交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法

技术特征：
1.交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面300mm
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300mm范围的多视角数字图像，所述数字图像像素数不小于65536
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65536像素点；步骤2、运用基于尺度不变特征变换算法提取并匹配步骤1中所述交通土建用颗粒材料松铺层表面检测点位处的多视角数字图像中的图像特征描述子，然后依次进行松铺层表面数字图像拍摄姿态估计、松铺层表面形貌稀疏点云数字模型构建、松铺层表面形貌稠密点云数字模型构建、松铺层表面形貌点云网格建模及松铺层表面形貌三维矢量数字模型构建，进而得到检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型；步骤3、对步骤2中所述检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型，进行倾斜修正与比例修正，得到与实际交通土建用颗粒材料松铺层表面被测点尺寸相同的颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型；然后，利用插值法对所述检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型进行网格划分；步骤4、运用改进局部区域生长分割法对步骤3中所述检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型进行颗粒的识别计算与分割计算，包括局部区域极大值点与局部区域极小值点识别、颗粒分割相关系数设置；步骤5、获得每个颗粒在水平面内的二维投影图像，并计算出所述二维投影图像的截面凸度、截面长宽比、圆形度和所述二维投影图像的等效圆直径，获得每个颗粒外露表面最高点距水平面的垂直距离；步骤6、运用步骤5中所述二维投影图像的等效圆直径和所述每个颗粒外露表面最高点距水平面的垂直距离，计算每个颗粒等效粒径；并根据标准筛孔尺寸范围19mm、16mm、12.5mm、9.5mm、4.75mm，累计得到交通土建用颗粒材料级配曲线。2.根据权利要求1所述的交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法，其特征在于，步骤4中所述改进局部区域生长分割法将图像灰度信息重新定义为所述检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面三维形貌数字模型中所述每个颗粒外露表面最高点距水平面的垂直距离。3.根据权利要求1所述的交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法，其特征在于，步骤4中所述局部区域极大值点与局部区域极小值点识别使用分水岭算法。4.根据权利要求1所述的交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法，其特征在于，步骤4中所述颗粒的识别计算采用四领域区域生长方式确定区域生长范围，所述局部区域极大值点作为局部区域生长点与区域生长范围上限，所述局部区域极小值点中的最小值作为区域生长范围的下限，所述四领域表达式如下：{(x-1,y),(x,y 1),(x 1,y),(x,y 1)}其中，x、y分别为所述局部区域极大值点集{（x、y）}中的极大值点对应的坐标值。5.根据权利要求1所述的交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法，其特征在于，步骤4中所述颗粒的分割计算的相关系数包括网格间距系数、高度系数、局部区域极大值间距系数与局部区域极小值间距系数，且所述网格间距系数设置为0.5、所述高度系数设置为0.4、所述局部区域极大值间距系数设置为50、所述局部区域极小值间距系数设置为10。
6.根据权利要求1所述的交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法，其特征在于，所述二维投影图像的截面凸度、截面长宽比、圆形度和所述二维投影图像的等效圆直径，计算表达式如下：效圆直径，计算表达式如下：效圆直径，计算表达式如下：效圆直径，计算表达式如下：其中，a为截面凸度，s
a
为颗粒在水平面内二维投影图像的面积，s
c
为颗粒在水平面内二维投影图像的外切多边形面积，b为截面长宽比，l为颗粒在水平面内二维投影图像等效椭圆的主轴长度，w为颗粒在水平面内二维投影图像等效椭圆的次轴长度，c为圆形度，p为颗粒在水平面内二维投影图像周长，d为颗粒在水平面内二维投影图像的等效圆直径。7.根据权利要求1所述的交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法，其特征在于，所述每个颗粒等效粒径用下式计算：式中，r为颗粒等效粒径，h为颗粒外露表面最高点距水平面的垂直距离，d为颗粒在水平面内二维投影图像的等效圆直径。

技术总结
本发明公开了一种交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配无损测量方法，涉及颗粒粒径测量领域。包括以下步骤：首先，运用获取的检测点位处交通土建用颗粒材料松铺层表面多视角数字图像，构建出交通土建用颗粒材料松铺层检测点位处的表面三维形貌数字模型；然后，运用局部区域生长分割法，得到表面检测区域范围内各颗粒在水平面上的投影图像的等效圆直径及各颗粒外露表面最高点距水平面的垂直距离；最后，计算出表面检测区域范围内每个颗粒等效粒径，并根据标准筛孔尺寸范围，累计得到交通土建用颗粒材料级配曲线。本发明可实现实时无损测量交通土建用颗粒材料松铺层颗粒粒径及级配。级配。级配。


技术研发人员：钱康凯 陈德 张浩然 甘国安 刘玮 曹雪梅 吴太恒 郭敏茹 袁吕 李雨辰 陶家兴
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2022/11/11