[發(fā)明專利]安息角測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810305590.7
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108596927A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李冰;楊寧;徐武彬;何銳波;張繼堯
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西科技大學(xué)
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/60;G06T7/11;G06T7/194;G06T7/136
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 周晟;文信家

本發(fā)明旨在提供一種安息角測量方法，包括：A、對物料堆的圖像進(jìn)行采集，得到三色圖像；B、將三色圖像處理為灰度圖像；C、將灰度圖像劃分得到明暗劃分圖像；D、將明暗劃分圖像每個像素的灰度值取為周邊像素的加權(quán)平均值，得到加權(quán)圖像；E、利用二維的正態(tài)分布的高斯公式突出加權(quán)圖像的分界輪廓線，得到突出輪廓圖像；F、設(shè)定黑白分界閾值，計算得到黑白分界圖像；G、對黑白分界圖像進(jìn)行矢量化處理，獲取物料輪廓線上的坐標(biāo)，進(jìn)行擬合計算得到左右兩側(cè)安息角數(shù)值；H、重復(fù)進(jìn)行步驟A?G多次，得到兩側(cè)安息角數(shù)值的多組數(shù)據(jù)，平均得到兩側(cè)安息角數(shù)值的最終結(jié)果。該測量方法克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，具有操作簡單、測量精度高的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物料特性測量方法領(lǐng)域，具體涉及一種安息角測量方法。

背景技術(shù)

物料在堆放時能夠保持自然穩(wěn)定狀態(tài)的最大角度(單邊對地面的角度)，稱為“安息角”。安息角是表征顆粒物料流動、摩擦等特性的宏觀參數(shù)，該值測定可確定物料的流動性以及計算物料的內(nèi)摩擦系數(shù)，并且對堆積密度的評估或者反映物料間的微觀參數(shù)都有重要影響和參考價值，鑒于此，安息角的精確度是非常重要的參數(shù)。

在安息角測量方法方面，有些學(xué)者是直接在測試裝置中設(shè)計標(biāo)尺如度數(shù)尺或者半徑尺來讀取數(shù)字，通過肉眼觀看或者間接計算，讀取數(shù)值也存在視覺上的誤差，不同的人讀取的數(shù)字也可能不同；有些學(xué)者利用傾角儀來測量，這種人工測量會存在一定的人為誤差，并且對于沙子、土壤，粉末之類的物料，手工測量過程中碰到料堆容易使料堆變形，從而導(dǎo)致安息角測量不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種安息角測量方法，該測量方法克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，具有操作簡單、測量精度高的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種安息角測量方法，包括以下步驟：

A、將物料形成安息角堆，對安息角進(jìn)行拍攝采集圖像，對采集得到的圖像的中的紅、綠、藍(lán)三種顏色進(jìn)行提取，得到僅含有紅、綠、藍(lán)三種顏色的三色圖像；

B、取三色圖像中光譜強(qiáng)度的最高值和最低值，計算出兩者的平均值，然后將三色圖像的光譜強(qiáng)度全部取為該平均值，使得采集的圖像變?yōu)榛叶葓D像；

C、將灰度圖像中的各像素點(diǎn)根據(jù)其灰度值大小劃分為高光區(qū)域、暗光區(qū)域、中間區(qū)域，得到突顯中間區(qū)域輪廓的明暗劃分圖像；

D、將明暗劃分圖像中每個像素的灰度值取為周邊像素的加權(quán)平均值；加權(quán)平均值取值規(guī)則為：距離越近的點(diǎn)權(quán)重越大，距離越遠(yuǎn)的點(diǎn)權(quán)重越小，得到加權(quán)圖像；

E、利用二維的正態(tài)分布的高斯公式突出加權(quán)圖像的分界輪廓線，得到突出輪廓圖像；

F、設(shè)定突出輪廓圖像黑白分界閾值，將突出輪廓圖像中灰度值大于黑白分界閾值的像素點(diǎn)設(shè)為白色，將突出輪廓圖像中灰度值小于黑白分界閾值的像素點(diǎn)設(shè)為黑色，得到黑白分界圖像，黑色區(qū)域與白色區(qū)域之間交界線為物料輪廓線；

G、對黑白分界圖像進(jìn)行矢量化處理，獲取物料輪廓線上的坐標(biāo)，利用最小二乘法獲得料堆外輪廓線的斜率，然后對物料輪廓線一次擬合得到輪廓線對應(yīng)的兩側(cè)的斜線表達(dá)式，進(jìn)而計算得到左右兩側(cè)安息角數(shù)值；

H、重復(fù)進(jìn)行步驟A-G多次，得到多組安息角堆的左右兩側(cè)安息角數(shù)值，對多組左右兩側(cè)安息角數(shù)值求平均值，從而得到兩側(cè)安息角數(shù)值的最終結(jié)果。

優(yōu)選地，所述的步驟C中獲取明暗劃分圖像的步驟具體為：

將灰度圖像中的灰度值為160-255之間的像素點(diǎn)的灰度值統(tǒng)一設(shè)為255，作為高光區(qū)域；將灰度圖像中的灰度值為0-140之間的像素點(diǎn)的灰度值統(tǒng)一設(shè)為0，作為暗光區(qū)域；其余像素點(diǎn)的灰度值不變，作為中間區(qū)域。

優(yōu)選地，所述的步驟D中加權(quán)平均值的計算公式為：

所述的步驟D中加權(quán)平均值的計算公式為：