[发明专利]一种精密形态检测系统及检测方法

说明书

本发明提供了一种精密形态检测系统和检测方法：1)通过电机驱动模块带动光源载物台平移，使得相机位于被拍摄的颗粒正上方；2)相机拍摄颗粒的图片并将图片输送到图像采集模块中，获得颗粒的外轮廓；3)使用线性轮廓扫描仪从正上方扫描颗粒，同时电机驱动模块驱动步进电机工作，获得颗粒的高度轮廓；4)计算机中的棱角性测量模块利用拟合椭圆法、外接圆法和外接多边形法对颗粒外轮廓和高度轮廓的数据进行运算，分别求出颗粒的二维棱角性；5)针片状测量模块利用颗粒外轮廓得出颗粒的针片状；扁平度测量模块利用颗粒外轮廓和高度轮廓得出颗粒的扁平度。从而同时快速的测量颗粒棱角性、针片状和扁平度，提高了颗粒棱角性的测量精度。

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地涉及一种精密形态检测系统和检测方法。

背景技术

目前，颗粒棱角性的二维测量是采用图像法，经过图像滤波、图像二值化及图像填充等图像形态学处理得到颗粒的外边界轮廓，再通过相关的二维棱角性表征方法来表征颗粒的棱角性，目前二维棱角性测量方法有：图像侵蚀-膨胀法得出表面参数值越大，则棱角性越大；轮廓半径的傅里叶级数法得出轮廓半径R(θ)可以用傅里叶级数展开，颗粒棱角性与其棱角显著指标a_r成正比；采用数字图像处理技术提出了粗集料半径法棱角性指数和梯度法棱角性指数的计算公式；采用颗粒周长法和分形几何法的集料棱角性的评价方法。以上所述方法虽可以表征颗粒的二维棱角性，但是只考虑了颗粒外轮廓的棱角性，因此与颗粒整体的棱角性有很大的差异。本发明采用线性轮廓扫描仪可以得到颗粒的高度轮廓，通过步进电机是颗粒可以来回运动，从而得到颗粒的整个上表面的高度轮廓，然后通过棱角性算法可以得出颗粒的上表面棱角性，因此添加线性轮廓扫描仪测量棱角性可以提高颗粒二维棱角性的精度。而且该系统还可以同时测量颗粒的针片状和扁平度，形成了颗粒形态检测系统。然后根据拟合椭圆法、外接圆法和外接多边形法等3种算法对轮廓数据进行运算，分别求出颗粒的二维棱角性。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提出一种精密形态检测系统和检测方法，可同时快速的测量颗粒棱角性、针片状和扁平度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种精密形态检测系统，包括：相机、线性轮廓扫描仪、控制器、步进电机、光源载物台、螺旋杆、限位开关；

所述相机、线性轮廓扫描仪分别设置在光源载物台的上方，所述螺旋杆于光源载物台相连，所述步进电机带动螺旋杆转动使得光源载物台沿着螺旋杆的长度方向平移；所述限位开关沿着螺旋杆的长度方向设置在光源载物台的两侧，用于限制光源载物台的移动位移；

所述控制器用于设置线性轮廓扫描仪的参数，所述线性轮廓扫描仪与计算机中的轮廓采集模块相连，相机与计算机中的图像采集模块相连，所述步进电机与计算机中的电机驱动模块相连。

本发明还提供了一种使用上述的精密形态检测系统进行精密形态检测的方法，包括如下步骤：

1)通过电机驱动模块驱动螺旋杆转动，带动光源载物台平移，使得相机位于被拍摄的颗粒正上方；

2)相机拍摄颗粒的图片并将图片输送到图像采集模块中，进行图像处理，获得颗粒的外轮廓；

3)使用线性轮廓扫描仪从正上方扫描颗粒，同时电机驱动模块驱动步进电机工作，使得线性轮廓扫描仪完整扫描整个颗粒获得颗粒的高度轮廓；

4)计算机中的棱角性测量模块利用拟合椭圆法、外接圆法和外接多边形法对颗粒外轮廓和高度轮廓的数据进行运算，分别求出颗粒的二维棱角性；

5)计算机中针片状测量模块利用颗粒外轮廓得出颗粒的针片状；计算机中的扁平度测量模块利用颗粒外轮廓和高度轮廓得出颗粒的扁平度。

在一较佳实施例中：步骤2中，所述图像处理包括图像滤波、图像二值化、图像填充以及图像轮廓提取。