CN101793674A - 一种集料级配实时检测的图像采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集料级配实时检测的图像采集系统，用于在沥青混合料生产现场进行集料级配实时检测，解决了现有技术无法在沥青混合料生产现场的集料级配环节进行图像的采集，不能实时获取集料级配过程的图像数据的问题。该系统包括冷料仓、一级传送带、拌合楼传送带，混合料经冷料仓落至一级传送带，一级传送带将混合料传送至下方拌合楼传送带并形成集料下落面。

Description

一种集料级配实时检测的图像采集系统

技术领域

本发明涉及一种沥青混合料生产质量的检测技术，具体涉及一种用于在沥青混合料生产现场进行集料级配实时检测的图像采集系统。

背景技术

目前高速公路路面以沥青路面为主。在沥青路面材料组成中，集料的用料最大，所占成本也最多。在沥青混合料的生产现场，对集料的级配仅仅是从拌合楼单方面对各个冷料仓供料量进行控制，并没有对集料级配进行快速的检测。这样可能会导致实际的生产级配与设计级配偏离，从而混合料的力学性能以及路用性能下降，不能满足设计要求。因此，在混合料的生产过程中，需要对集料级配进行在线检测，从而可以依据设计级配对各料仓的供料进行精确控制，使得生产级配不至于偏离设计级太远。而针对在沥青混合料生产现场进行集料级配实时检测的图像采集系统则是检测系统性能优劣的关键所在。

由于在沥青混合料的生产现场，集料下落的速度很快，要采集到清晰的动态集料就要求相机的曝光时间很短，这就导致了相机所采集到的图像灰度值偏暗、对比度差。而不同时间的日光强度差异较大，图像采集系统往往得不到光强恒定的入射光，导致所采集到的图像无法保持灰度值的稳定和图像背景的均匀性，不利于其后的图像分析和处理。

在现有技术中，针对集料级配检测的图像采集系统的方法为：图像采集对象为成型后的沥青混合料路面取芯试件，在实验室环境对试件材料进行数字化成像。但该方法的缺点在于仅仅对成型后的沥青混合料路面取芯试件在实验室的环境进行图像采集，无法在沥青混合料生产现场的集料级配环节进行图像的采集，不能实时获取集料级配过程的图像数据。由于图像采集对象为路面取芯试件，其图像分析和处理的结果受检测对象影响较大。

发明内容

本发明提供一种集料级配实时检测的图像采集系统，用于在沥青混合料生产现场进行集料级配实时检测，解决了现有技术无法在沥青混合料生产现场的集料级配环节进行图像的采集，不能实时获取集料级配过程的图像数据的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种集料级配实时检测的图像采集系统，包括冷料仓、一级传送带、拌合楼传送带，混合料经冷料仓落至一级传送带，一级传送带将混合料传送至下方拌合楼传送带并形成集料下落面，其特征在于：所述集料下落面一侧设置有相机固定支架，相机固定支架距离拌合楼传送带10～20cm；所述相机固定支架上设置有数字化面阵相机，数字化面阵相机距集料下落面30～50cm，数字化面阵相机的视场宽度大于等于拌合楼传送带的宽度；所述集料下落面另一侧设置有LED面阵光源，LED面阵光源上设置有均匀散射装置，LED面阵光源设置于光源固定支架上，光源固定支架距离拌合楼传送带10～20cm，LED面阵光源距集料下落面30～50cm，LED面阵光源距离均匀散射装置10～20cm。

以上所述数字化面阵相机帧速率远大于混合料的下落速度。

以上所述LED面阵光源和均匀散射装置设置于一个杂光屏蔽罩内，数字化面阵相机设置于另一个杂光屏蔽罩内。

以上所述数字化面阵相机连接有计算机；数据连接线上设置有数据线中继装置。

以上所述数据线中继装置是camerlink信号光纤传输器；

以上所述均匀散射装置是厚度为4-6mm厚的纳米导光板。

以上所述LED面阵光源是由一至多个LED灯泡及散热片构成。

本发明的优点在于：

1、本发明提出的图像采集系统，实现了在沥青混合料生产现场对集料级配的快速采集，克服了现有方法具有的劳动强度大、安全性低、受检测者水平影响、工作效率低和识别结果精确度较低的缺点。

2、本发明提出的图像采集系统，在集料级配的过程可实时采集到各档集料图像。避免了只能对集料级配结果进行数字成像造成的无法在集料级配过程中进行图像采集的缺点，从而大大提高了检测工作效率。

3、本发明提出的图像采集系统，无需对沥青混合料和沥青路面的抽样试件进行数字化检测，可在各档的全部集料级配过程中进行集料动态图像的采集，其后的图像分析和处理结果不受检测样品的差异性的影响。

4、本发明提出的图像采集系统，可在各档集料级配过程中进行长期数字化成像，及时发现级配时集料动态的变化，从而大大沥青混合料的生产质量。

5、本发明提出的图像采集系统，可不受日光条件变化的影响，可以全天候进行集料级配的数字化成像，提高了检测的工作效率。

6、本发明提出的图像采集系统，可以实现计算机对数字化面阵相机的远程控制，不受数字化面阵相机数据传输线有效距离的限制，大大提高了操作者的安全保障。

附图说明

图1是本发明的图像采集系统的示意图。

附图标记说明如下：

1-冷料仓，2-相机固定支架，3-光源固定支架，4-数字化面阵相机，5-LED面阵光源，6-均匀散射装置，7-集料下落面，8-一级传送带，9-拌合楼传送带，10-杂光屏蔽罩，11-数据线中继装置，12-计算机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详述，如图1所示：

集料级配实时检测的图像采集系统，包括冷料仓1、一级传送带8、拌合楼传送带9，混合料经冷料仓1落至一级传送带8，一级传送带8将混合料传送至下方拌合楼传送带9并形成集料下落面7，集料下落面7一侧设置有相机固定支架2，相机固定支架2距离拌合楼传送带910～20cm；相机固定支架2上设置有数字化面阵相机4，数字化面阵相机4距集料下落面7的距离为30～50cm，数字化面阵相机4镜头覆盖的的采集对象为各档冷料仓1下方一级传送带8上下落到拌合楼传送带9之前的处于下落运动状态的集料；摄像机选用Basler pia1000-48gm千兆网面阵相机；镜头选用computer焦距为16mm C类接口镜头。

数字化面阵相机4对下落状态集料动态图像的采集，是利用计算机12设置数字化面阵相机4的曝光时间使相机能够获得足够光强的均匀散射装置6上的散射光，利用计算机12设置数字化面阵相机4的帧速率，使帧速率能够远远大于拍摄视场中集料的下落速度，从而获得亮度值高、对比度好、边缘清晰、集料颗粒形状在任何方向都无形变的数字图像。该图像的获取是与集料的持续下落时间相关的，即持续相同时间的下落集料所获取的集料图像像素数是相等的。这样就可以使集料的下落速度与成像像素数无关，从而获取所有下落的集料的均匀数字图像。

集料下落面7另一侧设置有LED面阵光源5，LED面阵光源5上设置有均匀散射装置6，LED面阵光源5设置于光源固定支架3上。LED面阵光源5的出射光可直接均匀照射在散射装置上，使散射装置可以被足够光强的散射光照亮，提高所采集图像中背景的亮度，由此改善集料动态图像的对比度。将LED面阵光源5的出射光进行均匀散射，经过均匀散射后的出射光保持足够的强度和均匀性，经过下落的集料后照射至数字化面阵相机4的镜头上。LED面阵光源5距集料下落面7的距离为30cm，距均匀散射装置6为20cm。LED面阵光源5由300个0.5W的LED灯泡及散热片构成。

LED面阵光源5和均匀散射装置6设置于杂光屏蔽罩10内，使数字化面阵相机4、LED面阵光源5、均匀散射装置6都在其内部，保证了数字化面阵相机4所接收到的入射光全部来自LED面阵光源5。

述数字化面阵相机4连接有计算机12；数据连接线上设置有数据线中继装置11，数据线中继装置11是光纤模块，大大延长了数据传输距离。

Claims (6)

1.一种集料级配实时检测的图像采集系统，包括冷料仓(1)、一级传送带(8)、拌合楼传送带(9)，混合料经冷料仓(1)落至一级传送带(8)，一级传送带(8)将混合料传送至下方拌合楼传送带(9)并形成集料下落面(7)，其特征在于：所述集料下落面(7)一侧设置有相机固定支架(2)，相机固定支架(2)距离拌合楼传送带(9)10～20cm；所述相机固定支架(2)上设置有数字化面阵相机(4)，数字化面阵相机(4)与集料下落面(7)之间的距离为30～50cm，数字化面阵相机(4)的视场宽度大于等于拌合楼传送带(9)的宽度；所述集料下落面(7)另一侧设置有LED面阵光源(5)，LED面阵光源(5)上设置有均匀散射装置(6)，LED面阵光源(5)设置于光源固定支架(3)上，光源固定支架(3)距离拌合楼传送带(9)10～20cm，LED面阵光源(5)与集料下落面(7)之间的距离为30～50cm，LED面阵光源(5)距离均匀散射装置(6)10～20cm。

2.根据权利要求1所述的集料级配实时检测的图像采集系统，其特征在于：所述数字化面阵相机(4)帧速率远大于混合料的下落速度。

3.根据权利要求1或2所述的集料级配实时检测的图像采集系统，其特征在于：所述LED面阵光源(5)和均匀散射装置(6)设置于一个杂光屏蔽罩(10)内，数字化面阵相机(4)设置于另一个杂光屏蔽罩(10)内。

4.根据权利要求3所述的集料级配实时检测的图像采集系统，其特征在于：所述数据线中继装置(11)是camerlink信号光纤传输器。

5.根据权利要求4所述的集料级配实时检测的图像采集系统，其特征在于：所述均匀散射装置(6)是为厚度为4mm-6mm的纳米导光板。

6.根据权利要求5所述的集料级配实时检测的图像采集系统，其特征在于：所述LED面阵光源(5)是由一至多个LED灯泡及散热片构成。

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