[发明专利]安息角测量方法

说明书

本发明旨在提供一种安息角测量方法，包括：A、对物料堆的图像进行采集，得到三色图像；B、将三色图像处理为灰度图像；C、将灰度图像划分得到明暗划分图像；D、将明暗划分图像每个像素的灰度值取为周边像素的加权平均值，得到加权图像；E、利用二维的正态分布的高斯公式突出加权图像的分界轮廓线，得到突出轮廓图像；F、设定黑白分界阈值，计算得到黑白分界图像；G、对黑白分界图像进行矢量化处理，获取物料轮廓线上的坐标，进行拟合计算得到左右两侧安息角数值；H、重复进行步骤A‑G多次，得到两侧安息角数值的多组数据，平均得到两侧安息角数值的最终结果。该测量方法克服现有技术缺陷，具有操作简单、测量精度高的特点。

技术领域

本发明涉及物料特性测量方法领域，具体涉及一种安息角测量方法。

背景技术

物料在堆放时能够保持自然稳定状态的最大角度(单边对地面的角度)，称为“安息角”。安息角是表征颗粒物料流动、摩擦等特性的宏观参数，该值测定可确定物料的流动性以及计算物料的内摩擦系数，并且对堆积密度的评估或者反映物料间的微观参数都有重要影响和参考价值，鉴于此，安息角的精确度是非常重要的参数。

在安息角测量方法方面，有些学者是直接在测试装置中设计标尺如度数尺或者半径尺来读取数字，通过肉眼观看或者间接计算，读取数值也存在视觉上的误差，不同的人读取的数字也可能不同；有些学者利用倾角仪来测量，这种人工测量会存在一定的人为误差，并且对于沙子、土壤，粉末之类的物料，手工测量过程中碰到料堆容易使料堆变形，从而导致安息角测量不准确。

发明内容

本发明旨在提供一种安息角测量方法，该测量方法克服现有技术缺陷，具有操作简单、测量精度高的特点。

本发明的技术方案如下：

一种安息角测量方法，包括以下步骤：

A、将物料形成安息角堆，对安息角进行拍摄采集图像，对采集得到的图像的中的红、绿、蓝三种颜色进行提取，得到仅含有红、绿、蓝三种颜色的三色图像；

B、取三色图像中光谱强度的最高值和最低值，计算出两者的平均值，然后将三色图像的光谱强度全部取为该平均值，使得采集的图像变为灰度图像；

C、将灰度图像中的各像素点根据其灰度值大小划分为高光区域、暗光区域、中间区域，得到突显中间区域轮廓的明暗划分图像；

D、将明暗划分图像中每个像素的灰度值取为周边像素的加权平均值；加权平均值取值规则为：距离越近的点权重越大，距离越远的点权重越小，得到加权图像；

E、利用二维的正态分布的高斯公式突出加权图像的分界轮廓线，得到突出轮廓图像；

F、设定突出轮廓图像黑白分界阈值，将突出轮廓图像中灰度值大于黑白分界阈值的像素点设为白色，将突出轮廓图像中灰度值小于黑白分界阈值的像素点设为黑色，得到黑白分界图像，黑色区域与白色区域之间交界线为物料轮廓线；

G、对黑白分界图像进行矢量化处理，获取物料轮廓线上的坐标，利用最小二乘法获得料堆外轮廓线的斜率，然后对物料轮廓线一次拟合得到轮廓线对应的两侧的斜线表达式，进而计算得到左右两侧安息角数值；

H、重复进行步骤A-G多次，得到多组安息角堆的左右两侧安息角数值，对多组左右两侧安息角数值求平均值，从而得到两侧安息角数值的最终结果。

优选地，所述的步骤C中获取明暗划分图像的步骤具体为：

将灰度图像中的灰度值为160-255之间的像素点的灰度值统一设为255，作为高光区域；将灰度图像中的灰度值为0-140之间的像素点的灰度值统一设为0，作为暗光区域；其余像素点的灰度值不变，作为中间区域。

优选地，所述的步骤D中加权平均值的计算公式为：

所述的步骤D中加权平均值的计算公式为：