CN101819156B - 一种沥青路面芯样断面图像的采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青路面断面图像的采集方法，该方法采用线阵式摄像机对准在承载平台上匀速转动的沥青路面芯样，在设定的光照条件下进行图像采集，从而可以得到较少失真的沥青路面芯样的断面图像，包括搭建沥青路面芯样承载平台，设置图像采集部件，放置待采集的沥青路面芯样于承载圆盘，当沥青路面芯样匀速转动后，触发采集信号采集并存储沥青混合料断面图像。并存储在计算机中以备后续的处理，消除了采用数码相机从不同角度拍摄并进行拼接所引起的失真，是一种可以替代当前沥青路面芯样图像采集的方法。采用本发明的方法，可以为后续的基于图像分析检测沥青混合料组成的过程中提高检测精度。

Description

一种沥青路面芯样断面图像的采集方法

技术领域

本发明涉及沥青芯样断面的采集，尤其涉及一种沥青路面芯样断面图像采集方法。

背景技术

沥青路面由于其一系列优点而在我国高等级公路中得到广泛应用。沥青混合料是沥青路面组成材料。在沥青路面施工过程中，沥青混合料的组成检测是施工质量过程控制的一个重要方面。有关沥青混合料组成及性能检测的试验在实验室内及施工现场都占据了相当的工作量。尤其是沥青混合料组成的试验检测方法，其检测设备体积庞大，操作过程复杂、费时、费力、检测精度低等原因制约了沥青路面的发展。

由于沥青混合料级配的检测试验周期比较长，当得到检测结果的时候，施工过程可能已经进行了很久了，这就使得级配不能很好的应用于施工质量过程中。因此需要引入一种能够实现快速高效的沥青混合料级配检测方法。

随着数字图像处理技术的飞速发展，使得利用数字图像处理技术分析沥青混合料成份成为可能。

当前采集的沥青混合料断面图像主要有室内成型的梁型试件的切割断面和路面芯样的断面图像。梁型试件断面图像的获取，主要是采用数码相机在特定光照条件下对成型并切割后的试件断面进行拍照来实现；路面芯样断面图像的获取，则大多是利用数码相机从不同的角度对路面芯样的侧面进行拍照并把所采集的侧面图像分别进行处理并把处理结果进行汇总或者对各图像进行拼接然后进行处理分析。

由于沥青路面芯样本身是圆柱型，其断面为曲面，因此采用多个摄像机 对从不同角度采集图像并拼接的方法不可避免的存在失真，进而对后续的处理结果产生影响。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的是，提供一种新的沥青路面芯样断面图像的采集方法，采用本发明的方法可以直接采集沥青路面芯样断面图像，而不需要图像拼接等操作就可以直接进行各种后续的处理分析，能够快速的完成沥青路面芯样断面图像的采集与存储。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种沥青路面断面图像的采集方法，其特征在于，该方法采用线阵式摄像机对准在承载平台上匀速转动的沥青路面芯样，在设定的光照条件下进行图像采集，从而可以得到较少失真的沥青路面芯样的断面图像，具体包括如下步骤：

1)搭建沥青路面芯样承载平台

沥青路面芯样承载部件包括机架，机架内设有电机，电机带有调速控制机构和电源总控开关，电机与减速机连接，减速机通过设置的竖直轴承与放置有沥青路面芯样的承载圆盘活动相连，承载圆盘上方有带有手柄的调节固定杆，调节固定杆固定在机架上；

2)设置图像采集部件

图像采集部件包括线阵摄像机，线阵摄像机具有能够检出的最小粒径的颗粒所需要的图像分辨率；线阵摄像机对准承载圆盘上的沥青路面芯样，在线阵摄像机前方设有条形光源，线阵摄像机通过传输线与计算机连接，计算机带有图像采集卡和图像采集软件；

3)打开电源总控开关，计算机运行图像采集软件，等待采集信号的触发；

4)放置待采集的沥青路面芯样于承载圆盘，当沥青路面芯样匀速转动后，触发采集信号采集并存储沥青路面芯样的断面图像。

本发明通过采用线阵式摄像机采集在承载平台上匀速转动的沥青路面芯样断面图像，并存储在计算机中以备后续的处理，消除了采用数码相机从不同角度拍摄并进行拼接所引起的失真，是一种可以替代当前沥青路面芯样图像采集的方法。采用本发明的方法，可以为后续的基于图像分析检测沥青混合料组成的过程中提高检测精度。

本发明为沥青路面芯样断面图像采集提出了一种新的思路和方式，为提高沥青混合料组成的图像检测精度提供了保障。

附图说明

图1为本发明实施例中沥青混合料断面采集的示例性流程图；

图2为本发明实施例中沥青路面芯样断面图像采集系统示意图；其中图(a)是总体结构图，图(b)是沥青路面芯样承载部件示意图。

图3为本发明实施例中的沥青路面芯样；

图4为本发明实施例中所采集的沥青路面芯样断面图像；

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明的基本思想是：采用线阵式摄像机，将曲面图像转为平面图像，减小所采集图像的失真，从而使得后续的图像处理与分析与常规平面图像的差异减小。

参见图1，图1为本发明实施例中利用线阵摄像机采集沥青路面芯样断面图像的示例性流程图。该流程包括如下步骤：

步骤101，设计采集系统软硬件。

在本步骤中，首先选择适合于采集沥青路面芯样断面图像的线阵摄像机，图像采集卡以及相应的采集软件；

然后设计用于承载沥青路面芯样的旋转平台，保证沥青路面芯样能够在承载平台上面匀速转动，并且转动的速度可以调整；

最后选择合适的光源以消除环境光的干扰，条形光源可以选择白色或者红色的LED光源，或者激光光源。

步骤102，将待检测的沥青路面芯样固定在旋转承载平台上，在低速的情况下不用将上方的固定杆放下；

步骤103，启动承载平台的调速电机，并调整到计算好的速度上。

在本步骤中，需要考虑线阵摄像机的最佳采集线速率以及所要满足的图像采集分辨率等两个因素，以此来计算电机的运转速度。

具体实现时的结构图参见图2，首先要考虑沥青路面芯样断面图像采集装置的设计，该装置包括沥青路面芯样承载部件和图像采集部件两部分。

沥青路面芯样承载部件包括机架3，机架3内设有电机1，电机1带有调速控制机构7和电源总控开关8，电机1与减速机2连接，减速机2通过设置的竖直轴承6与承载圆盘4活动相连，承载圆盘4上方有带有手柄13的调节固定杆5，调节固定杆5固定在机架3上；

所述的图像采集部件包括线阵摄像机9，线阵摄像机9对准承载圆盘4上的沥青路面芯样，在线阵摄像机9前方设有条形光源12，线阵摄像机9通过传输线11与计算机10连接，计算机10带有图像采集卡和图像采集软件。

条形光源12选择了白色的LED光源来消除自然光的干扰；采集与存储模块选择了德国的Basler L402K线阵摄像机以及安装有加拿大MatroxCamera Link图像采集卡以及Mil 8.0图像采集软件包的计算机组成。基本的沥青路面芯样断面图像采集过程可以描述为将所钻取的沥青路面芯样固定于承载平台4上，设置线阵摄像机9的相关参数以及调整承载平台4的旋转速度，以保证采集到较好质量的沥青路面芯样断面图像。当旋转承载平台的速度趋于稳定后，触发采集，采集软件将通过线阵摄像机采集并存储沥青 路面芯样断面图像。

步骤104，当沥青路面芯样进入匀速转动时，触发采集信号；

在本步骤中，所给的触发采集信号是由人工给出的，需要观察沥青路面芯样的转动，一般情况下，开始旋转一段时间后即可认为其已经进入了匀速转动过程中；

步骤105，采集软件通过限制摄像机采集图像并保存在计算机硬盘中以供后续处理分析。

在本步骤中，采集软件运行后需要设置线阵摄像机的线速率、曝光时间、图像的存储路径等相关参数。当采集图像后，需要经过传输线通过图像采集卡存储所采集的图像于计算机中。

应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明，凡在本发明的技术方案所做的技术特征的添加、等同替换或修改，均应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种沥青路面断面图像的采集方法，其特征在于，该方法采用线阵式摄像机对准在承载平台上匀速转动的沥青路面芯样，在光照条件下进行图像采集，从而可以得到较少失真的沥青路面芯样的斯面图像，具体包括如下步骤：

1)搭建沥青路面芯样承载平台

沥青路面芯样承载部件包括机架，机架内设有电机，电机带有调速控制机构和电源总控开关，电机与减速机连接，减速机通过设置的竖直轴承与放置有沥青路面芯样的承载圆盘活动相连，承载圆盘上方有带有手柄的调节固定杆，调节固定杆固定在机架上；

2)设置图像采集部件

图像采集部件包括线阵摄像机，线阵摄像机具有能够检出的最小粒径的颗粒所需要的图像分辨率；线阵摄像机对准承载圆盘上的沥青路面芯样，在线阵摄像机前方设有条形光源，线阵摄像机通过传输线与计算机连接，计算机带有图像采集卡和图像采集软件；

3)打开电源总控开关，计算机运行图像采集软件，等待采集信号的触发；

4)放置待采集的沥青路面芯样于承载圆盘，当沥青路面芯样匀速转动后，触发采集信号采集并存储沥青路面芯样的断面图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的承载圆盘能够拆卸。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的条形光源选择白色或者红色的LED光源。

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