[發(fā)明專利]一種便攜式粒形粒度檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810022873.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN108335310B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊建紅;房懷英;朱合軍;范偉;黃文景;林偉端;余文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué);福建南方路面機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/13
• 分類號(hào): G06T7/13;G06T7/12;G06T7/40;G06T7/42;G06T5/10
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

本發(fā)明提供一種便攜式粒形粒度檢測(cè)方法及系統(tǒng)，方法包括接收移動(dòng)終端攝像頭正投影方向拍攝的正方形內(nèi)顆粒的圖像；根據(jù)所述正方形的尺寸對(duì)粒徑進(jìn)行標(biāo)定；提取圖像外輪廓；根據(jù)提取的外輪廓，使用粒徑算法獲取定方向徑、定方向等分徑和定向最大徑；根據(jù)提取的外輪廓，使用盒維數(shù)法或功率譜法獲得分形維數(shù)；根據(jù)提取的外輪廓，通過(guò)顆粒的外接橢圓來(lái)測(cè)定顆粒的扁平率，具體通過(guò)用長(zhǎng)軸長(zhǎng)與短軸長(zhǎng)之比來(lái)描述顆粒的扁平率；根據(jù)提取的外輪廓，通過(guò)輪廓濾波方法獲得表面紋理粗糙度；通過(guò)所述分形維數(shù)和粗糙度定量的表征顆粒的棱角性。本發(fā)明一種使用便捷、檢測(cè)快速的便攜式粒形粒度檢測(cè)方法及系統(tǒng)，可運(yùn)用于各種操作平臺(tái)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域與IT互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體地涉及一種便攜式粒形粒度檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，粒形分析的方法有靜態(tài)圖像法和動(dòng)態(tài)圖像法。靜態(tài)圖像法是在樣品靜止的狀態(tài)下進(jìn)行粒度粒形表征，采用靜態(tài)圖像分析法的儀器有顯微鏡、掃描電鏡等。大多數(shù)靜態(tài)圖像法的儀器是使用干涉法進(jìn)行顆粒表征，放大倍數(shù)比動(dòng)態(tài)圖像法更大，所需樣品量很少，但是，其缺點(diǎn)在于需要較長(zhǎng)的分析時(shí)間，所獲取的粒度粒形數(shù)據(jù)比較單一，只能獲取樣品局部形態(tài)信息，需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)獲取大量的分析圖像才能夠獲得比較全面粒度粒形信息。而動(dòng)態(tài)圖像法則是在樣品運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行顆粒表征，采用動(dòng)態(tài)圖像分析法的儀器有各種動(dòng)態(tài)粒度粒形的分析儀。跟靜態(tài)法相比，動(dòng)態(tài)法所需樣品量同樣很少。在測(cè)試時(shí)，顆粒自由流動(dòng)經(jīng)過(guò)攝影機(jī)，能展示出顆粒各方面的形貌。但由于光學(xué)方法的限制，測(cè)試下限比靜態(tài)法高得多。由于傳統(tǒng)的振動(dòng)篩分粒形粒度檢測(cè)方法對(duì)顆粒具有破壞作用，只能測(cè)量粒度，無(wú)法分析粒形，且結(jié)果受人為因素和篩孔變形影響較大。比較先進(jìn)的光學(xué)臺(tái)式測(cè)量的方法又不便于攜帶，且儀器造價(jià)較高，操作比較繁瑣。在這個(gè)信息時(shí)代需要交叉、融合以及借鑒其他的學(xué)科的成果才能促進(jìn)科技的進(jìn)步以及人類的多樣化需求。因此，將數(shù)字圖像處理技術(shù)逐步引入道路工程領(lǐng)域，是技術(shù)發(fā)展的必然；目前，已有的粒形粒度檢測(cè)系統(tǒng)主要運(yùn)用于Windows操作平臺(tái)，使用不便捷，處理速度慢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種使用便捷、檢測(cè)快速的便攜式粒形粒度檢測(cè)方法及系統(tǒng)，可運(yùn)用于各種操作平臺(tái)如Android、iOS和Windows。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種便攜式粒形粒度檢測(cè)方法，包括：

接收移動(dòng)終端攝像頭正投影方向拍攝的正方形內(nèi)顆粒的圖像；

根據(jù)所述正方形的尺寸對(duì)粒徑進(jìn)行標(biāo)定；

對(duì)所述圖像依次進(jìn)行邊緣檢測(cè)法、圖像二值化法、圖像分割法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)法處理，提取圖像外輪廓；

根據(jù)提取的外輪廓，使用粒徑算法獲取定方向徑、定方向等分徑和定向最大徑；

根據(jù)提取的外輪廓，使用盒維數(shù)法獲得分形維數(shù)；

根據(jù)提取的外輪廓，通過(guò)顆粒的外接橢圓來(lái)測(cè)定顆粒的扁平率，具體通過(guò)用長(zhǎng)軸長(zhǎng)與短軸長(zhǎng)之比來(lái)描述顆粒的扁平率；

根據(jù)提取的外輪廓，通過(guò)輪廓濾波方法獲得表面紋理粗糙度；

通過(guò)所述分形維數(shù)和粗糙度定量的表征顆粒的棱角性。

優(yōu)選的，所述方法還包括：對(duì)所述定方向徑、定方向等分徑、定向最大徑、分形維數(shù)、長(zhǎng)軸長(zhǎng)、短軸長(zhǎng)、扁平率、紋理粗糙度及棱角性進(jìn)行顯示。

優(yōu)選的，所述定方向徑、定方向等分徑和定向最大徑可通過(guò)數(shù)據(jù)顯示和/或顆粒直方分布圖顯示。

優(yōu)選的，通過(guò)水平儀檢測(cè)法使移動(dòng)終端攝像頭為正投影方向拍攝。

優(yōu)選的，所述邊緣檢測(cè)法采用Sobel進(jìn)行邊緣檢測(cè)，使用一個(gè)3*3的濾波器來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行濾波從而得到梯度圖像。

優(yōu)選的，所述盒維數(shù)法的計(jì)算公式如下：