[發(fā)明專利]一種沙顆粒磨圓度計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110204437.7
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112819810B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張中儉;陳建湟;林達(dá)明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/187
• 代理公司: 北京中知星原知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

1.一種沙顆粒磨圓度計(jì)算方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟100，對待測磨圓度的沙顆粒簇進(jìn)行顯微拍照，獲取沙顆粒的顯微圖像；

步驟200，將獲得的顯微圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖，利用圖像分割技術(shù)從上述灰度圖中將不同沙顆粒區(qū)分開，然后轉(zhuǎn)為二值圖；

步驟300，在所得到的二值圖中獲取沙顆粒輪廓像素，提取所有沙顆粒輪廓的像素坐標(biāo)，并剔除超出圖像邊界的沙顆粒；

步驟400，對獲得的沙顆粒輪廓像素坐標(biāo)進(jìn)行離散幾何分析，計(jì)算得到沙顆粒的磨圓度參數(shù)；對于磨圓度的計(jì)算具體為：

1）利用沙顆粒輪廓像素坐標(biāo)計(jì)算該沙顆粒的最大內(nèi)切圓半徑R；

2）識別沙顆粒各個(gè)棱角，記錄棱角數(shù)量為N，利用最小二乘法依次擬合各個(gè)棱角圓，得到各個(gè)棱角的曲率半徑r_i；

3）根據(jù)公式（1）計(jì)算該沙顆粒的磨圓度∏：

；

式中，r_i表示顆粒棱角的曲率半徑，R表示顆粒的最大內(nèi)切圓半徑，N表示顆粒棱角數(shù)量；并且

沙顆粒棱角的識別包括棱角關(guān)鍵點(diǎn)識別，棱角關(guān)鍵點(diǎn)識別包括顆粒輪廓光滑處理；

棱角關(guān)鍵點(diǎn)識別還包括顆粒棱角關(guān)鍵點(diǎn)標(biāo)記，具體為：

將光滑處理后的顆粒輪廓取相鄰的3個(gè)輪廓坐標(biāo)點(diǎn)作一個(gè)圓，如果該圓同時(shí)滿足下述三個(gè)條件，(a)圓心在顆粒輪廓內(nèi)部、(b)半徑小于最大內(nèi)切圓半徑、(c)該圓未超出顆粒輪廓，則標(biāo)記這3個(gè)點(diǎn)的中間點(diǎn)為顆粒棱角關(guān)鍵點(diǎn)；

沙顆粒棱角的識別還包括棱角關(guān)鍵點(diǎn)分組，棱角關(guān)鍵點(diǎn)分組指按照不同棱角將關(guān)鍵點(diǎn)劃分成組，包括初步分組，初步分組采用統(tǒng)計(jì)方法設(shè)置一個(gè)長度d_f，當(dāng)相鄰兩個(gè)棱角關(guān)鍵點(diǎn)的距離d小于d_f時(shí)，這兩個(gè)棱角關(guān)鍵點(diǎn)為相同組，否則為不同組；

初步分組中d_f的設(shè)置包括如下3個(gè)步驟：

1）計(jì)算相鄰兩個(gè)棱角關(guān)鍵點(diǎn)的距離，得到最大距離d_max和最小距離d_min；

2）利用公式（2）計(jì)算相鄰兩個(gè)棱角關(guān)鍵點(diǎn)的距離歸一化值P：

；

P值分布密集的區(qū)間對應(yīng)顆粒棱角區(qū)域，P值分布稀疏的區(qū)間對應(yīng)非棱角區(qū)域；

3）為了進(jìn)一步區(qū)分P值為密集區(qū)間或稀疏區(qū)間，引入分組系數(shù)a，使得P∈[0,a)時(shí)為密集區(qū)間，P∈(a,1]時(shí)為稀疏區(qū)間，利用公式（3）計(jì)算d_f：

；

a值通過統(tǒng)計(jì)若干個(gè)顆粒圖像的相鄰兩個(gè)棱角關(guān)鍵點(diǎn)的歸一化值P的分布來確定，當(dāng)P=a時(shí)由公式（2）所求得的d即為d_f。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟200中，在區(qū)分不同沙顆粒時(shí)，先對沙顆粒進(jìn)行著色再進(jìn)行圖像分割。