一種瀝青混合料的檢測(cè)方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種瀝青混合料的檢測(cè)方法，包括：瀝青混合料數(shù)字圖像采集；對(duì)獲取的數(shù)字圖像進(jìn)行圖像處理，得到瀝青混合料各組成成分的含量。此外，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)還公開(kāi)了一種瀝青混合料的檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)所提供的方法及系統(tǒng)，可以有效的分離與提取瀝青、空隙、集料和不同粒徑集料顆粒，再依據(jù)所提取的特征參數(shù)換算成體積比，實(shí)現(xiàn)了瀝青混合料體積組成特征參數(shù)的直接測(cè)定與計(jì)算；提高了瀝青混合料的力學(xué)性能，為瀝青路面技術(shù)研究的科學(xué)性提供了可靠依據(jù)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及瀝青混合料測(cè)試技術(shù)，尤其涉及一種瀝青混合料的檢測(cè)方法 及檢測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，公路建設(shè)也邁進(jìn)了前所未有的發(fā)展階 段。人們的生活、生產(chǎn)與公路運(yùn)輸?shù)年P(guān)系日益緊密，好的路面質(zhì)量能夠有效 的推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改善人們的生產(chǎn)生活水平。瀝青路面作為公路建設(shè)的主 要結(jié)構(gòu)形式在公路建設(shè)中得到了越來(lái)越廣泛的研究和應(yīng)用。瀝青路面由瀝青混合料構(gòu)成，瀝青混合料包括瀝青、空隙及集料，集料 又包括不同粒徑的礦料。瀝青混合料各組成成分不同的配給方案所配置出的 瀝青路面質(zhì)量不同，質(zhì)量差的瀝青路面容易出現(xiàn)低溫開(kāi)裂、早期損壞、凍脹 以及高溫車(chē)轍等現(xiàn)象，降低路面的使用壽命，因此為了更好的保證路面質(zhì)量， 優(yōu)化配給方案，需要一套科學(xué)的檢測(cè)方法，對(duì)瀝青混合料成品進(jìn)行直接檢測(cè)， 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果優(yōu)化配給方案。現(xiàn)有技術(shù)中的檢測(cè)方法主要是依靠機(jī)械及手工方式，龐大的機(jī)械設(shè)備不僅成本高、占用空間大，而且無(wú)法一次性檢測(cè)出瀝青混合料的各組成成分的 含量。如對(duì)瀝青混合料中瀝青含量的檢測(cè)使用離心式抽提儀、回流式抽提儀 等，對(duì)瀝青混合料中集料的檢測(cè)則需使用搖篩機(jī)等，并且檢測(cè)過(guò)程需要人為 參與的因素較多，不同人員的判斷差異也會(huì)引起檢測(cè)誤差。可見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)中 的檢測(cè)過(guò)程不僅需要耗費(fèi)大量人力物力，而且檢測(cè)效率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專(zhuān)利技術(shù)一方面提供一種瀝青混合料的檢測(cè)方法，能夠提高檢 測(cè)效率。本專(zhuān)利技術(shù)另一方面提供一種湯青混合料的檢測(cè)系統(tǒng)，能夠直接高效的完成 瀝青混合料組成的檢測(cè)。本專(zhuān)利技術(shù)所提供的瀝青混合料的檢測(cè)方法，包括如下步驟A、 采集瀝青混合料的圖像，得到采集圖像；B、 對(duì)采集圖像進(jìn)行圖像處理，得到瀝青混合料各組成成分的含量。 所述步驟B具體包括Bl、對(duì)采集圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理，得到預(yù)處理圖像； B2、對(duì)預(yù)處理圖像進(jìn)行圖像分割及特征提取，得到瀝青混合料各組成成分 的含量。所述步驟B1具體包括Bll、對(duì)采集圖像的灰度圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)處理和/或噪聲消除處理；B12、對(duì)灰度圖像進(jìn)行邊緣突顯處理，得到預(yù)處理圖像。其中，步驟Bll中所述對(duì)釆集圖像的灰度圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)處理為對(duì)采集圖像的灰度圖像繪制其灰度直方圖，對(duì)灰度直方圖進(jìn)行直方圖均衡化和/或灰度拉伸處理；所述對(duì)灰度圖像進(jìn)行噪聲消除處理為對(duì)灰度圖像采用濾波的方式進(jìn)行平滑和/或復(fù)原處理。其中，步驟B12中所述對(duì)灰度圖像進(jìn)行邊緣突顯處理為對(duì)灰度圖像采用高通濾波和/或高頻加強(qiáng)濾波進(jìn)行銳化。 所述步驟B2具體包括B21、對(duì)預(yù)處理圖像進(jìn)行圖像分割，得到瀝青混合料中空隙、瀝青和集料的 含量，并得到集料二值圖像；B22、對(duì)集料二值圖像進(jìn)行特征提取，得到各種粒徑集料顆粒的特征參數(shù)， 根據(jù)所得到的特征參數(shù)，計(jì)算得到集料中各粒徑集料顆粒的含量。步驟B21中所述對(duì)預(yù)處理圖像進(jìn)行圖像分割為對(duì)預(yù)處理圖像采用閾值分 割的方法進(jìn)行圖像分割，所述閾值的選取方法包括雙峰法、大津法、平均灰 度法、狀態(tài)法以及迭代法。步驟B22所述對(duì)集料二值圖像進(jìn)行特征提取為對(duì)集料二值圖像中的較小 粒徑集料顆粒采用數(shù)學(xué)形態(tài)法進(jìn)行分離，對(duì)集料二值圖像中的較大粒徑集料顆 粒釆用邊緣檢測(cè)法及鏈碼跟蹤法進(jìn)行分離；對(duì)分離后的各粒徑集料顆粒計(jì)算特 征參數(shù)。該方法進(jìn)一步包括將步驟A中的采集圖像、步驟B中產(chǎn)生的圖像處 理信息及瀝青混合料各組成成分的信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。本專(zhuān)利技術(shù)所提供的瀝青混合料的檢測(cè)系統(tǒng)，包括圖像預(yù)處理模塊和圖像 分割及特征提取模塊，其中，圖像預(yù)處理模塊，用于對(duì)瀝青混合料的采集圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理 圖像，并將所得到的預(yù)處理圖像輸出；圖像分割及特征提取模塊，用于接收預(yù)處理圖像，對(duì)預(yù)處理圖像進(jìn)行圖像 分割及特征提取，得到瀝青混合料各組成成分的含量。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，用于存儲(chǔ)圖像預(yù)處理模塊和圖像分割及 特征提取才莫塊產(chǎn)生的圖像處理信息及瀝青混合料各組成成分的信息。其中，所述圖像分割及特征提取模塊包括圖像分割子模塊和特征提取子 模塊，其中，圖像分割子模塊，用于對(duì)預(yù)處理圖像進(jìn)行圖像分割，得到瀝青混合料中空 隙、瀝青和集料的含量，并得到集料二值圖像；特征提取子模塊，用于對(duì)集料二值圖像進(jìn)行特征提取，得到各種粒徑的 集料顆粒的特征參數(shù)，根據(jù)所得到的特征參數(shù)，計(jì)算得到集料中各粒徑集料 顆粒的含量。從上述方案可以看出，本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)采集瀝青混合料的圖像，并對(duì)采集圖 像進(jìn)行圖像處理，得到湯青混合料各組成成分的含量。實(shí)現(xiàn)將計(jì)算機(jī)的數(shù)字 圖像處理技術(shù)應(yīng)用于瀝青混合料的檢測(cè)領(lǐng)域，如瀝青混合料的體積組成特性 的自動(dòng)檢測(cè)領(lǐng)域，無(wú)需笨重的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，從而節(jié)省了人力物力，并 且高效的完成了瀝青混合料的自動(dòng)檢測(cè)，降低了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的成本；并且 由于整個(gè)檢測(cè)過(guò)程人為參與的因素減少，從而有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于人 員的判斷差異而引起的誤差，提高了檢測(cè)精度。此外，本專(zhuān)利技術(shù)由于無(wú)需笨重的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，從而應(yīng)用靈活，可隨 時(shí)隨地進(jìn)行直接檢測(cè)，并且可實(shí)時(shí)對(duì)瀝青混合料拌和設(shè)備生產(chǎn)出的瀝青混合 料取樣壓實(shí)后進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果作為瀝青混合料制造設(shè)備的反饋信 息即時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)，進(jìn)一步保證了瀝青混合料級(jí)配的優(yōu)化和成品的質(zhì)量。另外，本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)，可以將采集圖像、圖像處理過(guò)程中的大 量的中間處理圖像以及瀝青混合料各組成成分的各種相關(guān)信息進(jìn)行保存，從 而可以為觀察瀝青混合料在某種配給方案下在該地區(qū)的使用狀況，可以提供 大量有效的數(shù)據(jù)及圖像處理結(jié)果信息，為后續(xù)的使用和配給方案理論及標(biāo)準(zhǔn) 的修訂提供了寶貴的技術(shù)資料。最后，本專(zhuān)利技術(shù)還為瀝青混合料體積組成特性的自動(dòng)檢測(cè)提出了一種新的 思路和方式，為正在研究的更加合理的瀝青混合料的試件制作方法提供了科 學(xué)的參考價(jià)值。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中瀝青混合料的檢測(cè)方法的示例性流程圖；圖2(a)為圖1所示方法實(shí)施例中的一個(gè)采集圖像；圖2(b)為圖1所示方法實(shí)施例中的又一個(gè)采集圖像；圖3為圖1所示方法實(shí)施例中均值濾波的模板；圖4為圖1所示方法實(shí)施例中高通濾波的模板；圖5為圖1所示方法實(shí)施例中高頻加強(qiáng)濾波的模板；圖6(a)為對(duì)圖2(a)所示采集圖像進(jìn)行圖像分割后得到的瀝青混合料中空 隙、瀝青和集料的比例示意圖；圖6(b)為對(duì)圖2(b)所示采集圖像進(jìn)行圖像分割后得到的瀝青混合料中空 隙、瀝青和集料的比例示意圖；圖7為圖1所示方法實(shí)施例中拉普拉斯(Laplace)算子的模板；圖8(a)為圖1所示方法實(shí)施例中四連通鏈碼的示意圖8(b)為圖1所示方法實(shí)施例中八連通鏈碼的示意圖；圖9(a)為對(duì)圖2(a)所示采集圖像的集料二值圖像進(jìn)行特征提取后，得到 的各粒徑集料顆粒的比例示意圖；圖9(b)為對(duì)圖2(b)所示采集圖像的集料二值圖像進(jìn)行特征提取后，得到 的各粒徑集料顆粒的比例示意圖；圖10為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中瀝青混合料的檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為使本專(zhuān)利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和 附圖，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本專(zhuān)利技術(shù)的基本思想是對(duì)瀝青混合料進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到釆集圖像；對(duì) 采集圖像進(jìn)行圖像處理，得到瀝青混合料各組成成分的含量。其中，瀝青混 合料各組成成分的含量具體包括瀝青混合料中瀝青、空隙和集料的體積組 成，以及集料中各粒徑集料顆粒的體積組成，并且組成關(guān)系可以用三維圖形 顯示。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，對(duì)瀝青混合料的數(shù)據(jù)采集可通過(guò)數(shù)碼相本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種瀝青混合料的檢測(cè)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：Ａ、采集瀝青混合料的圖像，得到采集圖像；Ｂ、對(duì)采集圖像進(jìn)行圖像處理，得到瀝青混合料各組成成分的含量。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫朝云，沙愛(ài)民，姚秋玲，張惠玲，王超凡，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：長(zhǎng)安大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：87[中國(guó)|西安]