[實用新型]粗集料圖像采集與分析系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821765109.4
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN208796258U
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張蕾;王旭東;周興業(yè);肖倩;單伶燕;吳將豐;謝國瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 交通運輸部公路科學(xué)研究所
• 主分類號: G06K9/20
• 分類號: G06K9/20;G06T7/00;G01N21/88
• 代理公司: 北京兆君聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11333
• 代理人: 胡敬紅

本實用新型涉及粗集料圖像采集與分析系統(tǒng)，包括機械支撐子系統(tǒng)、圖像采集子系統(tǒng)和圖像分析子系統(tǒng)，所述機械支撐子系統(tǒng)包括粗集料的放置實驗平臺，相機支架；所述圖像采集子系統(tǒng)包括三臺工業(yè)面陣相機、圖像采集卡和相機控制器；所述圖像分析子系統(tǒng)包括控制處理模塊，和與控制處理模塊相連接的數(shù)據(jù)存儲模塊和圖像處理模塊；所述三臺工業(yè)面陣相機安裝于相機支架上，且分別位于實驗平臺的前面、左面以及頂面，用于拍攝粗集料的三個平面圖像；所述相機控制器與工業(yè)面陣相機和圖像采集卡連接，用于控制相機拍攝圖像；圖像采集卡用于控制處理模塊與相機控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述圖像處理模塊是將采集系統(tǒng)采集到的集料圖像處理得到集料形狀量化參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型主要用于自動采集和分析路用粗集料(粒徑>4.75mm)的三維形態(tài)，屬于土木工程材料檢測設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

路用集料的顆粒形態(tài)是重要的質(zhì)量控制指標(biāo)之一，直接影響路面的工程質(zhì)量，但是，由于現(xiàn)有評價指標(biāo)參數(shù)在層次和力度上，不能有效區(qū)別和控制集料質(zhì)量。技術(shù)人員普遍對集料的資源特性(如集料品種、壓碎值、磨光值、吸水率等)要求很嚴(yán)，但對加工特性(如針片狀含量、破碎面比例、含泥量、棱角性等)重視不夠。

SHRP研究顯示，瀝青結(jié)合料在低溫抗裂方面的貢獻率約為90％，在高溫抗車轍方面貢獻率占40％。因此，有必要對在瀝青混合料中占主導(dǎo)地位的集料進行系統(tǒng)的分析研究，除了過去常規(guī)的對集料整體的“級配”研究之外，還應(yīng)深入分析集料作為有限“個體”時的性能特征，分析集料參數(shù)與路用性能的關(guān)系。另一方面，瀝青混合料的剛度主要由集料(石料)決定，但是目前國內(nèi)對集料的研究不足，缺少檢測并分析集料路用性能的技術(shù)。

近年來，隨著圖像采集和計算機技術(shù)的發(fā)展，部分研究機構(gòu)逐步開發(fā)了利用數(shù)碼相機自動采集，并通過數(shù)字圖像處理技術(shù)識別和分析集料顆粒形狀信息的設(shè)備。各設(shè)備根據(jù)開發(fā)目標(biāo)的差異，設(shè)計了具有不同特點的圖像采集器布置方式、集料承載裝置、觸發(fā)模式以及數(shù)據(jù)分析軟件。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是實現(xiàn)對粗集料形狀的檢測和定量表達(dá)，從而為研究集料形態(tài)對瀝青混合料質(zhì)量影響提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能可以概括為：(1)采集粗集料頂面、正面和側(cè)面圖像；(2)處理集料圖像，計算集料特征參數(shù)；(3)分析不同集料的特征參數(shù)；(4)保存圖像和計算結(jié)果。

粗集料圖像采集與分析系統(tǒng)，包括機械支撐子系統(tǒng)、圖像采集子系統(tǒng)和圖像分析子系統(tǒng)；

所述機械支撐子系統(tǒng)包括粗集料的放置實驗平臺，相機支架；

所述圖像采集子系統(tǒng)包括三臺工業(yè)面陣相機、圖像采集卡和相機控制器；

所述圖像分析子系統(tǒng)包括控制處理模塊，和與控制處理模塊相連接的數(shù)據(jù)存儲模塊和圖像處理模塊；

所述三臺工業(yè)面陣相機安裝于相機支架上，且分別位于實驗平臺的前面或后面、左面或右面、以及頂面，用于拍攝粗集料的三個平面圖像；所述相機控制器與工業(yè)面陣相機和圖像采集卡連接，用于控制相機拍攝圖像；圖像采集卡用于控制處理模塊與相機控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸；所述圖像處理模塊是將采集系統(tǒng)采集到的集料圖像處理得到集料形狀量化參數(shù)。

所述相機控制器與工業(yè)面陣相機和圖像采集卡之間由同軸電纜連接。

所述機械支撐子系統(tǒng)還包括鋁合金橫梁，所述頂面的工業(yè)面陣相機懸掛固定于鋁合金橫梁上。

所述實驗平臺還包括直角轉(zhuǎn)角立式擋板，所述前面或后面、左面或右面的兩臺工業(yè)面陣相機位于直角轉(zhuǎn)角立式擋板的相對面位置。

所述兩臺工業(yè)面陣相機分別位于實驗平臺的前面和左面。

所述實驗平臺上方還有照明裝置。

所述實驗平臺為可旋轉(zhuǎn)實驗平臺。