土的工作性能檢測(cè)對(duì)于混凝土的配合比設(shè)計(jì)和保證施工質(zhì)量十分重要。混凝土的各種工作度指標(biāo)（包括坍落度、坍落擴(kuò)展度、V漏斗時(shí)間、T50時(shí)間等等）可采用坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、V漏斗試驗(yàn)（或T50試驗(yàn)）等試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。另外也有各種組合式的混凝土工作度測(cè)定儀器統(tǒng)一地對(duì)混凝土和各種工作性能進(jìn)行檢測(cè)。通常來說，每一盤混凝土出機(jī)后（澆筑之前）都要進(jìn)行工作度檢驗(yàn)。

雖然有各種各樣的辦法對(duì)混凝土的各項(xiàng)工作度指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但所有的測(cè)量手段都是在混凝土出機(jī)以后由相關(guān)的檢測(cè)人員用相應(yīng)的檢測(cè)儀器進(jìn)行工作度指標(biāo)的測(cè)量。這帶來三類問題：一是浪費(fèi)人工和時(shí)間，打斷了混凝土可能的連續(xù)生產(chǎn)；二是在工地現(xiàn)場(chǎng)要提供各類檢測(cè)儀器和平整的場(chǎng)地供檢測(cè)使用；三是檢測(cè)工作在出機(jī)之后，一旦工作性能不滿足要求那么整盤混凝土只能廢棄。因此，目前迫切需要一種可以在拌和過程中實(shí)時(shí)自動(dòng)判別混凝土工作度的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷,本發(fā)明的目的在于提供一種混凝土工作度判別方法，該方法可以在拌和過程進(jìn)行的同時(shí)實(shí)時(shí)判別混凝土的工作度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種利用拌和過程圖像實(shí)時(shí)判別混凝土工作度的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1：在攪拌機(jī)拌和過程中實(shí)時(shí)采集混凝土的圖像信息；

步驟2：根據(jù)混凝土的圖像信息獲取混凝土的形狀特征；

步驟3：根據(jù)混凝土的形狀特征判別混凝土的工作度。

所述混凝土的形狀特征為混凝土的圖像信息的內(nèi)邊界線和/或混凝土的圖像信息的外邊界線。

所述根據(jù)混凝土的形狀特征判別混凝土的工作度具體是根據(jù)混凝土的圖像信息的內(nèi)邊界線和混凝土的圖像信息的外邊界線判定混凝土的工作度。

所述根據(jù)混凝土的形狀特征判別混凝土的工作度具體是根據(jù)混凝土的圖像信息的內(nèi)邊界線或混凝土的圖像信息的外邊界線判定混凝土的工作度。

本發(fā)明提出的方法可以在混凝土拌和的同時(shí)進(jìn)行工作度的判別，在此基礎(chǔ)上可以在攪拌過程中為配合比的調(diào)整提供決策依據(jù)，從而大大提高實(shí)驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)的效率及減少工地現(xiàn)場(chǎng)由于混凝土工作度不合格造成的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間上的浪費(fèi)。

附圖說明

圖1是攪拌機(jī)拌和過程中實(shí)時(shí)采集混凝土的圖像信息的示意圖；

圖2是實(shí)施例1中圖像采集設(shè)備拍攝的拌和過程的一幀關(guān)鍵幀圖像；

圖3是利用圖2中的圖像與其前一幀圖像進(jìn)行圖像減操作得到兩幀圖像的差的圖像；

圖4是對(duì)圖3進(jìn)行全局閾值分割得到的二值圖像；

圖5是從混凝土的圖像信息中分離的外邊界線圖像；

圖6是從混凝土的圖像信息中分離的內(nèi)邊界線圖像；

圖7是內(nèi)邊界線和外邊界線之間的平均高度差計(jì)算示意圖；

圖8是實(shí)施例2中圖像采集設(shè)備拍攝的拌和過程的一幀關(guān)鍵幀圖像；

圖9利用最小二乘法對(duì)圖8中所示圖像的外邊界線擬合得到的結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

實(shí)施例1：利用混凝土的圖像信息中的內(nèi)邊界線和外邊界線判定混凝土的坍落擴(kuò)展度。

具體的實(shí)施步驟包括：

步驟1：在攪拌機(jī)拌和過程中實(shí)時(shí)采集混凝土的圖像信息。

采集混凝土的圖像信息可以是在攪拌機(jī)料倉(cāng)口上方或攪拌機(jī)倉(cāng)內(nèi)設(shè)置采集設(shè)備（如攝像機(jī)、照相機(jī)、紅外攝像機(jī)或其它可以獲取攪拌機(jī)內(nèi)混凝土形狀特征的設(shè)備），必要時(shí)設(shè)置照明裝置，在拌和過程進(jìn)行的同時(shí)實(shí)時(shí)采集混凝土在攪拌機(jī)中的形狀信息。

圖1是攪拌機(jī)拌和過程中實(shí)時(shí)采集混凝土的圖像信息的示意圖。如圖1所示，在混凝土攪拌機(jī)1001旁設(shè)置一支架1002。在支架之上固定圖像采集設(shè)備1003（必要時(shí)設(shè)置照明光源1004），使得圖像采集設(shè)備可以通過攪拌機(jī)的料倉(cāng)口拍攝到攪拌機(jī)內(nèi)部圖像。使用攪拌機(jī)拌和混凝土，在拌和過程進(jìn)行的同時(shí)，使用圖像采集設(shè)備拍攝拌和過程的實(shí)時(shí)圖像并將圖像傳輸?shù)脚c其相連接的控制設(shè)備（電腦）1005中。控制設(shè)備利用圖像處理方法實(shí)時(shí)判別攪拌機(jī)內(nèi)混凝土的工作度。

步驟2：根據(jù)混凝土的圖像信息獲取混凝土的形狀特征。根據(jù)混凝土的圖像信息獲取混凝土的形狀特征具體是：從混凝土的圖像信息中將內(nèi)邊界線和外邊界線分離出來。