[发明专利]一种石料级配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石料级配方法，属于工程施工领域。

背景技术

随着国民经济和科学技术的迅速发展，特别是当今基础建设的高速发展，在许多领域出现了越来越多与碎石颗粒密切相关的技术问题，诸如，碎石颗粒的尺寸和形状分布将决定着它们的使用性能。碎石颗粒在人们的生活和生产中非常重要，无论作为生产过程中的原料，还是作为生产过程中的中间或最终产品，往往对其尺寸大小及分布情况均有着严格的要求，以保证其使用性能和质量。

碎石块度的测量一直是人们关注的问题，传统的手工测量方法很难适应于连续机械化生产的需要。费时的手工测量或筛分测量不能实时给出运输带上碎石颗粒的尺寸及形状分析结果，从而不能给出自动控制需要的信息，不能高效地级配出满意的各种碎石料。优化机械生产的主要指标因素之一是碎石料尺寸及形状的分布，这就要求人们采用现代科技手段能及时地掌握在生产过程中的碎石料尺寸及形状的分布情况等信息，以便及时地调整机械生产设备，使之生产出符合要求的碎石料。传统的石料级配控制是一个开环系统，采用分段作业的方法，将各级别石料分批称重后再混合，缺乏对混合石料配比实时有效的检测和控制手段，不能保证石料级配的准确性，从而严重影响了石料级配的质量和效率。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种石料级配方法，能实时给出运输带上碎石颗粒的尺寸分析结果，从而给出自动控制需要的信息，高效地级配出满意的各种石料。

本发明是以如下技术方案实现的：一种石料级配方法，首先对级配后充分混合的碎石图像进行同步采集，然后对图像信息进行预处理，再提取处理后图像的边界信息，最后利用形态重建和分水岭变换分割每块碎石的区域，根据每块碎石的投影面积算出各级别碎石比例，与级配设定值进行比较后反馈给控制器，经过计算调整对应级别的漏斗槽阀门开度的大小，达到闭环控制的目的。具体包括以下步骤：

a、各级别碎石料经皮带传输至搅拌箱均匀混合后再传至图像采集皮带；

b、在图像采集皮带上方设置摄像头，采集碎石颗粒的图像信息，采集过程中依据皮带传输速度确定采样间隔时间；

c、对采集到的图像信息进行高斯滤波处理，滤除干扰信息获得预处理图像；

d、对预处理图像进行高阈值二值化处理后图像与预处理图像的Sobel算子边缘检测图像求“或”后，再与对预处理图像进行低阈值二值化处理后图像求“与”得到边界信息二值图像；

e、对边界信息二值图像进行关系为1：1的距离变换得到距离灰度图像；

f、对距离灰度图像进行形态重建h顶变换，提取到极大值区域并在距离灰度图像标注后得到二次距离灰度图像，然后由二次距离灰度图像进行分水岭变换后得到的分水岭分割图与边界信息二值图像求“与”得到标识图像；

g、根据标识图像中每块碎石所占的像素个数计算各级别碎石比例并与设定比例进行比较反馈给控制器，调整相应级别的漏斗槽阀门开度的大小，达到闭环控制的目的。

本发明的有益效果是：采用单只摄像头在皮带传输过程中实现了对碎石料级配比的检测，同时把级配比信息反馈给控制器，经计算调整相应级别的漏斗槽阀门开度的大小，达到闭环控制的目的，以适应于连续机械化生产的需要，改变了传统石料级配分段作业的方法，使石料级配能够连续作业，提高了工作的效率，节约了生产成本。

附图说明

图1是本发明石料级配工艺示意图。

图2是碎石颗粒的图像。

图3是预处理图像。

图4是高阈值二值化图像。

图5是边缘检测图像。

图6是低阈值二值化图像。

图7是边界信息二值图像

图8是距离灰度图像。

图9是种子图像。

图10是二次距离灰度图像。

图11是分水岭分割图像。

图12是标识图像。

图中：1：石料，2：漏斗槽，3：步进电机，4：阀门，5：皮带 6：搅拌箱，7：图像采集皮带，8：摄像头，9：电脑控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。