[發明專利]一種表面含砂漿的再生骨料多模態視覺檢測方法和系統

有效

• 申請號: 202110357964.1
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113177909B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 房懷英;譚國億;楊建紅;林文華;胡祥
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V20/60;G06V10/20;G06V10/46;G01N21/25;G01N21/84
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;王婷婷

本發明提供一種表面含砂漿的再生骨料多模態視覺檢測方法，通過控制器控制傳送帶的速度將放在傳送帶上的再生骨料依次輸送到各個圖像采集模塊的測量區域；然后進行高度圖像、彩色圖像以及高光譜圖像的采集；對采集到的高度圖像、彩色圖像以及高光譜圖像進行預處理后，提取再生骨料的投影輪廓和高度輪廓，通過骨料顆粒的多維特征匹配手段，實現對再生骨料多維輪廓的棱角性、表面紋理特征以及有效光譜特征的提取；以再生骨料高度輪廓、表面紋理特征以及有效光譜特征為輸入，通過多特征信息融合實現再生骨料表面砂漿的識別。本發明方法為再生骨料破碎加工及質量檢測和評價奠定了理論基礎，解決建廢處理和原生骨料短缺問題。

技術領域

本發明涉及再生骨料表面含砂漿檢測領域，特別是指一種表面含砂漿的再生骨料多模態視覺檢測系統。

背景技術

隨著我國對基建的不斷投入，快速增長的骨料用量導致有些地方的原生骨料嚴重短缺，另一方面，我國每年會產生大量的建筑垃圾，收納用地緊張導致污染環境，而廢棄的混凝土是建筑垃圾的主要成分。廢棄混凝土表面強化破碎加工中再生骨料的表面難免會殘留有砂漿，而砂漿的存在及含量的多少對再生骨料質量有嚴重影響，因此檢測再生骨料表面砂漿分布、厚度、含量非常有意義。另外再生骨料加工質量的精確評價十分關鍵。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提出一種表面含砂漿的再生骨料多模態視覺檢測方法，能夠實現對再生骨料表面砂漿分布、厚度、含量的檢測及其三維形態的四維特征提取，通過多特征信息融合實現再生骨料表面砂漿的識別；本發明方法為再生骨料破碎加工及質量檢測和評價奠定了理論基礎，解決建廢處理和原生骨料短缺問題。

本發明采用如下技術方案：

一種表面含砂漿的再生骨料多模態視覺檢測方法，其特征在于，包括：

通過控制器控制傳送帶的速度將放在傳送帶上的再生骨料依次輸送到各個圖像采集模塊的測量區域，編碼器讀取傳送帶當前速度；

通過雙目單色線陣相機和線激光實現對再生骨料二維像素和高度輪廓的精密測量，得到高度圖像；

通過彩色線陣相機對再生骨料表面圖像進行采集，實現對再生骨料表面紋理的精確測量，得到彩色圖像；

采集再生骨料的高光譜圖，得到高光譜圖像；

對采集到的高度圖像、彩色圖像以及高光譜圖像進行預處理后，提取再生骨料的投影輪廓和高度輪廓，通過骨料顆粒的多維特征匹配手段，實現對再生骨料多維輪廓的棱角性、表面紋理特征以及有效光譜特征的提取；

以再生骨料高度輪廓、表面紋理特征以及有效光譜特征為輸入，通過多特征信息融合實現再生骨料表面砂漿的識別。

具體地，所述再生骨料多維輪廓的棱角性提取具體包括：

多維輪廓的輪廓線包含表面紋理和棱角性特征：x(t)＝w(t)+e(t)+l(t)；

利用灰色動態濾波分離模型表示：

GM_λw和GM_λl分別為在λw和λl取樣長度內對采樣數據的灰色建模，GM_λw-l為連續在λw和λl對應的取樣長度內進行灰色建模，通過采集樣本不斷更新灰色建模的序列，提取屬于低頻成分的棱角性特征。

其中，式中：w(t)為表面紋理，屬于高頻成分；e(t)為介于表面紋理和棱角性中間的頻率成分；l(t)為棱角性，屬于低頻成分。

具體地，有效光譜特征的提取具體包括：

對于提取到的光譜特征，采用主成分和小波分析相結合的方法對光譜特征進行數據預處理；

對光譜原始特征重新排布，優化非線性激活函數；