專利名稱：一種集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量的檢測(cè)技術(shù)，具體涉及一種用于在瀝青混合
料生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前高速公路路面以瀝青路面為主。在瀝青路面材料組成中，集料的用料最大，所 占成本也最多。在瀝青混合料的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)集料的級(jí)配僅僅是從拌合樓單方面對(duì)各個(gè)冷 料倉(cāng)供料量進(jìn)行控制，并沒有對(duì)集料級(jí)配進(jìn)行快速的檢測(cè)。這樣可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的生產(chǎn)級(jí) 配與設(shè)計(jì)級(jí)配偏離，從而混合料的力學(xué)性能以及路用性能下降，不能滿足設(shè)計(jì)要求。因此， 在混合料的生產(chǎn)過程中，需要對(duì)集料級(jí)配進(jìn)行在線檢測(cè)，從而可以依據(jù)設(shè)計(jì)級(jí)配對(duì)各料倉(cāng) 的供料進(jìn)行精確控制，使得生產(chǎn)級(jí)配不至于偏離設(shè)計(jì)級(jí)太遠(yuǎn)。而針對(duì)在瀝青混合料生產(chǎn)現(xiàn) 場(chǎng)進(jìn)行集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)則是檢測(cè)系統(tǒng)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵所在。
由于在瀝青混合料的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，集料下落的速度很快，要采集到清晰的動(dòng)態(tài)集料 就要求相機(jī)的曝光時(shí)間很短，這就導(dǎo)致了相機(jī)所采集到的圖像灰度值偏暗、對(duì)比度差。而不 同時(shí)間的日光強(qiáng)度差異較大，圖像采集系統(tǒng)往往得不到光強(qiáng)恒定的入射光，導(dǎo)致所采集到 的圖像無法保持灰度值的穩(wěn)定和圖像背景的均勻性，不利于其后的圖像分析和處理。
在現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)集料級(jí)配檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)的方法為圖像采集對(duì)象為成 型后的瀝青混合料路面取芯試件，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境對(duì)試件材料進(jìn)行數(shù)字化成像。但該方法的 缺點(diǎn)在于僅僅對(duì)成型后的瀝青混合料路面取芯試件在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境進(jìn)行圖像采集，無法在 瀝青混合料生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的集料級(jí)配環(huán)節(jié)進(jìn)行圖像的采集，不能實(shí)時(shí)獲取集料級(jí)配過程的圖像 數(shù)據(jù)。由于圖像采集對(duì)象為路面取芯試件，其圖像分析和處理的結(jié)果受檢測(cè)對(duì)象影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，用于在瀝青混合料生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) 進(jìn)行集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)，解決了現(xiàn)有技術(shù)無法在瀝青混合料生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的集料級(jí)配環(huán)節(jié)進(jìn)行 圖像的采集，不能實(shí)時(shí)獲取集料級(jí)配過程的圖像數(shù)據(jù)的問題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下 —種集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，包括冷料倉(cāng)、一級(jí)傳送帶、拌合樓傳送 帶，混合料經(jīng)冷料倉(cāng)落至一級(jí)傳送帶， 一級(jí)傳送帶將混合料傳送至下方拌合樓傳送帶并形 成集料下落面，其特征在于所述集料下落面一側(cè)設(shè)置有相機(jī)固定支架，相機(jī)固定支架距離 拌合樓傳送帶10 20cm ;所述相機(jī)固定支架上設(shè)置有數(shù)字化面陣相機(jī)，數(shù)字化面陣相機(jī)距 集料下落面30 50cm，數(shù)字化面陣相機(jī)的視場(chǎng)寬度大于等于拌合樓傳送帶的寬度；所述集 料下落面另一側(cè)設(shè)置有LED面陣光源，LED面陣光源上設(shè)置有均勻散射裝置，LED面陣光源 設(shè)置于光源固定支架上，光源固定支架距離拌合樓傳送帶10 20cm， LED面陣光源距集料 下落面30 50cm， LED面陣光源距離均勻散射裝置10 20cm。
以上所述數(shù)字化面陣相機(jī)幀速率遠(yuǎn)大于混合料的下落速度。
以上所述LED面陣光源和均勻散射裝置設(shè)置于一個(gè)雜光屏蔽罩內(nèi)，數(shù)字化面陣相 機(jī)設(shè)置于另一個(gè)雜光屏蔽罩內(nèi)。 以上所述數(shù)字化面陣相機(jī)連接有計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)連接線上設(shè)置有數(shù)據(jù)線中繼裝置。
以上所述數(shù)據(jù)線中繼裝置是camerlink信號(hào)光纖傳輸器；
以上所述均勻散射裝置是厚度為4-6mm厚的納米導(dǎo)光板。
以上所述LED面陣光源是由一至多個(gè)LED燈泡及散熱片構(gòu)成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 1、本發(fā)明提出的圖像采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在瀝青混合料生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)集料級(jí)配的快速 采集，克服了現(xiàn)有方法具有的勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性低、受檢測(cè)者水平影響、工作效率低和識(shí) 別結(jié)果精確度較低的缺點(diǎn)。 2、本發(fā)明提出的圖像采集系統(tǒng)，在集料級(jí)配的過程可實(shí)時(shí)采集到各檔集料圖像。 避免了只能對(duì)集料級(jí)配結(jié)果進(jìn)行數(shù)字成像造成的無法在集料級(jí)配過程中進(jìn)行圖像采集的 缺點(diǎn)，從而大大提高了檢測(cè)工作效率。 3、本發(fā)明提出的圖像采集系統(tǒng)，無需對(duì)瀝青混合料和瀝青路面的抽樣試件進(jìn)行數(shù) 字化檢測(cè)，可在各檔的全部集料級(jí)配過程中進(jìn)行集料動(dòng)態(tài)圖像的采集，其后的圖像分析和 處理結(jié)果不受檢測(cè)樣品的差異性的影響。 4、本發(fā)明提出的圖像采集系統(tǒng)，可在各檔集料級(jí)配過程中進(jìn)行長(zhǎng)期數(shù)字化成像， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)級(jí)配時(shí)集料動(dòng)態(tài)的變化，從而大大瀝青混合料的生產(chǎn)質(zhì)量。 5、本發(fā)明提出的圖像采集系統(tǒng)，可不受日光條件變化的影響，可以全天候進(jìn)行集 料級(jí)配的數(shù)字化成像，提高了檢測(cè)的工作效率。 6、本發(fā)明提出的圖像采集系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字化面陣相機(jī)的遠(yuǎn)程控制， 不受數(shù)字化面陣相機(jī)數(shù)據(jù)傳輸線有效距離的限制，大大提高了操作者的安全保障。


圖1是本發(fā)明的圖像采集系統(tǒng)的示意圖。
附圖標(biāo)記說明如下 1-冷料倉(cāng)，2-相機(jī)固定支架，3-光源固定支架，4-數(shù)字化面陣相機(jī)，5-LED面陣光 源，6-均勻散射裝置，7-集料下落面，8- —級(jí)傳送帶，9-拌合樓傳送帶，10-雜光屏蔽罩， 11-數(shù)據(jù)線中繼裝置，12-計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳述，如圖1所示 集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，包括冷料倉(cāng)1、一級(jí)傳送帶8、拌合樓傳送帶 9，混合料經(jīng)冷料倉(cāng)1落至一級(jí)傳送帶8， 一級(jí)傳送帶8將混合料傳送至下方拌合樓傳送帶9 并形成集料下落面7，集料下落面7 —側(cè)設(shè)置有相機(jī)固定支架2，相機(jī)固定支架2距離拌合 樓傳送帶910 20cm ;相機(jī)固定支架2上設(shè)置有數(shù)字化面陣相機(jī)4，數(shù)字化面陣相機(jī)4距集 料下落面7的距離為30 50cm，數(shù)字化面陣相機(jī)4鏡頭覆蓋的的采集對(duì)象為各檔冷料倉(cāng)1 下方一級(jí)傳送帶8上下落到拌合樓傳送帶9之前的處于下落運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的集料；攝像機(jī)選用 Basler pial000-48gm千兆網(wǎng)面陣相機(jī)；鏡頭選用computer焦距為16mm C類接口鏡頭。
數(shù)字化面陣相機(jī)4對(duì)下落狀態(tài)集料動(dòng)態(tài)圖像的采集，是利用計(jì)算機(jī)12設(shè)置數(shù)字化面陣相機(jī)4的曝光時(shí)間使相機(jī)能夠獲得足夠光強(qiáng)的均勻散射裝置6上的散射光，利用計(jì)算機(jī)12設(shè)置數(shù)字化面陣相機(jī)4的幀速率，使幀速率能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于拍攝視場(chǎng)中集料的下落速度，從而獲得亮度值高、對(duì)比度好、邊緣清晰、集料顆粒形狀在任何方向都無形變的數(shù)字圖像。該圖像的獲取是與集料的持續(xù)下落時(shí)間相關(guān)的，即持續(xù)相同時(shí)間的下落集料所獲取的集料圖像像素?cái)?shù)是相等的。這樣就可以使集料的下落速度與成像像素?cái)?shù)無關(guān)，從而獲取所有下落的集料的均勻數(shù)字圖像。 集料下落面7另一側(cè)設(shè)置有LED面陣光源5， LED面陣光源5上設(shè)置有均勻散射裝置6，LED面陣光源5設(shè)置于光源固定支架3上。LED面陣光源5的出射光可直接均勻照射在散射裝置上，使散射裝置可以被足夠光強(qiáng)的散射光照亮，提高所采集圖像中背景的亮度，由此改善集料動(dòng)態(tài)圖像的對(duì)比度。將LED面陣光源5的出射光進(jìn)行均勻散射，經(jīng)過均勻散射后的出射光保持足夠的強(qiáng)度和均勻性，經(jīng)過下落的集料后照射至數(shù)字化面陣相機(jī)4的鏡頭上。LED面陣光源5距集料下落面7的距離為30cm，距均勻散射裝置6為20cm。 LED面陣光源5由300個(gè)0. 5W的LED燈泡及散熱片構(gòu)成。 LED面陣光源5和均勻散射裝置6設(shè)置于雜光屏蔽罩10內(nèi)，使數(shù)字化面陣相機(jī)4、LED面陣光源5、均勻散射裝置6都在其內(nèi)部，保證了數(shù)字化面陣相機(jī)4所接收到的入射光全部來自LED面陣光源5。 述數(shù)字化面陣相機(jī)4連接有計(jì)算機(jī)12 ;數(shù)據(jù)連接線上設(shè)置有數(shù)據(jù)線中繼裝置11，數(shù)據(jù)線中繼裝置11是光纖模塊，大大延長(zhǎng)了數(shù)據(jù)傳輸距離。
權(quán)利要求
一種集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，包括冷料倉(cāng)(1)、一級(jí)傳送帶(8)、拌合樓傳送帶(9)，混合料經(jīng)冷料倉(cāng)(1)落至一級(jí)傳送帶(8)，一級(jí)傳送帶(8)將混合料傳送至下方拌合樓傳送帶(9)并形成集料下落面(7)，其特征在于所述集料下落面(7)一側(cè)設(shè)置有相機(jī)固定支架(2)，相機(jī)固定支架(2)距離拌合樓傳送帶(9)10～20cm；所述相機(jī)固定支架(2)上設(shè)置有數(shù)字化面陣相機(jī)(4)，數(shù)字化面陣相機(jī)(4)與集料下落面(7)之間的距離為30～50cm，數(shù)字化面陣相機(jī)(4)的視場(chǎng)寬度大于等于拌合樓傳送帶(9)的寬度；所述集料下落面(7)另一側(cè)設(shè)置有LED面陣光源(5)，LED面陣光源(5)上設(shè)置有均勻散射裝置(6)，LED面陣光源(5)設(shè)置于光源固定支架(3)上，光源固定支架(3)距離拌合樓傳送帶(9)10～20cm，LED面陣光源(5)與集料下落面(7)之間的距離為30～50cm，LED面陣光源(5)距離均勻散射裝置(6)10～20cm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字 化面陣相機(jī)(4)幀速率遠(yuǎn)大于混合料的下落速度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，其特征在于所述 LED面陣光源(5)和均勻散射裝置(6)設(shè)置于一個(gè)雜光屏蔽罩(10)內(nèi)，數(shù)字化面陣相機(jī)(4) 設(shè)置于另一個(gè)雜光屏蔽罩(10)內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù) 線中繼裝置(11)是camerlink信號(hào)光纖傳輸器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，其特征在于所述均勻 散射裝置(6)是為厚度為4mm-6mm的納米導(dǎo)光板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，其特征在于所述LED 面陣光源(5)是由一至多個(gè)LED燈泡及散熱片構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)的圖像采集系統(tǒng)，用于在瀝青混合料生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行集料級(jí)配實(shí)時(shí)檢測(cè)，解決了現(xiàn)有技術(shù)無法在瀝青混合料生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的集料級(jí)配環(huán)節(jié)進(jìn)行圖像的采集，不能實(shí)時(shí)獲取集料級(jí)配過程的圖像數(shù)據(jù)的問題。該系統(tǒng)包括冷料倉(cāng)、一級(jí)傳送帶、拌合樓傳送帶，混合料經(jīng)冷料倉(cāng)落至一級(jí)傳送帶，一級(jí)傳送帶將混合料傳送至下方拌合樓傳送帶并形成集料下落面。
文檔編號(hào)G01N21/01GK101793674SQ201010126619
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者孫朝云, 孫淼, 張羽, 李偉, 李忠民, 段宗濤, 沙愛民, 焦立男, 王夏, 王超凡, 胡力群, 袁外林, 趙麗, 陳柘 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)