[发明专利]一种骨料在线监测装置

权利要求书

1.一种骨料在线检测装置，其特征在于：包括取样模块、进样模块、分散模块、图像采集分析模块；该取样模块设置于进料输送带上，以预设的频率进行取样，并送至进样模块，经分散模块到达图像分析模块的图像采集区，图像采集区分析模块对采集的图像进行特征提取，获取骨料的参数。

2.根据权利要求1所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该取样模块包括取样装置，该取样装置为自动取样机械手，该取样装置设置在进料输送带的上方，且以预设的频率取样，将骨料放入进样模块。

3.根据权利要求2所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该自动取样机械手包括机械平台和机械手臂，该机械手臂的一端和机械平台的上沿连接，且通过该机械手臂将骨料放入进样模块。

4.根据权利要求1所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该进样模块还包括进料漏斗，该进料漏斗设置于进料输送带的上方，该进料输送带的运动方向朝向分散模块。

5.根据权利要求4所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该进料漏斗通过高度调节机构设置进料漏斗与进料输送带的距离；该进料输送带通过第一速度调节器控制进料输送带的传送速度。

6.根据权利要求1所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该分散模块包括单层分拣板、出料传感器和分散输送带，该单层分拣板位于进料输送带上方且垂直地面设置；该出料传感器设置在进料输送带的末端；该分散输送带设置在进料输送带下方，该分散输送带与该进料输送带上下对齐，且该进料输送带的传送速度慢于该分散输送带的传送速度。

7.根据权利要求6所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该分散输送带通过步进电机控制分散输送带的运动速度。

8.根据权利要求1所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该图像采集分析模块包括载物料盘、背光源、工业相机和主机，该工业相机安装在分散输送带上方，该背光源设于分散输送带的上方，该载物料盘设于背光源的上方；该载物料盘采用透光良好的玻璃板，该工业相机通过高度调节机构调节与载物料盘的距离。

9.根据权利要求8所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该主机与出料传感器相连接，通过输出信号来控制分散输送带运动；该主机与用于驱动分散传送带的步进电机相连接，通过输出信号控制步进电机的速度；该主机与工业相机相连接，设置工业相机的曝光时间、采集频率；该主机与背光源相连接，调节背光源的亮度；

该主机包括参数设置模块、图像实时显示模块、图像处理与几何特征分析模块、骨料粒度和粒形分布结果显示模块。

10.根据权利要求1所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该图像采集分析模块先对采集到的单张图像进行预处理，再对经过预处理的图像进行图像的特征提取，最后对图像特征提取后的图像采用标准小球法标定骨料的尺寸。

11.根据权利要求10所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该预处理包括灰度化和图像滤波。

12.根据权利要求10所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该对经过预处理的图像进行图像的特征提取包括：

对预处理后的骨料图像进行基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法进行阈值分割处理；

对阈值分割处理后的骨料图像进行迭代的形态学腐蚀操作以分离图像中相接触的颗粒；

对形态学腐蚀操作后的骨料图像进行凹点检测分割算法以分离粘连颗粒，该算法首先要找到凹点，然后分离粘连颗粒。

13.根据权利要求10所述的骨料在线检测装置，其特征在于：该图像特征提取后的图像采用标准小球法标定骨料的尺寸，具体为：

在相同的图像采集环境下，对若干个直径已知的标准小球进行采集图像；

小球图像经过图像处理处理后，计算获取图像中每个小球的像素面积值；

将每个小球的真实面积值与图像中的像素面积值进行比较，比值的平均值作为系统的标定系数。

14.根据权利要求10所述的骨料在线检测装置，其特征在于：在对骨料图像进行特征提取之前还包括：

对边界处不完整的颗粒去除，采用面积周长比小于1判断是否为边界颗粒的条件，将边界颗粒从轮廓中去除；

在图像采集过程中，每个颗粒可能被拍到1、2次，使用不变矩对骨料进行重复识别。

15.根据权利要求13所述的骨料在线检测装置，其特征在于:在对骨料进行图像标定后，根据骨料图像中每个颗粒的几何特征，分析计算出骨料的粒度统计信息和粒形分布信息，并显示人机界面上。