一种基于5G摄像的混凝土保水特性判断坍落度的方法技术

一种基于5G摄像的混凝土保水特性判断坍落度的方法，根据混凝土拌合物随着时间的搅拌颜色不断加深，提出首帧图片与搅拌成熟后的图片色差不断相比较的间落法测量混凝土的颜色变化，落差比例作为重要特征系数检验混凝土坍落度。将混凝土固有的物理特征作为图像智能处理的依据，提出了一种光影法提取混凝土保水性物理特征，将混凝土坍落度中重要的保水性物理特征抽象为数值加以判断混凝土坍落度的方法。特征抽象为数值加以判断混凝土坍落度的方法。特征抽象为数值加以判断混凝土坍落度的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G摄像的混凝土保水特性判断坍落度的方法


[0001]本专利技术属于混凝土搅拌检测
，涉及一种基于5G摄像的 混凝土保水特性判断坍落度的方法

技术介绍

[0002]现代化建设以来，国家各项基础建设项目取得一系列优秀的成果， 混凝土作为工程设施的基础材料，需求量更是与日俱增。而坍落度是 混凝土工作性能的一个重要指标。坍落度对混凝土生产、施工有着重 要的质量影响。坍落度测量的精度直接影响到混凝土的可泵性能和塑 化性能。尤其在目前高质量发展的城市建筑，对于混凝土的质量要求 更高，其对于获得符合要求的混凝土拌合物坍落度在线检测需求更为 迫切。因此，开发设计一种适用于复杂环境下的混凝土拌合物坍落度 在线检测方法，对获得高质量混凝土工作具有重要意义。
[0003]混凝土坍落度(slumps)主要是指混凝土的塑化性能和可泵性能， 主要是指混凝土的和易性，具体来说就是保证施工的正常进行，其中 包括混凝土的保水性、流动性和粘聚性。影响混凝土坍落度的因素主 要有级配变化、含水量、衡器的称量偏差、外加剂的用量，容易被忽 视的还有水泥的温度等。
[0004]目前在混凝土坍落度测量中，还未有对混凝土坍落度实时检测的 方法。如传统的人工检测方法在如今大量的需求供应中缺乏便捷性， 同时无法保证检测结果的可靠性。传统坍落度的测量是由人工操作测 量完成的。人工操作存在测量时间长、受到操作者技能等人为因素影 响等问题，导致坍落度测量不准确。而现代的混凝土坍落度测量方法， 主要在搅拌后，将混凝土按规定方法装入标准圆锥坍落度筒内，垂直 向上将筒提起，混凝土拌合物由于自重将会产生坍落现象。然后量出 向下坍落的尺寸，该尺寸就是坍落度。此方法因为在搅拌事后进行， 不具有实时性意义。因此，混凝土拌合物的坍落度实时检测一直是水 泥制品业中一项困难的工作。
[0005]随着图像处理技术的不断改进以及信息传输技术的发展，视频、 图像等多媒体数据中信息也在不断被人挖掘，为进一步的决策提供依 据。为了达到混凝土搅拌实时性坍落度监测，可需要根据混凝土坍落 度物理特性，结合视觉图像处理技术，将能获得有效的坍落度数据信 息。
[0006]人工智能(AI，Artificial Intelligence)是近年来发展迅速的新的 技术科学，是一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、 方法、技术及应用系统新兴学科。为了进一步达到混凝土搅拌实时性 匀质度监测，将AI智能处理技术和视觉图像处理相结合，这样就更加 智能地获得有效数据信息。其中，图像处理技术因为硬件的提升和技 术的不断改进，视频、图像等多媒体数据中信息也在不断被人挖掘， 开始采用格低廉、配置简单的摄像头作为机器的眼睛，解决传统问题， 为进一步的决策提供依据。
[0007]5G作为一种全新的网络架构，具备高速度、泛在网、低功耗、 低时延等特点，可提供更高的峰值速率、更佳的移动性能、毫秒级时 延和超高密度连接。5G技术将给混凝土搅
拌智能化建设带来垂直业 务领域的巨大改变。研发基于5G技术的高端智能型混凝土搅拌势在 必行。
[0008]因此，本专利技术提供了一种基于5G技术和AI智能视觉技术的混凝 土坍落度检测方法及系统，首先使用摄像头通过5G网络实时获取混 凝土搅拌图像，然后应用计算机图像处理技术对视频进行处理，首先 将图片进行初步预处理，通过算法提取混凝土拌合物保水性物理特征 数值和色差间落数值，获取混凝土拌合物坍落度特征参数，以解决现 有混凝土监测方法操作复杂，同时也实现了实时性处理的技术问题。

技术实现思路

[0009]混凝土坍落度作为影响强度的主要因素，保证塑化性能优良，可 泵性好，需要对坍落度数值进行准确测量。为了准确获取混凝土坍落 度实时信息，本专利提出了光影法测量混凝土拌合物保水性物理特征 参数和间落法测量混凝土初始状态和成熟状态颜色落差数值，从而准 确的获得混凝土坍落度的准确数值。如果混凝土拌合物的坍落度达不 到要求，必然导致混凝土的各组分不均匀分布，出现离析现象，硬化 时不均匀的收缩从而使开裂几率增加，工程质量下降。为了保证施工 的正常进行，需要对正在进行搅拌中的混凝土拌合物进行识别和智能 判断，对周围复杂环境智能检测，获取动态的有效感兴趣区域，从而 感知搅拌罐中拌合物的有效信息，对影响混凝土拌合物坍落度的重要 特征进行图像提取并数值化，可以有效的获得准确混凝土坍落度数值 信息，保障工程建设的正常进行。
[0010]为了解决现有问题，本专利技术提供了一种基于5G摄像的混凝土保 水图像坍落度AI测量方法及系统，该方法包括：使用5G通讯技术获 取摄像头实时拍摄画面，摄像头正对混凝土搅拌机，然后通过5G网 络进行实时传输，并对视频流逐帧提取，监测图像中关键区域，开始 对图像进行初步预处理，首先获取混凝土流动性、粘聚性物理状态， 判断混凝土拌合物是否处于匀质性状态，接着计算每帧图片的匀性质 状态数值。当混凝土的匀质性判断满足后，进一步监测图像的保水性 状态信息。计算每帧图片的有效保水性数值作为后期坍落度参考重要 参数。当保水性状态信息稳定后，获取目前混凝土拌合物颜色数据， 统计多个主要物理特征的数据，最后根据坍落度的性质确定混凝土的 坍落度高度。
[0011]本专利技术的技术方案涉及两个方面：
[0012]一方面，根据混凝土拌合物随着时间的搅拌颜色不断加深，提出 首帧图片与搅拌成熟后的图片色差不断相比较的间落法测量混凝土 的颜色变化，落差比例作为重要特征系数检验混凝土坍落度。
[0013]另一方面，将混凝土固有的物理特征作为图像智能处理的依据， 提出了一种光影法提取混凝土保水性物理特征，将混凝土坍落度中重 要的保水性物理特征抽象为数值加以判断混凝土坍落度的方法。
[0014]一种混凝土保水特性判断坍落度的方法，具体包括：
[0015]根据新拌混凝土性质得，将混凝土拌合物看作为宾汉姆体，因此 可以用屈服应力f0及保水性特征系数W两个参数来表示它的性质，如 式1所示：
[0016][0017]式中：f为混凝土的保水性特征数值，范围为10
‑
20，大于20则为 混凝土离析，小于
10则为缺水过多；f0为极限剪应力(或称屈服应力)； W为混凝土保水性特征系数；为混凝土的剪切变形速率。
[0018]测得混凝土拌合物颜色C与不同时间的关系，则可得混凝土颜色 随着搅拌时间增长而颜色加深。当混凝土坍落度数值稳定时，测得此 时颜色与初始搅拌时得色差C
t
，将此参数代入坍落度数值计算公式中。
[0019]当获得混凝土拌合物流动性、粘聚性、保水性和色差四个系数时， 可根据混凝土物理特征计算混凝土坍落度G得准确数值，如式2所示：
[0020]G＝(mB
f
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)C
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(2)
[0021]式中：m、n为两个参数，由流动性、粘聚性实验获得，范围以 1800
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1900本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土保水特性判断坍落度的方法，具体包括：根据新拌混凝土性质得，将混凝土拌合物看作为宾汉姆体，因此可以用屈服应力f0及保水性特征系数W两个参数来表示它的性质，如式1所示：式中：f为混凝土的保水性特征数值，范围为10
‑
20，大于20则为混凝土离析，小于10则为缺水过多；f0为极限剪应力(或称屈服应力)；W为混凝土保水性特征系数；为混凝土的剪切变形速率；测得混凝土拌合物颜色C与不同时间的关系，则可得混凝土颜色随着搅拌时间增长而颜色加深。当混凝土坍落度数值稳定时，测得此时颜色与初始搅拌时得色差C
t
，将此参数代入坍落度数值计算公式中；当获得混凝土拌合物流动性、粘聚性、保水性和色差四个系数时，可根据混凝土物理特征计算混凝土坍落度G得准确数值，如式2所示：G＝(mB
f
+nB
c
)C
t
f
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(2)式中：m、n为两个参数，由流动性、粘聚性实验获得，范围以1800
‑
1900和
‑
50
‑‑
40)为最佳；B
l
、B
d
均为物理特性数值，B
l
值取0.04
‑
0.10，B
d
取0.6
‑
0.9为最佳范围，f为色差系数值为0.05；C
t

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明堂，李斌，郑艳平，胡旭峰，刘雪梅，杜钰莹，雷崇强，
申请(专利权)人：郑州三和水工机械有限公司河南三和水工机械有限公司河南三和水工新型建材机械有限公司，
类型：发明
国别省市：