一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统，所述系统包括基础CCD相机、精密CCD相机、LED背光源、棱镜组、振动给料器、传输管和终端，所述基础CCD相机和精密CCD相机分别与终端连接，所述振动给料器位于传输管上方，所述棱镜组位于传输管与两个相机之间；所述基础CCD相机用于拍摄全体机制砂下落区域，所述精密CCD相机用于拍摄全体机制砂下落区域中的一部分，通过所述精密CCD相机补偿基础CCD相机无法测量的细颗粒。本实用新型专利技术利用双相机多尺度测量，克服机制砂尺寸跨度大的测量难点，可有效实现机制砂空隙率在线检测，提高检测精度和效率，且本实用新型专利技术的双相机检测系统的空隙率检测精度符合工程实际要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统


[0001]本技术涉及工程机械领域，具体地涉及一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统。

技术介绍

[0002]目前，机制砂空隙率的测量方法主要为手动测量：取试样3L，用漏洞将试样从容量筒中心上方50mm处倒入，让试样以自由落体落下，当容量筒上部试样呈堆体，且容量筒四周溢满时，停止加料，然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平，秤出试样和容量筒总质量，得到松散堆积密度。然后结合表观密度即可得到机制砂的空隙率。上述测量空隙率的方法较为复杂，并且人工操作可能导致误差，且测量效率低下。此外，目前使用图像法仅能测量0.15～4.75mm的机制砂，缺少0.075～0.15mm粒径区间内的颗粒测量方法，导致测量结果不准确。

技术实现思路

[0003]本技术要解决的技术问题，在于提供一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统，可实现对0.075～4.75mm的机制砂颗粒的测量，并提高机制砂的自然堆积空隙率预测准确度。
[0004]本技术是这样实现的：一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统，包括基础CCD相机、精密CCD相机、LED背光源、棱镜组、振动给料器、传输管和终端，所述基础CCD相机和精密CCD相机分别与终端连接，所述振动给料器位于传输管上方，所述棱镜组位于传输管与两个相机之间；
[0005]所述基础CCD相机用于拍摄全体机制砂下落区域，所述精密CCD相机用于拍摄全体机制砂下落区域中的一部分，通过所述精密CCD相机补偿基础CCD相机无法测量的细颗粒；
[0006]所述LED背光源用于提供拍摄所需的光源；
[0007]所述棱镜组用于调整基础CCD相机和精密CCD相机的拍摄角度；
[0008]所述振动给料器用于将机制砂颗粒传送给传输管；
[0009]所述传输管用于传输机制砂颗粒；
[0010]所述终端用于对拍摄的图像进行处理，得到机制砂颗粒的空隙率。
[0011]进一步的，所述棱镜组和LED背光源位于传输管两侧，所述棱镜组包括第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜，所述LED背光源、第二棱镜、第三棱镜和基础CCD相机位于同一平行线上，所述第一棱镜和第二棱镜位于同一垂直线位置，用于调节精密CCD相机的拍摄角度。
[0012]进一步的，所述终端进一步包括：图像采集模块、颗粒数量整合模块、级配占比测量模块、粒形测量模块和空隙率测量模块；
[0013]所述图像采集模块，用于通过基础CCD相机和精密CCD相机同时拍摄下落状态的机制砂图片，并对图片进行图像滤波、图像二值化和图像轮廓提取，得到机制砂颗粒的轮廓曲线；
[0014]所述颗粒数量整合模块，用于通过精密CCD相机补偿基础CCD相机无法测量的细颗粒；
[0015]所述级配占比测量模块，用于通过机制砂的轮廓曲线计算得到机制砂颗粒的粒径与面积，通过粒径和面积得到颗粒的体积，最后统计出机制砂的级配；
[0016]所述粒形测量模块，用于通过计算机制砂的轮廓曲线得到颗粒的粒形参数；
[0017]所述空隙率预测模块，用于将级配与粒形参数作为输入值，使用机器学习算法计算机制砂在自然堆积状态下的空隙率。
[0018]本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：利用双相机多尺度测量，克服机制砂尺寸跨度大的测量难点，可有效实现机制砂空隙率在线检测，提高检测精度和效率，同时本技术的双相机检测系统的空隙率检测精度符合工程实际要求。
附图说明
[0019]下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的说明。
[0020]图1是本技术一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统的结构示意图。
[0021]图2是本技术一种基于双相机的机制砂空隙率在线系统的测量方法执行流程图。
[0022]图3为本技术双相机的测量原理效果图。
[0023]图4为本技术等效Feret椭圆示意图。
具体实施方式
[0024]本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：利用基础CCD相机和精密CCD相机来获取颗粒的轮廓，分别计算图片后，将两种相机的数值整合，得到颗粒整体的级配占比和粒形参数，最后使用机器学习算法计算出机制砂自然堆积状态下的空隙率。
[0025]为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0026]本实施例提供一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统，如图1所示，所述系统包括基础CCD相机101、精密CCD相机102、LED背光源103、棱镜组104、振动给料器105、传输管106和终端107(比如计算机)，所述基础CCD相机101和精密CCD相机102分别与终端107连接，所述振动给料器105位于传输管106上方，所述棱镜组104位于传输管106与两个相机(101和102)之间；
[0027]所述基础CCD相机101用于拍摄全体机制砂下落区域，所述精密CCD相机102用于拍摄全体机制砂下落区域中的一部分，通过所述精密CCD相机102补偿基础CCD相机101无法测量的细颗粒；
[0028]所述LED背光源103用于提供拍摄所需的光源；
[0029]所述棱镜组104用于调整基础CCD相机101和精密CCD相机102的拍摄角度；
[0030]所述振动给料器105用于将机制砂颗粒传送给传输管106；
[0031]所述传输管106用于传输机制砂颗粒；
[0032]所述终端107用于对拍摄的图像进行处理，得到机制砂颗粒的空隙率。
[0033]较佳的，所述棱镜组104和LED背光源103位于传输管106两侧，所述棱镜组104包括第一棱镜108、第二棱镜109和第三棱镜110，所述LED背光源103、第二棱镜109、第三棱镜110和基础CCD相机101位于同一平行线上，所述第一棱镜108和第二棱镜109位于同一垂直线位置，用于调节精密CCD相机102的拍摄角度。
[0034]较佳的，所述终端107进一步包括：图像采集模块111、颗粒数量整合模块112、级配占比测量模块113、粒形测量模块114和空隙率测量模块115；
[0035]所述图像采集模块111，用于通过基础CCD相机和精密CCD相机同时拍摄下落状态的机制砂图片，并对图片进行图像滤波、图像二值化和图像轮廓提取，得到机制砂颗粒的轮廓曲线；
[0036]所述颗粒数量整合模块112，用于通过精密CCD相机补偿基础CCD相机无法测量的细颗粒；
[0037]所述级配占比测量模块113，用于通过机制砂的轮廓曲线计算得到机制砂颗粒的粒径与面积，通过粒径和面积得到颗粒的体积，最后统计出机制砂的级配；
[0038]所述粒形测量模块114，用于通过计算机制砂的轮廓曲线得到颗粒的粒形参数；
[0039]所述空隙率预测模块115，用于将级配与粒形参数作为输入值，使用机器学习算法计算机制砂在自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统，其特征在于：包括基础CCD相机、精密CCD相机、LED背光源、棱镜组、振动给料器、传输管和终端，所述基础CCD相机和精密CCD相机分别与终端连接，所述振动给料器位于传输管上方，所述棱镜组位于传输管与两个相机之间；所述基础CCD相机用于拍摄全体机制砂下落区域，所述精密CCD相机用于拍摄全体机制砂下落区域中的一部分，通过所述精密CCD相机补偿基础CCD相机无法测量的细颗粒；所述LED背光源用于提供拍摄所需的光源；所述棱镜组用于调整基础CCD相机和精密CCD相机的拍摄角度；所述振动给料器用于将机制砂颗粒传送给传输管；所述传输管用于传输机制砂颗粒；所述终端用于对拍摄的图像进行处理，得到机制砂颗粒的空隙率。2.根据权利要求1所述的一种基于双相机的机制砂空隙率在线测量系统，其特征在于：所述棱镜组和LED背光源位于传输管两侧，所述棱镜组包括第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜，所述LED背光源、第二棱镜、第三棱...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文华，房怀英，杨建红，谭国亿，胡祥，李建涛，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：