基于数字图像技术的集料形状实时检测及评价技术研究

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沥青混合料中的集料质量占比95%左右,集料颗粒的性质对混合料的工程特性起到非常重要的作用,尤其是集料颗粒的形状是构成混合料骨架结构的重要因素,将直接影响沥青和集料颗粒之间相互作用,而影响沥青混合料的抗剪强度、高温稳定性、水稳定性,对沥青混合料的路用性能起到重要影响。目前,无法直接快速的检测集料颗粒形状,并且针对针片状颗粒含量满足规范要求下的集料颗粒形状缺乏统一评价标准。本论文以堆叠的集料颗粒为研究对象,通过对堆叠的集料颗粒图像进行处理分析得到堆叠集料表面颗粒的几何参数等信息,进而实现对集料颗粒形状的快速检测和对集料颗粒形状的定量评价。
  本论文主要基于数字图像处理技术和集料颗粒形状因子来研究集料颗粒形状,采用理论研究与实验室试验验证相结合的研究方法,通过对采集的堆叠集料颗粒图像进行一系列处理技术,包括图像灰度化,基于直方图均衡化和高斯高通滤波提取集料颗粒轮廓,得到集料轮廓图,图像阈值分割、形态学处理、分水岭分割、凸壳重建算法。基于集料颗粒图像编制程序获取集料颗粒的几何参数,计算出集料等效椭圆的形状因子,根据形状因子指标确定集料形状的类型,并以形状因子的标准差评价集料颗粒的形状,通过对分析结果的比较确定集料颗粒形状的评价标准。最后通过设计系统程序软件实现集料颗粒形状的实时检测评价。
  本论文的主要结论有:采用基于直方图均衡化和高斯高通滤波能够对集料颗粒轮廓进行快速提取,具有较好的保真;运用数字图像处理技术能够成功实现堆叠集料图像分割识别,能够较好的反应出原有集料图像的表面颗粒;通过集料颗粒等效椭圆的形状因子,可快速确定石料颗粒形状类型;集料颗粒形状质量评价标准能够较准确的给出堆叠集料颗粒的形状评价,实现了对堆叠集料颗粒形状的定量表征;运用所编制的系统软件能够实现对堆叠集料颗粒进行实时检测、评价。
  本论文研究的堆叠集料形状的快速实时检测评价技术对沥青混合料质量控制技术有重要支撑的作用。
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