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专利号: 2022112575254
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、获取检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面300mm×300mm范围的多视角数字图像,所述数字图像像素数不小于65536×65536像素点;

步骤2、运用基于尺度不变特征变换算法提取并匹配步骤1中所述交通土建用颗粒材料松铺层表面检测点位处的多视角数字图像中的图像特征描述子,然后依次进行松铺层表面数字图像拍摄姿态估计、松铺层表面形貌稀疏点云数字模型构建、松铺层表面形貌稠密点云数字模型构建、松铺层表面形貌点云网格建模及松铺层表面形貌三维矢量数字模型构建,进而得到检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型;

步骤3、对步骤2中所述检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型,进行倾斜修正与比例修正,得到与实际交通土建用颗粒材料松铺层表面被测点尺寸相同的颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型;

步骤4、运用改进局部区域生长分割法对步骤3中所述检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型进行颗粒的识别计算与分割计算;颗粒识别计算时,利用插值法对所述检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型进行网格划分,并使用分水岭算法识别局部区域极大值点与局部区域极小值点,使用四领域区域生长方式确定区域生长范围,将所述局部区域极大值点作为局部区域生长点及区域生长范围上限,所述局部区域极小值点中的最小值作为区域生长范围的下限,颗粒分割计算时,将网格间距系数设置为0.5,高度系数设置为0.4,局部区域极大值间距系数设置为50,局部区域极小值间距系数设置为10;

步骤5、获得每个颗粒在水平面内的二维投影图像,获得每个颗粒外露表面最高点距水平面的垂直距离,计算所述二维投影图像的截面凸度、截面长宽比、圆形度和所述二维投影图像的等效圆直径,计算表达式如下:其中,A为截面凸度,SA为颗粒在水平面内二维投影图像的面积,SC为颗粒在水平面内二维投影图像的外切多边形面积,B为截面长宽比,L为颗粒在水平面内二维投影图像等效椭圆的主轴长度,W为颗粒在水平面内二维投影图像等效椭圆的次轴长度,C为圆形度,P为颗粒在水平面内二维投影图像周长,D为颗粒在水平面内二维投影图像的等效圆直径;

步骤6、运用步骤5中所述二维投影图像的等效圆直径和所述每个颗粒外露表面最高点距水平面的垂直距离,计算每个颗粒等效粒径;并根据标准筛孔尺寸范围19mm、16mm、

12.5mm、9.5mm、4.75mm,累计得到交通土建用颗粒材料级配曲线,所述每个颗粒等效粒径用下式计算:式中,R为颗粒等效粒径,h为颗粒外露表面最高点距水平面的垂直距离,D为颗粒在水平面内二维投影图像的等效圆直径。

2.根据权利要求1所述的交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法,其特征在于,步骤4中所述改进局部区域生长分割法将图像灰度信息重新定义为所述检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型中所述每个颗粒外露表面最高点距水平面的垂直距离。

3.根据权利要求1所述的交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法,其特征在于,步骤4中四领域区域生长表达式如下:{(x‑1,y),(x,y+1),(x+1,y),(x,y+1)}

其中,x、y分别为所述局部区域极大值点集{(x、y)}中的极大值点对应的坐标值。