[发明专利]基于图像处理技术分析机制砂颗粒形状的测试方法及装置

权利要求书

1.一种基于图像处理技术的的机制砂颗粒形状测量方法，其特征在于：具体包括以下步骤，

(1)取样：从料堆上均匀取样；

(2)制样：烘干样品，直至恒重再将样品进行筛分，分别收集1.18-2.36mm和2.36-4.75mm粒径范围的机制砂颗粒；对所收集的机制砂颗粒进行水洗，除去其表面吸附的细粉，最后，对水洗后的样品烘干，制样完成，待测量；

(3)图像采集：将机制砂颗粒直线排列在LED灯板上，使用数码相机逆光法拍摄采集颗粒主视图和俯视图；

(4)图像处理：使用Matlab软件对采集到的图像进行处理，计算获得包括颗粒面投影面积、投影周长和颗粒长、宽、高在内的尺寸信息。

2.如权利要求1所述的一种基于图像处理技术的的机制砂颗粒形状测量方法，其特征在于：第一步，取样前，先将取样部分表面铲除，然后从不同部位随机抽取大致等量的机制砂8份，组成一组样品。

3.如权利要求1所述的一种基于图像处理技术的的机制砂颗粒形状测量方法，其特征在于：第四步；图像预处理：计算机处理图像提取信息直接调用Matlab函数库中graythresh函数计算采集图像的灰度值，再调用im2bw函数对图像进行分割，使目标颗粒灰度值为0，背景灰度为1，然后调用medfilt2函数对图像进行中值滤波，以清除图像中的噪点，之后调用bwareaopen函数消除图像中的非目标对象，最后调用imfill函数消除目标对象区域中可能因光学反射产生的亮点，使目标区域成为完整的连通体。

4.如权利要求1或3所述的一种基于图像处理技术的的机制砂颗粒形状测量方法，其特征在于：定义颗粒圆形度R、长宽比E、宽高比F和球形度S的颗粒形状描述指标，其计算公式如下：

式中，R表示颗粒圆形度，A表示颗粒投影面积；

式中，E表示颗粒长宽比，length表示颗粒长度，width表示颗粒宽度；

d₁＝x_max-x_min

俯视图中，d₁是颗粒在水平方向上的投影长度，颗粒在水平方向投影的最大坐标值x_max，最小坐标值为x_min

式中，F表示颗粒宽高比，width表示颗粒宽度，thickness表示颗粒高度；

h＝y_max-y_min

主视图中，h为颗粒在竖直方向上的投影长度，颗粒在竖直方向投影的最大坐标值y_max，最小坐标值为y_min

d₂＝x_max-x_min

主视图中，d₂为颗粒在水平方向上的投影长度，颗粒在水平方向投影的最大坐标值x_max，最小坐标值为x_min；

式中，RST是用于将主视图长度规划化到主视图中的比例系数，thickness'＝RST×h

thickness’即为在俯视图长度比例下，颗粒的名义高度；

S表示球形度。

5.一种基于图像处理技术的机制砂颗粒形状测量方法的装置，其特征在于：所述转置包括数码相机(1)、数码相机(2)、LED灯板(3)、LED灯板(4)和支架(5)，所述LED灯板(3)与LED灯板(4)垂直连接；所述LED灯板(3)水平放置，LED灯板(4)竖直放置，所述LED灯板(3)与LED灯板(4)的边缘相接处用螺丝固定，所述数码相机(1)固定在支架(5)上部，所述数码相机(1)垂直于水平LED灯板(3)，所述数码相机(1)距离LED灯板(3)30cm，所述数码相机(2)固定在支架(5)下部，所述数码相机(2)垂直于竖直LED灯板(4)，所述数码相机(2)距离LED灯板(4)30cm。