專利名稱：一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
混凝土，又稱為“砼”，是由膠凝材料，骨料，7JC，以及必要時加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實成型，養(yǎng)護硬化而成的一種人工石材。除了材質(zhì)、配比外，材料混合的均勻性對混凝土的性能有極大的影響。一般，將各種材料加入至混凝土攪拌站中，由混凝土攪拌站進行攪拌后，通過控制出砼門實現(xiàn)成品卸料。目前，大部分混凝土攪拌站的成品均勻性控制都是依靠設(shè)置的攪拌時間，即在上位機監(jiān)控界面設(shè)置其參數(shù)，下位機程序依據(jù)其參數(shù)執(zhí)行命令，當設(shè)置的攪拌時間一到，確定成品已均勻，控制出砼門打開，開始卸料。這樣，單純依靠設(shè)置的攪拌時間來控制成品均勻性的方式，不能保證混凝土攪拌站中單盤料的均勻性。有時為了進一步保證成品的均勻性，操作員依靠人眼等傳統(tǒng)方式對混凝土攪拌站的主機內(nèi)的物料進行識別，這樣，不僅浪費了時間，不能保證生產(chǎn)效率，并且，人眼識別不精準，不能保證其是否均勻，安全性也低。可見，現(xiàn)有的混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能得不到有效保證，還需提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法、裝置及系統(tǒng)，用以提高混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性。本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法，包括采集所述混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本；對所述圖像樣本進行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域；根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性；當確定所述混凝土達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站攪拌控制的裝置，包括采集設(shè)備，用于采集所述混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本；圖像處理設(shè)備，用于對所述圖像樣本進行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域；均勻性處理設(shè)備，用于所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性；發(fā)送設(shè)備，用于當確定所述混凝土達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站攪拌控制的系統(tǒng)，包括
上位控制裝置，用于采集所述混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本，對所述圖像樣本進行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域，根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性，當確定所述混凝土達到設(shè)定均勻度時，向下位控制裝置發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令；下位控制裝置，用于接收所述上位控制裝置發(fā)送的第一指令，根據(jù)所述第一指令，停止攪拌控制，控制出砼門打開進行卸料。本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站，包括上述的混凝土攪拌站攪拌控制的系統(tǒng)。
本發(fā)明中，上位控制裝置采集混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本后，通過圖像處理，確定與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域，然后根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性，當確定混凝土達到設(shè)定均勻度時，可向下位控制裝置發(fā)送第一指令，指示下位控制裝置停止攪拌控制，控制出砼門打開進行卸料。可見，該混凝土攪拌站中，只有當通過圖像處理，確定混凝土攪拌達到設(shè)定均勻度后，才能進行卸料，這樣，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能。


圖I為本發(fā)明實施例中混凝土攪拌站攪拌控制的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例中混凝土攪拌站攪拌控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實施例中混凝土攪拌站攪拌控制系統(tǒng)的架構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明具體實施例中混凝土攪拌站攪拌控制系統(tǒng)的架構(gòu)圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例中，混凝土攪拌站采用自動化控制的架構(gòu)，分為過程控制級和現(xiàn)場控制級兩層控制，兩層之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通信。在過程控制級控制層面，上位控制裝置通過安裝在混凝土攪拌站的主機內(nèi)的圖像采集設(shè)備獲取主機內(nèi)混凝土的圖像樣本，然后通過圖像處理，判斷主機內(nèi)混凝土的均勻性，當確定混凝土達到設(shè)定均勻度時，向現(xiàn)場控制級層面的下位控制裝置發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。而當確定混凝土未達到設(shè)定均勻度時，則向現(xiàn)場控制級層面的下位控制裝置發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。這樣，下位控制裝置接收到第一指令后，停止攪拌并控制出砼門打開進行卸料，而接收到第二指令后，則需執(zhí)行繼續(xù)攪拌直至混凝土攪拌均勻，從而提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能?？梢?，本發(fā)明實施例中，混凝土的均勻性由上位控制裝置來判斷，是否繼續(xù)攪拌也由上位控制裝置來指令，因此，參見圖1，本發(fā)明實施例中，混凝土攪拌站的攪拌控制的具體過程包括步驟101 :采集混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本。本發(fā)明實施例中，可在混凝土攪拌站的主機內(nèi)安裝圖像采集設(shè)備，例如高清晰的攝像頭，該攝像頭與上位控制裝置連接，從而，上位控制裝置可通過圖像采集設(shè)備采集到混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本。上位控制裝置可實時采集到主機內(nèi)混凝土的相關(guān)圖像，即上位控制裝置獲得多幀圖像，從中選擇任意一幀圖像確定為主機內(nèi)混凝土的圖像樣本。或者，上位控制裝置只采集一幀圖像將其確定為主機內(nèi)混凝土的圖像樣本。步驟102 :對采集到的圖像樣本進行圖像處理，確定與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域?；炷猎诓煌叨葘用嫔峡梢钥醋魇恰胺稚⑾?連續(xù)相”的組合，即砂漿和骨料組成的二相材料。因此，對圖像進行二值化處理，通過灰度或色度的變化在數(shù)字圖像中的準確體現(xiàn)，將骨料和砂漿直接以黑白區(qū)分，即可確定與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域，以及與沙漿對應(yīng)的第二像素區(qū)域。即對圖像樣本進行灰度化處理后，將每個像素點的灰度值與設(shè)定的第一閾值區(qū)域進行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果，確定與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域。具體過程包括對圖像樣本進行灰度化處理，然后，將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點確定為第一像素點。例如若當前像素點的灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)時，將當前像素點確定為黑點，否則，將當前像素點確定為白點，即第一像素點為黑點。當然，也可將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點確定為白點，此時第一像素點為白點，具體就不再累述了。—般而言，骨料的灰度值主要分布在55 100之間，砂衆(zhòng)灰度值主要分布在140 170，因此，可將第一閾值區(qū)域設(shè)定為55 100。這樣具體可利用MATLAB提供的二值化函數(shù)，確定每個像素點的灰度值后，判斷每個像素點的灰度值是否在55 100之中，若在，則確定該像素點與骨料對應(yīng)，應(yīng)為第一像素點，這里為黑點，否則確定該像素點與砂漿對應(yīng)，應(yīng)為白點。由于采集的圖像樣板中可能有很多的數(shù)字噪聲，不能很好地反映混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的真實原貌，因此，還需進行噪聲濾波處理。而進行噪聲濾波處理后，將相互連通的第一像素點的集合確定為與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域，而二值化后圖像中其他的區(qū)域則為與沙漿對應(yīng)的第二像素區(qū)域。這里，可將相互連通的且為黑色的像素點的集合確定為與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域，而其他的白色的像素點的集合確定為與沙漿對應(yīng)的第二像素區(qū)域。這樣，圖像樣本經(jīng)由灰度化、圖像二值化、噪聲濾波處理后，便可真實客觀地反應(yīng)混凝土內(nèi)部骨料、砂漿的分布情況，勾勒出兩者的邊界輪廓。即確定與骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域，以及與砂漿對應(yīng)的第二像素區(qū)域。步驟103 :根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定混凝土的均勻性，即根據(jù)相鄰獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，判斷混凝土是否達到設(shè)定均勻度？若確定混凝土達到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟104，否則，執(zhí)行步驟105。已經(jīng)在數(shù)字圖像中勾勒出混凝土內(nèi)部骨料與砂漿兩者的分布情況，但是，每個第一像素區(qū)中還包括多個獨立的骨料像素區(qū)域，因此，這里，先對第一像素區(qū)域進行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。即將第一像素區(qū)域分割層多個獨立骨料像素區(qū)域，并獲得每個獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。
已經(jīng)勾勒出的混凝土內(nèi)部骨料與砂漿實際上許多獨立骨料的邊緣在圖像上是相互連通的，因此，第一像素區(qū)域中可能包括一個，兩個，或多個獨立的骨料像素區(qū)域，須將第一像素區(qū)域進行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中各獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。本發(fā)明實施例中，采用基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)分析的流域分割算法對第一像素區(qū)域進行分割。其中，流域分割算法的基本原理可以歸結(jié)為以區(qū)域增長的方式尋求圖像流域分界線的問題，它是以各流域的局部極小點或局部標記點在其影響域內(nèi)完成增長。將流域算法應(yīng)用到第一像素區(qū)域中的骨料像素區(qū)域分割中，可以將相鄰的骨料像素區(qū)域斷開，并且斷開后的骨料像素區(qū)域形狀基本保持不變。即可采用流域分割算法對對第一像素區(qū)域進行分割處理，將第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點區(qū)域確定為獨立骨料像素區(qū)域；根據(jù)獨立骨料像素區(qū)域中每個像素點的位置信息，獲得第一像素區(qū)域中每個獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。本發(fā)明實施例中，可對每個第一像素區(qū)域進行分割處理，也可只對其中設(shè)定個數(shù)的第一像素區(qū)域進行分割處理。具體地骨料重心位置信息的確定方法是在二值圖像上，采用流域分割算法對第一像素區(qū)域進行分割處理后，每一組相互連通的像素屬于同一骨料像素區(qū)域，每一個完整閉合的邊界對應(yīng)一個獨立骨料像素區(qū)域。對不同的骨料像素區(qū)域賦予不同的編號，同時通過該骨料像素區(qū)域所包含的像素點的位置信息可以確定該骨料的重心位置信息，這里，為位置坐標。例如該骨料對應(yīng)的像素數(shù)為n,每個像素點對應(yīng)的坐標為(Xi, Yi),其中，i = O、
1、一一、或n。然后，對所有的橫坐標和縱坐標求平均值，便可得骨料像素區(qū)域的重心位置坐標。然后，根據(jù)獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，具體可以根據(jù)相鄰兩個獨立骨料像素區(qū)域的重心坐標，通過兩點之間的距離公式來獲得相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值。然后，將第一距離值與設(shè)定的半徑值進行比較，若第一距離值都小于該半徑值，則確定混凝土達到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟104，否則，確定混凝土未達到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟105。這里，可計算獲得所有相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離值，即獲得每個第一距離值，然后將每個第一距離值與設(shè)定的半徑值進行比較，若每個第一距離值都小于該半徑值，則確定混凝土達到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟104，否則，確定混凝土未達到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟105。本發(fā)明實施例中，還可只獲得設(shè)定個數(shù)的相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離值，即獲得設(shè)定個數(shù)的第一距離值，然后根據(jù)這些第一距離值確定混凝土是否達到設(shè)定均勻度。例如有100個獨立骨料像素區(qū)域，那么可任一計算其中90個獨立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，若這些第一距離值都小于該半徑值，則確定混凝土達到設(shè)定均勻度，否貝U，確定混凝土未達到設(shè)定均勻度。因此，本發(fā)明實施例中還可按照設(shè)定的比例，獲取相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，然后，在根據(jù)這些第一距離值，確定混凝土是否達到設(shè)定均勻度?；蛘?，本發(fā)明實施例中可獲得所有相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，然后按照設(shè)定的比例，將設(shè)定個數(shù)的第一距離值與設(shè)定的半徑值進行比較，若都小于則確定混凝土達到設(shè)定均勻度，否則，確定混凝土未達到設(shè)定均勻度?；蛘?，本發(fā)明實施例將計算出的每個第一距離值與設(shè)定的半徑值進行比較，若設(shè)定比例的第一距離值小于設(shè)定的半徑值，確定混凝土達到設(shè)定均勻度，否則，確定混凝土未達到設(shè)定均勻度。當然，還具體可以搜索各獨立骨料像素區(qū)域的重心，以各獨立骨料像素區(qū)域的重心為基準點，定義一個半徑值，若獨立骨料像素區(qū)域之間的距離在定義的半徑值之內(nèi)，則可判定為混凝土達到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟104，反之則判定為混凝土未達到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟105。步驟104 :發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。由于上位控制裝置已經(jīng)確定了混凝土達到設(shè)定均勻度，因此，可通過工業(yè)以太網(wǎng)向下位控制裝置發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令，由下位控制裝置停止攪拌控制，并控制出砼門打開進行卸料。步驟105 :發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。 由于上位控制裝置已經(jīng)確定了混凝土未達到設(shè)定均勻度，需要進行進行攪拌，因此，可通過工業(yè)以太網(wǎng)向下位控制裝置發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令，由下位控制裝置繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制。通過上述過程，上位控制裝置可對混凝土攪拌站的攪拌進行控制，由于上位控制裝置可實時采集到主機內(nèi)混凝土的相關(guān)圖像，可實時判斷主機內(nèi)混凝土的均勻性，從而，下位控制裝置接收到第二指令后，繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制，直至接收到到第一指令后，才停止攪拌，控制出砼門打開進行卸料。這樣，提高混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能。由于，混凝土攪拌站采用自動化控制的架構(gòu)，因此，當混凝土攪拌站各種原料已輸入，下位控制裝置執(zhí)行攪拌控制前，可向上位控制裝置發(fā)送進行圖像識別處理的第三指令，這樣，上位控制裝置開始進行上述的混凝土攪拌站攪拌控制過程。當然，在攪拌的運行過程中，上位控制裝置也一直在運行混凝土攪拌站攪拌控制過程。根據(jù)上述混凝土攪拌站攪拌控制的過程，可構(gòu)建一種混凝土攪拌站攪拌控制的裝置，應(yīng)用于上位控制裝置中，具體參見圖2，包括采集設(shè)備210、圖像處理設(shè)備220、均勻性處理設(shè)備230、以及發(fā)送設(shè)備240。其中，采集設(shè)備210，用于采集混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本。圖像處理設(shè)備220，用于對圖像樣本進行圖像處理，確定與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域。均勻性處理設(shè)備230，用于根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定混凝土的均勻性。發(fā)送設(shè)備240，用于當確定混凝土達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。當然，發(fā)送設(shè)備240，還用于當確定混凝土未達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。該裝置還可包括接收設(shè)備，用于接收進行圖像識別處理的第三指令。由于圖像樣本經(jīng)由灰度化、圖像二值化、噪聲濾波處理后，便可真實客觀地反應(yīng)混凝土內(nèi)部骨料、砂漿的分布情況，勾勒出兩者的邊界輪廓。因此，圖像處理設(shè)備220，具體用于對圖像樣本進行灰度化處理后，將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點確定為第一像素點，進行噪聲濾波處理后，將相互連通的第一像素點的集合確定為與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域。而均勻性處理設(shè)備230，具體用于對第一像素區(qū)域進行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，根據(jù)獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，將第一距離值與設(shè)定的半徑值進行比較，若第一距離值都小于半徑值，則確定混凝土達到設(shè)定均勻度，否則，確定混凝土未達到設(shè)定均勻度。
進一步，均勻性處理設(shè)備230，具體用于采用流域分割算法對對所述第一像素區(qū)域進行分割處理，將第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點區(qū)域確定為獨立骨料像素區(qū)域，根據(jù)獨立骨料像素區(qū)域中像素點的位置信息，獲得第一像素區(qū)域中獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。本發(fā)明實施例中，混凝土攪拌站攪拌控制系統(tǒng)分為兩層控制，兩層之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通信，參見圖3，該控制系統(tǒng)包括上位控制裝置100和下位控制裝置200，其中，上位控制裝置100，用于采集混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本，對圖像樣本進行圖像處理，確定與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域，根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定混凝土的均勻性，當確定混凝土達到設(shè)定均勻度時，向下位控制裝置200發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。下位控制裝置200，用于接收上位控制裝置100發(fā)送的第一指令，并根據(jù)第一指令，停止攪拌控制，控制出砼門打開進行卸料。當然，上位控制裝置100，還用于當確定所述混凝土未達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令，而下位控制裝置200，還用于接收所述上位控制裝置發(fā)送的第二指令，根據(jù)所述第二指令，繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制。本發(fā)明實施例中，上位控制裝置100，還用于接收下位控制裝置200發(fā)送的進行圖像識別處理的第三指令。上位控制裝置100，具體用于對圖像樣本進行灰度化處理，將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點確定為第一像素點，進行噪聲濾波處理后，將相互連通的第一像素點的集合確定為與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域。上位控制裝置100，具體用于對第一像素區(qū)域進行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，根據(jù)獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，將第一距離值與設(shè)定的半徑值進行比較，若第一距離值都小于半徑值，則確定混凝土達到設(shè)定均勻度，否則，確定混凝土未達到設(shè)定均勻度。進一步，該上位控制裝置，具體用于采用流域分割算法對對所述第一像素區(qū)域進行分割處理，將第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點區(qū)域確定為獨立骨料像素區(qū)域，根據(jù)獨立骨料像素區(qū)域中像素點的位置信息，獲得第一像素區(qū)域中獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實施例作進一步詳細描述。本實施例中，上位控制裝置為圖像識別服務(wù)器，下位控制裝置為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),具體的控制系統(tǒng)交夠如圖4所示，圖像識別服務(wù)器410與PLC420通過工業(yè)以太網(wǎng)進行通信，而PLC420則分別控制出砼門控制器430，以及攪拌裝置控制器440。這樣，當混凝土攪拌站中添加完各種原料后，PLC420向圖像識別服務(wù)器410發(fā)送第三指令a，圖像識別服務(wù)器410接收到第三指令a后，開始通過案子在主機內(nèi)的圖像采集設(shè)備采集主機內(nèi)混凝土的圖像樣本，然后對該圖像樣板進行圖像處理，確定與混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域，并根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定混凝土的均勻性，具體的混凝土均勻性判斷過程如上述實施例一致，不再累述了。最后，當圖像識別服務(wù)器410確定混凝土達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送第二指令b給PLC420，而當圖像識別服務(wù)器410確定混凝土未達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送第一指令c給PLC420。圖像識別服務(wù)器410與PLC420 之間的信令的相關(guān)功能如表I所示
指令源地址目的地址執(zhí)行功能
第三指令a PLC 圖像識別服觸發(fā)上位機圖像識
務(wù)器別處理
第二指令b圖像識別服 PLC返回程序，繼續(xù)攪拌
務(wù)器
第一指令c圖像識別服 PLC停止攪拌，自動下料
務(wù)器表I這樣，當PLC420接收到第二指令b時，則繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制，即繼續(xù)給攪拌裝置控制器440發(fā)送攪拌信號，進行攪拌。而當PLC420接收到第一指令c時，則停止攪拌，自動下料，即發(fā)送給攪拌裝置控制器440停止信號，停止攪拌，并向出砼門控制器430發(fā)送啟動信號，驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)和出砼門的動作，對出砼門位置進行調(diào)整，從而實現(xiàn)自動出料。本發(fā)明實施例中，混凝土攪拌站的自動化控制系統(tǒng)中引入了圖像識別及處理技術(shù)，即混凝土攪拌站的上位控制裝置采集混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本后，通過圖像識別和處理技術(shù)，確定混凝土內(nèi)部骨料、砂漿的分布情況，從而判斷混凝土混合的均勻性，并將其作為控制混凝土攪拌站攪拌的條件，這樣，能夠提高混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能。并且，采用自動化的混凝土均勻性判斷，避免了操作人員人工查看物料的工序，提高了生成效率，也提高了生成安全性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法，其特征在于，包括 采集所述混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本； 對所述圖像樣本進行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域；根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性； 當確定所述混凝土達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括 當確定所述混凝土未達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述采集所述混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本之前，還包括 接收進行圖像識別處理的第三指令。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述對所述圖像樣本進行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域包括 對所述圖像樣本進行灰度化處理； 將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點確定為第一像素點； 進行噪聲濾波處理后，將相互連通的所述第一像素點的集合確定為與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性包括 對所述第一像素區(qū)域進行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息； 根據(jù)所述獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值； 將獲得的第一距離值與設(shè)定的半徑值進行比較，若所述第一距離值都小于所述半徑值，則確定所述混凝土達到設(shè)定均勻度，否則，確定所述混凝土未達到設(shè)定均勻度。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述對所述第一像素區(qū)域進行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息包括 采用流域分割算法對所述第一像素區(qū)域進行分割處理，將所述第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點區(qū)域確定為獨立骨料像素區(qū)域； 根據(jù)所述獨立骨料像素區(qū)域中像素點的位置信息，獲得所述第一像素區(qū)域中所述獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。
7.一種混凝土攪拌站攪拌控制的裝置，其特征在于，包括 采集設(shè)備，用于采集所述混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本； 圖像處理設(shè)備，用于對所述圖像樣本進行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域； 均勻性處理設(shè)備，用于根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性； 發(fā)送設(shè)備，用于當確定所述混凝土達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述發(fā)送設(shè)備，還用于當確定所述混凝土未達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括 接收設(shè)備，用于接收進行圖像識別處理的第三指令。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述圖像處理設(shè)備，具體用于對所述圖像樣本進行灰度化處理，將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點確定為第一像素點，進行噪聲濾波處理后，將相互連通的所述第一像素點的集合確定為與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述均勻性處理設(shè)備，具體用于對所述第一像素區(qū)域進行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，根據(jù)所述獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，將獲得的第一距離值與設(shè)定的半徑值進行比較，若所述第一距離值都小于所述半徑值，則確定所述混凝土達到設(shè)定均勻度，否則，確定所述混凝土未達到設(shè)定均勻度。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于， 所述均勻性處理設(shè)備，具體用于采用流域分割算法對對所述第一像素區(qū)域進行分割處理，將所述第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點區(qū)域確定為獨立骨料像素區(qū)域，根據(jù)所述獨立骨料像素區(qū)域中像素點的位置信息，獲得所述第一像素區(qū)域中所述獨立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。
13.一種混凝土攪拌站攪拌控制的系統(tǒng)，其特征在于，包括 上位控制裝置，用于采集所述混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本，對所述圖像樣本進行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域，根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性，當確定所述混凝土達到設(shè)定均勻度時，向下位控制裝置發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令； 下位控制裝置，用于接收所述上位控制裝置發(fā)送的第一指令，根據(jù)所述第一指令，停止攪拌控制，控制出砼門打開進行卸料。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置，還用于當確定所述混凝土未達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令； 下位控制裝置，還用于接收所述上位控制裝置發(fā)送的第二指令，根據(jù)所述第二指令，繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置為權(quán)利要求9-12任一權(quán)利要求所述的混凝土攪拌站攪拌控制的裝置。
16.一種混凝土攪拌站，其特征在于，包括權(quán)利要求13-15中任一權(quán)利要求所述的混凝土攪拌站攪拌控制的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法、裝置及系統(tǒng)，用以提高混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性。該方法，包括采集所述混凝土攪拌站的主機內(nèi)混凝土的圖像樣本；對所述圖像樣本進行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對應(yīng)的第一像素區(qū)域；根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性；當確定所述混凝土達到設(shè)定均勻度時，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。
文檔編號B28C9/02GK102615716SQ201210091870
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者廖超, 李博, 李學(xué)俊, 蔣博韜, 齊華 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司