[发明专利]一种基于双目测距技术的沥青发泡性能评价方法

说明书

本发明公开了一种基于双目测距技术的沥青发泡性能评价方法，属于公路沥青混合料试验技术领域。包括采用两台微型相机同时连续拍摄泡沫沥青图像；对同一时刻两张照片进行图像识别；划分泡沫沥青桶壁黏连区和有效膨胀区；获取泡沫沥青图像像素视差值；计算不同区域泡沫沥青高度置信区间界限值；计算泡沫沥青高度代表值；获取泡沫沥青空间指标和时间指标；对沥青发泡性能进行评价。本发明根据泡沫沥青特点，采用双目测距技术获取其表面多点高度数据，以不同区域泡沫沥青高度置信区间界限值综合考量其膨胀高度，从沥青膨胀能力和泡沫稳定性角度评价沥青发泡性能，该方法严谨，科学，可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种基于双目测距技术的沥青发泡性能评价方法，属于公路沥青混合料试验技术领域。

背景技术

泡沫沥青是沥青材料的一种特殊状态，是通过在高温沥青中注入适量的水，水遇热汽化使沥青体积发生膨胀形成的。沥青在这种状态下黏度会显著降低，能够与冷湿集料充分地拌和均匀。泡沫沥青适用于道路冷再生技术与温拌技术，可以降低道路维修成本，节约能源和减少碳排放。

使用发泡技术可以将沥青实现泡沫化，而泡沫沥青混合料的路用性能则直接取决于其发泡效果。目前，最大膨胀率和半衰期是对沥青发泡效果进行评价的主要技术指标。在进行沥青发泡试验时，一般采用目测法、高速摄像机、激光和超声波等测距手段表征沥青膨胀率随时间变化规律。

目测法通过人工目测固定在测量桶体上标尺的读数变化来估计泡沫沥青膨胀率，通过秒表计时确定泡沫沥青半衰期，该测试手段过于依赖经验，主观性太强，试验误差较大。高速摄像机根据泡沫沥青在图像中像素大小和位置的变化确定其不同时刻膨胀倍数，从而计算出膨胀率和半衰期，但通常泡沫沥青在测量桶内变化幅度较小，且桶壁粘连大量沥青，通常无法准确识别其桶内位置，导致测量准确性受到质疑。其他测量手段如激光、超声波技术等，测量对象往往是泡沫沥青表面随机的某个点，这对于表面极不平整的泡沫沥青显然误差也是很大的。

双目测距技术根据视差原理能够精确测量双目高清图像上每一像素点距离相机光心的距离，可以得到高清图像中任意一点的空间三维坐标信息，进而为精确测量泡沫沥青膨胀高度随时间变化情况提供了可能。因此双目测距技术可以为研究沥青发泡特性提供一种可靠的技术手段。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种试验设备更先进、数据更可靠、评价指标更合理的沥青发泡性能评价方法。

本发明采用以下技术方案实现上述目的：

第一步、将两台微型相机以10cm间距水平固定在距离沥青桶中心正上方150cm处的支架上，使用数据传输线与电子计算机相连，设置拍照频率为每秒5张；

第二步、开启沥青发泡试验机，进行沥青发泡试验，将产生的泡沫态沥青喷射入圆形沥青桶内；

第三步、使用电子计算机控制两台微型相机同时进行拍摄，拍摄时间从开启沥青发泡试验机持续到泡沫态沥青在桶内高度不再变化；

第四步、将两台相机同一时刻拍摄的两张照片导入OpenCV软件中；

第五步、运行Canny边缘检测算法识别照片中沥青桶的圆形边界，同时以沥青桶半径的二分之一确定同心圆，使用裁剪函数进一步划分得到泡沫沥青桶壁黏连区和有效膨胀区；

第六步、根据泡沫沥青图像在两张照片中的不同位置计算像素视差值，通过相似三角形原理计算每个像素块处泡沫沥青到微型相机的垂直距离；

第七步、根据微型相机所设置的高度，进一步计算每个像素块处泡沫沥青距离沥青桶底的高度值；

第八步、计算泡沫沥青高度平均值，并使用筛选函数剔除由于光线原因和泡沫沥青飞溅导致与平均值相差两倍以上的无效数据；