1.一种基于三维激光扫描的碎石颗粒表面棱角度测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:利用激光扫描仪获取碎石颗粒表面的三维点云数据,并对三维点云数据进行预处理,得到点云模型;
S2:获取点云模型中各个点云的无量纲均值平方根曲率,并确定无量纲均值平方根曲率的相对频率拟合曲线;
S3:确定相对频率拟合曲线中最小曲率半径点对应的曲率;
S4:根据大于最小曲率半径点对应曲率的点云数量,确定碎石颗粒表面棱角度。
2.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描的碎石颗粒表面棱角度测量方法,其特征在于,所述步骤S1中,对三维点云数据进行预处理的方法具体为:删除离群点云、填补缺失点云、重构碎石颗粒表面三角面片网格和平滑处理点云数据。
3.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描的碎石颗粒表面棱角度测量方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下子步骤:S21:获取点云模型中各个点云的最大曲率kmax和最小曲率kmin,并计算各个点云的均值平方根曲率kRMS;
S22:对各个点云的均值平方根曲率kRMS进行无量纲化处理,得到各个点云的无量纲均值平方根曲率KRMS;
S23:确定点云模型中所有点云的无量纲均值平方根曲率的相对频率分布,得到无量纲均值平方根曲率的相对频率拟合曲线。
4.根据权利要求3所述的基于三维激光扫描的碎石颗粒表面棱角度测量方法,其特征在于,所述步骤S21中,各个点云的均值平方根曲率kRMS的计算公式为:其中,kmax表示点云模型中各个点云的最大曲率,kmin表示点云模型中各个点云的最小曲率;
所述步骤S22中,各个点云的无量纲均值平方根曲率KRMS的计算公式为:KRMS=DkRMS
其中, V表示碎石颗粒体积,D表示碎石颗粒体积对应的等体积标准球粒径。
5.根据权利要求3所述的基于三维激光扫描的碎石颗粒表面棱角度测量方法,其特征在于,所述步骤S23中,无量纲均值平方根曲率的相对频率分布的确定方法为:将无量纲均值平方根曲率的数值区间等分为若干个子区间,计算各个子区间内点云数量占整个碎石颗粒表面点云数量的比值,将其作为相对频率分布。
6.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描的碎石颗粒表面棱角度测量方法,其特征在于,所述步骤S3包括以下子步骤:S31:将相对频率拟合曲线中呈凸状的曲线范围中最小曲率半径点作为特征点,并将特征点对应的曲率作为特征值KRMSI;
S32:根据特征值KRMSI,确定相对频率拟合曲线中呈凹状的曲线范围,并确定呈凹状的曲线范围中最小曲率半径点对应的曲率KRMSII。
7.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描的碎石颗粒表面棱角度测量方法,其特征在于,所述步骤S4中,碎石颗粒表面棱角度AI的计算公式为:其中,n表示点云模型中所有点云的数量,nA表示点云模型中均值平方根曲率KRMS大于呈凹状的曲线范围中最小曲率半径点对应的曲率KRMSII的点云数量。