[发明专利]一种宽级配混合骨料空地一体检测方法

说明书

本发明公开了一种宽级配混合骨料空地一体检测方法，基于大数据背景下的深度学习方法和激光雷达测量技术，提出了基于实例分割框架的骨料快速智能化检测分割算法Aggregate Net模型，该模型强大的并行目标检测和实例分割的能力，可以获取各骨料预测长径、预测短径以及骨料粒径，并且激光雷达测量技术获取骨料的厚度，从而精确计算出各骨料的等效体积，最后与人工采样筛分结果进行数据拟合，从而获得精度更高的级配曲线结果。

技术领域

本发明涉及骨料检测技术领域，具体涉及一种宽级配混合骨料空地一体级配检测方法。

背景技术

建设工程和水利工程作为我国国民经济建设及社会发展的重要基础设施，全面提升其安全性刻不容缓。各种宽级配混合骨料是水利、公路、铁路及建筑工程的主要建筑材料。合理的骨料配合比，是影响工程结构耐久性和保障工程运行安全性的重要因素。为了保证填方工程的压实质量，提高抗变形能力和抗渗性能，采用级配合理的填料尤为重要。其中，骨料在混凝土和胶结砂砾石颗粒料中的体积比占50％～70％以上，骨料级配是衡量宽级配混合材料力学性能的重要因素。如何快速、准确检测并判断填筑土石料的级配的合理性一直是工程界关注的焦点问题。目前，对于骨料级配的检测方法主要是依靠传统的人工或机械筛分法，经统计计算后得到宽级配混合骨料的级配曲线。传统筛分法虽然技术成熟，但每次计算的样品数量有限、耗费人工、效率低影响施工进度，已无法满足当前施工技术数字化、自动化与智能化的发展需求。因此，有必要开发一种非接触式智能化快速检测骨料粒径的方法，从而实现快速动态获取宽级配混合骨料级配。

目前，国内外研究主要集中在矿石粒度、沥青混合料均匀性、粒径分布、集料颗粒特征等方面，有学者基于数字图像处理技术及分析理论对骨料粒径进行检测。DayakarPenumadu博士使用自动测试机快速确定未结合的骨料的粒度分布。美国的LeeJ.R.J等利用激光三角测量法，开发了从粗粒料颗粒表面采集分析颗粒的三维数据的系统。Sulaiman M S等人以河床砂石为试样，使用自动图像处理技术分析粒径分布特征。NorbertH.Maerz设计一种面向单源视觉多视角采集、评价颗粒形态的系统。Hyoungkwan Kim基于激光集料分析系统，进行了各个具体参数的实验与评价，并验证该系统的可靠性。周建华等人研究骨料采集装置，得到分散骨料时的各参数指数。蔡改贫等人利用CCD摄像组件采集颗粒图像，基于图像处理方法监测矿石粒度。孙东坡基于图像识别技术，确定推移质泥沙的输砂率。彭勇利用数字图像处理技术对定量描述沥青混合料均匀性的方法进行了研究，提出了描述混合料均匀性的指标参数。图像识别技术方兴未艾，已经在部分行业有所尝试，土石料与矿石、泥沙、混凝土骨料具有几何特征上的相似性，利用图像识别技术进行土石料粒径级配的检测具有技术上的可行性。但是单纯的图像识别技术，无法解决混合堆叠骨料的级配识别及检测问题，因此，亟需开发一种应用于大量宽级配混合骨料粒径级配检测的高效、便捷方法。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种宽级配混合骨料空地一体级配检测方法解决了传统筛分法存在每次计算的样品数量有限、耗费人工、效率低影响施工进度的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种宽级配混合骨料空地一体级配检测方法，包括以下步骤：

S1、选取河床或施工现场开挖的母材作为检测骨料，将检测骨料全部堆放在一次储料堆进行一段时间的晾晒，采用无人机LiDAR和无人机摄影测量技术进行表层堆叠骨料的级配检测，建立第一级配曲线；

S2、对河床或施工现场开挖的一次储料堆上的宽级配混合骨料采用人工筛分法进行现场大范围随机采样，建立第二级配曲线；

S3、将第一级配曲线与第二级配曲线进行曲线拟合建立第三级配曲线；

S4、从一次储料堆上抓取一定量的宽级配混合骨料作为待检测骨料，通过摄影测量技术和激光雷达技术的组合装置采集传送带上待检测骨料的图像，建立第四级配曲线；