[发明专利]一种便携式粒形粒度检测方法及系统

说明书

本发明提供一种便携式粒形粒度检测方法及系统，方法包括接收移动终端摄像头正投影方向拍摄的正方形内颗粒的图像；根据所述正方形的尺寸对粒径进行标定；提取图像外轮廓；根据提取的外轮廓，使用粒径算法获取定方向径、定方向等分径和定向最大径；根据提取的外轮廓，使用盒维数法或功率谱法获得分形维数；根据提取的外轮廓，通过颗粒的外接椭圆来测定颗粒的扁平率，具体通过用长轴长与短轴长之比来描述颗粒的扁平率；根据提取的外轮廓，通过轮廓滤波方法获得表面纹理粗糙度；通过所述分形维数和粗糙度定量的表征颗粒的棱角性。本发明一种使用便捷、检测快速的便携式粒形粒度检测方法及系统，可运用于各种操作平台。

技术领域

本发明涉及工程机械领域与IT互联网领域，具体地涉及一种便携式粒形粒度检测方法及系统。

背景技术

目前，粒形分析的方法有静态图像法和动态图像法。静态图像法是在样品静止的状态下进行粒度粒形表征，采用静态图像分析法的仪器有显微镜、扫描电镜等。大多数静态图像法的仪器是使用干涉法进行颗粒表征，放大倍数比动态图像法更大，所需样品量很少，但是，其缺点在于需要较长的分析时间，所获取的粒度粒形数据比较单一，只能获取样品局部形态信息，需要花费大量的时间来获取大量的分析图像才能够获得比较全面粒度粒形信息。而动态图像法则是在样品运动的状态下进行颗粒表征，采用动态图像分析法的仪器有各种动态粒度粒形的分析仪。跟静态法相比，动态法所需样品量同样很少。在测试时，颗粒自由流动经过摄影机，能展示出颗粒各方面的形貌。但由于光学方法的限制，测试下限比静态法高得多。由于传统的振动筛分粒形粒度检测方法对颗粒具有破坏作用，只能测量粒度，无法分析粒形，且结果受人为因素和筛孔变形影响较大。比较先进的光学台式测量的方法又不便于携带，且仪器造价较高，操作比较繁琐。在这个信息时代需要交叉、融合以及借鉴其他的学科的成果才能促进科技的进步以及人类的多样化需求。因此，将数字图像处理技术逐步引入道路工程领域，是技术发展的必然；目前，已有的粒形粒度检测系统主要运用于Windows操作平台，使用不便捷，处理速度慢。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提出一种使用便捷、检测快速的便携式粒形粒度检测方法及系统，可运用于各种操作平台如Android、iOS和Windows。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种便携式粒形粒度检测方法，包括：

接收移动终端摄像头正投影方向拍摄的正方形内颗粒的图像；

根据所述正方形的尺寸对粒径进行标定；

对所述图像依次进行边缘检测法、图像二值化法、图像分割法和数学形态学法处理，提取图像外轮廓；

根据提取的外轮廓，使用粒径算法获取定方向径、定方向等分径和定向最大径；

根据提取的外轮廓，使用盒维数法获得分形维数；

根据提取的外轮廓，通过颗粒的外接椭圆来测定颗粒的扁平率，具体通过用长轴长与短轴长之比来描述颗粒的扁平率；

根据提取的外轮廓，通过轮廓滤波方法获得表面纹理粗糙度；

通过所述分形维数和粗糙度定量的表征颗粒的棱角性。

优选的，所述方法还包括：对所述定方向径、定方向等分径、定向最大径、分形维数、长轴长、短轴长、扁平率、纹理粗糙度及棱角性进行显示。

优选的，所述定方向径、定方向等分径和定向最大径可通过数据显示和/或颗粒直方分布图显示。

优选的，通过水平仪检测法使移动终端摄像头为正投影方向拍摄。

优选的，所述边缘检测法采用Sobel进行边缘检测，使用一个3*3的滤波器来对图像进行滤波从而得到梯度图像。

优选的，所述盒维数法的计算公式如下：