[发明专利]一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成装置及方法

权利要求书

1.一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成方法，其特征在于，包括：

获取堆石料碾压仓面的图像，并对图像进行预处理；

获取图像中颗粒的轮廓；

在图像中生成射线，判断射线在颗粒的轮廓内形成的线段是否达到设置值，若是，则统计线段长度的频率分布若否，则增加生成射线的数量并重复本步骤；

采用分形分布的堆石料级配函数构建线段长度分布理论解P_1D(L)；

通过线段长度分布理论解P_1D(L)拟合线段长度的频率分布得到相应的级配参数；

基于级配参数构建堆石料级配曲线。

2.根据权利要求1所述的一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成方法，其特征在于，所述获取堆石料碾压仓面的图像满足：

获取时间：铺料完成后，开始碾压前；

获取设备：设置于碾压仓面上方的相机；

获取方式：拍摄区域的长宽均大于堆石料最大粒径5倍，拍摄视角的法向与碾压仓面法向夹角小于10°。

3.根据权利要求1所述的一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成方法，其特征在于，所述对图像进行预处理包括：

采用Otsu灰度阈值进行二值化处理；

采用图像透视畸变进行图像校正处理，其包括将图像分割为至少3*3的9个区域，每个区域中心布置粒径为堆石料最大粒径2倍的正方形物体，并通过双线性校正法进行校正。

4.根据权利要求1所述的一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成方法，其特征在于，所述在图像中生成射线包括：

在图像中生成纵横交错排列的射线，射线将图像分割为M×N份，M与N的取值与图像的像素尺寸保持比例关系，其表达式为M/N＝L/B，其中L和B分别为图像的长和宽的像素尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成方法，其特征在于，所述统计线段长度的频率分布其表达式如下：

其中，L表示线段长度，S(L)表示颗粒内线段长度L所处预设的长度区间内线段的数量，S表示线段的总数。

6.根据权利要求5所述的一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成方法，其特征在于，所述采用分形分布的堆石料级配函数构建线段长度分布理论解P_1D(L)，其表达式如下：

其中，L表示线段长度，D表示堆石料级配的分形维数，d_M和d_m分别表示堆石料的最大和最小粒径。

7.根据权利要求6所述的一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成方法，其特征在于，所述通过线段长度分布理论解P_1D(L)拟合线段长度的频率分布得到相应的级配参数包括：

基于最小二乘法进行拟合，得到分形维数D、堆石料的最大粒径d_M、最小粒径d_m的值。

8.根据权利要求7所述的一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成方法，其特征在于，所述基于级配参数构建堆石料级配曲线，其表达式如下：

其中，d表示堆石料的颗粒粒径，M(d)为小于粒径d的颗粒质量百分比，d_M和d_m分别表示堆石料的最大和最小颗粒粒径，D表示堆石料级配的分形维数。

9.一种基于碾压仓面图像的堆石料级配曲线生成装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；

所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-8任一项所述方法的步骤。