[發(fā)明專利]骨料體積計算方法、粒形級配數(shù)據(jù)生成方法、系統(tǒng)和設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110771859.2
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113409297A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 甘化新;劉洪;陳勝平;胡吉鋒;張振華;馬寧
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市宏申工業(yè)智能有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/62;G06F16/51;G06F16/55
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 吳珊

本申請公開了一種骨料體積計算方法、粒形級配數(shù)據(jù)生成方法、系統(tǒng)和設(shè)備；所述的骨料體積計算方法包括：獲取來自3D相機(jī)的掃描照片，對掃描照片進(jìn)行處理，得到骨料的3D數(shù)據(jù)；對骨料的3D數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到骨料的二值圖；基于所述二值圖，進(jìn)行輪廓識別，得到骨料的輪廓圖；根據(jù)所述輪廓圖，得到每個骨料的所有像素點；對各個骨料的所有像素點以高度進(jìn)行積分，得到骨料的體積信息。本申請具有提高分析精度的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及骨料粒形級配分析的領(lǐng)域，尤其是涉及骨料體積計算方法、粒形級配數(shù)據(jù)生成方法、系統(tǒng)和設(shè)備。

背景技術(shù)

混凝土生產(chǎn)商對于骨料的粒形和級配采用人工生產(chǎn)線取樣檢測方法，存在取樣頻次低，取樣不及時，分析速度慢等問題，嚴(yán)重影響了骨料生產(chǎn)品質(zhì)管控的效率。傳統(tǒng)的人工取樣以及檢測，已經(jīng)無法滿足礦山企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的速度，需要采用智能化設(shè)備以及視覺監(jiān)測系統(tǒng)來提升檢測效率和質(zhì)量。盡管砂石行業(yè)破碎機(jī)需求巨大，但影響其使用壽命和制約破碎機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵還是骨料級配和粒形監(jiān)測技術(shù)。

相關(guān)技術(shù)中，基于機(jī)器視覺2D數(shù)據(jù)進(jìn)行輪廓識別和面積計算，從而模擬人工篩余方法來進(jìn)行粒形級配。

針對上述相關(guān)技術(shù)，發(fā)明人認(rèn)為上述基于2D數(shù)據(jù)，只能得到骨料輪廓的面積，缺少體積信息，造成了骨料分析精度較差的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高骨料的分析精度，本申請?zhí)峁┝斯橇象w積計算方法、粒形級配數(shù)據(jù)生成方法、系統(tǒng)和設(shè)備。

第一方面，本申請?zhí)峁┕橇象w積計算方法，采用如下的技術(shù)方案：

骨料體積計算方法，包括：

獲取來自3D相機(jī)的掃描照片，對掃描照片進(jìn)行處理，得到骨料的3D數(shù)據(jù)；

對骨料的3D數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到骨料的二值圖；

基于所述二值圖，進(jìn)行輪廓識別，得到骨料的輪廓圖；

根據(jù)所述輪廓圖，得到每個骨料的所有像素點；

對各個骨料的所有像素點以高度進(jìn)行積分，得到骨料的體積信息。

通過采用上述技術(shù)方案，處理3D數(shù)據(jù)有利于得到準(zhǔn)確地二值圖，進(jìn)而得到準(zhǔn)確地輪廓圖，基于輪廓圖得到每個骨料的所有像素點的方法，再通過高度積分的方式得到骨料的體積信息，從而提高了體積信息的準(zhǔn)確性，從而提高了分析精度。

可選的，所述對骨料的3D數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到骨料的二值圖，包括：

將骨料的3D數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行像素坐標(biāo)映射，再進(jìn)行比對，識別出像素坐標(biāo)中骨料所占據(jù)的點；所述骨料的3D數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)均用相機(jī)坐標(biāo)系進(jìn)行存儲；所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)是指沒有骨料時的3D點陣數(shù)據(jù)；

基于像素坐標(biāo)系生成二維矩陣，所述二維矩陣的列數(shù)是3D相機(jī)分辨率的長，行數(shù)是3D相機(jī)分辨率的寬；

對所述二維矩陣的像素值進(jìn)行調(diào)整：

判斷像素坐標(biāo)每個點的高差是否大于第一預(yù)設(shè)值；

若是，則將二維矩陣對應(yīng)的點的值設(shè)為255；

若否，則將二維矩陣對應(yīng)的點的值設(shè)為0；

根據(jù)處理后的二維矩陣，得到骨料的二值圖。

通過采用上述技術(shù)方案，將3D數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行像素坐標(biāo)映射，有利于相互比對，通過高差即可識別出3D數(shù)據(jù)中存在骨料的點，而二維矩陣的設(shè)置有利于準(zhǔn)確地得到二值圖，有利于適配骨料體積小、數(shù)量眾多的場景，而且對拍照環(huán)境和拍照相機(jī)沒有依賴，有利于提高計算體積的精度和計算效率，從而有利于提高分析精度。

可選的，所述所述對骨料的3D數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到骨料的二值圖，包括：

將骨料的3D數(shù)據(jù)進(jìn)行像素坐標(biāo)映射，建立像素坐標(biāo)與骨料的3D數(shù)據(jù)的索引映射關(guān)系；

基于像素坐標(biāo)系生成二維矩陣，缺省值為255；

把骨料的3D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為點云庫PCL的點云數(shù)據(jù)，所述3D數(shù)據(jù)的索引與點云庫PCL的點云數(shù)據(jù)的索引、像素坐標(biāo)的索引相同；