CN106226311A - 一种沥青混合料芯样断面图像获取装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沥青混合料芯样断面图像获取装置及方法，包括承载模块、图像采集模块、显示模块、调节模块、电源模块。本发明能够保证采集的图像亮度均匀，后期处理操作简单，装置简单，实验误差小，并且图像采集费用低。
Description
技术领域
本发明涉及沥青混合料芯样断面图采集领域，特别是一种沥青混合料芯样断面图像获取装置及方法。
背景技术
随着沥青材料的广泛应用及数字图像处理技术的发展，可通过将沥青芯样信息数字化处理来提高检测沥青混合材料细观结构影响其功能作用的科学性。获得沥青混合料芯样图像是利用图像分析技术进行沥青混合料图像特征参数分析的前提。目前，沥青混合料芯样的图像的获取主要有两种方法：数码相机拍摄、CT扫描技术。
数码相机和CT技术，通过CCD与存储卡取代了传统的胶片记录图像方式，能够获得数字化图像，方便了沥青混合料芯样图像的后期处理与分析。然而，当前国内外基于数码相机、CT扫描技术获得的沥青混合料图像相关专利和技术，仍存在以下问题：
（1）不能保证图像亮度均衡。即使通过任何手段的调节，仍存在沥青混合料数字图像中心亮度高于图像边缘的问题。
（2）后续处理操作麻烦。数码相机拍摄只能够获取规则断面的数字图像，需后续处理图像，不能做到既拍即看。对于芯样侧面图像的获取，即使是通过“以直代曲”的方法，进行一些细小分割拍摄，仍然存在较大误差，且后期图像拼接等操作过于繁琐且存在一定的误差。
（3）装置复杂。图像采集设备在机械构造与内部原理上较为复杂。有些现有的图像获取专利需要额外编程，专利的可复制性和操作较为繁琐。
（4）实验误差大。芯样采取后，运输和保存过程中的影响因素多且难以保证，而装置需连接电脑等其他设备，不能做现场实验，降低实验的精准度。
（5）图像采集费用高。高分辨率的数码相机一般价格昂贵，并且CT扫描费用较高，而一般研究经费有限，不能够进行大量的图像采集，可推广性较小。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种沥青混合料芯样断面图像获取装置及方法，能够保证采集的图像亮度均匀，后期处理操作简单，装置简单，实验误差小，并且图像采集费用低。
本发明的装置采用以下方案实现：一种沥青混合料芯样断面图像获取装置，包括承载模块、图像采集模块、显示模块、调节模块、电源模块；
所述承载模块包括旋转电机以及与其相连的旋转平台，所述旋转平台用以连接和带动一托盘旋转，所述托盘上承载有沥青混合料芯样，所述旋转平台上设置有称重传感器以及速度传感器；所述称重传感器、速度传感器、旋转电机与一单片机电性相连；
所述图像采集模块包括扫描仪，所述扫描仪的扫描方向正对所述托盘上方区域；所述扫描仪与所述单片机电性相连；
所述显示模块包括指示灯与显示屏；所述指示灯、显示屏与所述单片机电性相连；
所述调节模块包括功率调节按钮、开机按钮、扫描按钮；所述功率调节按钮所述单片机与所述旋转电机电性相连，用以控制所述旋转电机的功率；所述开机按钮通过所述单片机与所述称重传感器、所述速度传感器、旋转电机电性相连；所述扫描按钮与所述扫描仪电性相连；
所述电源模块与所述单片机、旋转电机、称重传感器、速度传感器、扫描仪、指示灯、显示屏相连接。
进一步地，所述速度传感器包括线速度传感器，用以采集所述沥青混合料芯样的旋转线速度。
进一步地，所述扫描仪为带无线传输模块的无线扫描仪。
进一步地，所述无线扫描仪通过无线网络与智能移动终端相连。
进一步地，所述扫描仪通过一导轨固定，通过导轨控制扫描仪与所述托盘的相对距离，用以适应不同大小直径的沥青混合料芯样。
本发明的方法采用以下方案实现，一种基于上文所述的沥青混合料芯样断面图像获取装置的方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：将待扫描的沥青混合料芯样放置在所述托盘上，根据沥青混合料芯样的直径大小设置所述扫描仪的位置；
步骤S2：通过开机按钮开启装置，所述称重传感器测量待测沥青混合料芯样的重量，所述旋转电机开始旋转，所述速度传感器实时测量托盘的旋转速度；所述显示屏上实时显示当前待测沥青混合料芯样的重量与旋转速度；
步骤S3：通过功率调节按钮调节旋转电机的功率，并通过所述显示屏实时显示当前旋转电机的功率；
步骤S4：若当前旋转速度为匀速，指示灯为绿色，若当前旋转速度不匀速，则指示灯为红色；当指示灯为绿色时，通过扫描按钮控制扫描仪开始工作，对所述待测沥青混合料芯样进行扫描；
步骤S5：所述扫描仪将实时扫描图像保存并传输至智能移动终端进行保存。
进一步地，通过无线网络将所述扫描仪与智能移动终端连接，通过智能移动终端上的对应应用软件控制扫描仪的工作状态。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：能够保证采集的图像亮度均匀，后期处理操作简单，装置简单，实验误差小，并且图像采集费用低。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图。
图2为本发明的方法流程示意图。
[主要组件符号说明]
图中：1为箱体，2为旋转电机，3为按钮区，4为显示屏，5为指示灯，6为旋转平台，7为托盘，8为待测沥青混合料芯样，9为扫描仪，10为导轨。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种沥青混合料芯样断面图像获取装置，包括承载模块、图像采集模块、显示模块、调节模块、电源模块；
所述承载模块包括旋转电机2以及与其相连的旋转平台6，所述旋转平台用以连接和带动一托盘7旋转，所述托盘上承载有沥青混合料芯样8，所述旋转平台上设置有称重传感器以及速度传感器；所述称重传感器、速度传感器、旋转电机与一单片机电性相连；
所述图像采集模块包括扫描仪9，所述扫描仪的扫描方向正对所述托盘上方区域；所述扫描仪与所述单片机电性相连；
所述显示模块包括指示灯5与显示屏4；所述指示灯、显示屏与所述单片机电性相连；
所述调节模块包括功率调节按钮、开机按钮、扫描按钮，三个按钮均设置在按钮区3；所述功率调节按钮所述单片机与所述旋转电机电性相连，用以控制所述旋转电机的功率；所述开机按钮通过所述单片机与所述称重传感器、所述速度传感器、旋转电机电性相连；所述扫描按钮与所述扫描仪电性相连；
所述电源模块与所述单片机、旋转电机、称重传感器、速度传感器、扫描仪、指示灯、显示屏相连接。
在本实施例中，所述速度传感器包括线速度传感器，用以采集所述沥青混合料芯样的旋转线速度。
在本实施例中，所述扫描仪为带无线传输模块的无线扫描仪。
在本实施例中，所述无线扫描仪通过无线网络与智能移动终端相连。
在本实施例中，所述扫描仪通过一导轨10固定，通过导轨控制扫描仪与所述托盘的相对距离，用以适应不同大小直径的沥青混合料芯样。
较佳的，在本实施例中，整个装置固定在一箱体1中。
本实施例还提供了一种基于上文所述的沥青混合料芯样断面图像获取装置的方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：将待扫描的沥青混合料芯样放置在所述托盘上，根据沥青混合料芯样的直径大小设置所述扫描仪的位置；
步骤S2：通过开机按钮开启装置，所述称重传感器测量待测沥青混合料芯样的重量，所述旋转电机开始旋转，所述速度传感器实时测量托盘的旋转速度；所述显示屏上实时显示当前待测沥青混合料芯样的重量与旋转速度；
步骤S3：通过功率调节按钮调节旋转电机的功率，并通过所述显示屏实时显示当前旋转电机的功率；
步骤S4：若当前旋转速度为匀速，指示灯为绿色，若当前旋转速度不匀速，则指示灯为红色；当指示灯为绿色时，通过扫描按钮控制扫描仪开始工作，对所述待测沥青混合料芯样进行扫描；
步骤S5：所述扫描仪将实时扫描图像保存并传输至智能移动终端进行保存。
在本实施例中，通过无线网络将所述扫描仪与智能移动终端连接，通过智能移动终端上的对应应用软件控制扫描仪的工作状态。
较佳的，在本实施例中，所述箱体机身用于支撑电机和沥青混合料芯样，且主要承受芯样的重量；旋转平台呈直径小于7cm的圆形，内有凹槽，用于连接和带动托盘旋转；根据芯样大小，选择合适大小的托盘。旋转承台上装有称重传感器和速度传感器，称重传感器用于测量芯样或被扫描物的质量，而速度传感器用于检测速度大小。
在本实施例中，所述图像采集模块采用支持苹果、安卓、Win8系统的无线便携式扫描仪。分辨率大于等于600dpi，分辨率越高，获得图像越清晰。开启扫描仪装置上的WiFi无线功能，不需要任何无线网络连接器，便可将手机或平板通过app应用软件直接连接至扫描仪进行扫描与存档，做到既扫即看。免除拉线的烦恼，使用地点更加灵活不受约束。
在本实施例中，显示屏显示的内容包括三部分，从左到右分别是芯样质量，旋转的速度和电机功率。
在本实施例中，芯样要求在扫描仪规定的时间内扫描完成，不同直径大小的芯样要求不同的功率。本实施例的扫描仪选用600dpi模式，因此扫描芯样的速度定在3cm/s。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围，例如其他较为规则的圆柱形物体的图像的采集也可采用本发明的方法。
Claims (7)
1.一种沥青混合料芯样断面图像获取装置，其特征在于：包括承载模块、图像采集模块、显示模块、调节模块、电源模块；
所述承载模块包括旋转电机以及与其相连的旋转平台，所述旋转平台用以连接和带动一托盘旋转，所述托盘上承载有沥青混合料芯样，所述旋转平台上设置有称重传感器以及速度传感器；所述称重传感器、速度传感器、旋转电机与一单片机电性相连；
所述图像采集模块包括扫描仪，所述扫描仪的扫描方向正对所述托盘上方区域；所述扫描仪与所述单片机电性相连；
所述显示模块包括指示灯与显示屏；所述指示灯、显示屏与所述单片机电性相连；
所述调节模块包括功率调节按钮、开机按钮、扫描按钮；所述功率调节按钮所述单片机与所述旋转电机电性相连，用以控制所述旋转电机的功率；所述开机按钮通过所述单片机与所述称重传感器、所述速度传感器、旋转电机电性相连；所述扫描按钮与所述扫描仪电性相连；
所述电源模块与所述单片机、旋转电机、称重传感器、速度传感器、扫描仪、指示灯、显示屏相连接。
2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料芯样断面图像获取装置，其特征在于：所述速度传感器包括线速度传感器，用以采集所述沥青混合料芯样的旋转线速度。
3.根据权利要求1所述的一种沥青混合料芯样断面图像获取装置，其特征在于：所述扫描仪为带无线传输模块的无线扫描仪。
4.根据权利要求3所述的一种沥青混合料芯样断面图像获取装置，其特征在于：所述无线扫描仪通过无线网络与智能移动终端相连。
5.根据权利要求1所述的一种沥青混合料芯样断面图像获取装置，其特征在于：所述扫描仪通过一导轨固定，通过导轨控制扫描仪与所述托盘的相对距离，用以适应不同大小直径的沥青混合料芯样。
6.一种基于权利要求1所述的沥青混合料芯样断面图像获取装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：将待扫描的沥青混合料芯样放置在所述托盘上，根据沥青混合料芯样的直径大小设置所述扫描仪的位置；
步骤S2：通过开机按钮开启装置，所述称重传感器测量待测沥青混合料芯样的重量，所述旋转电机开始旋转，所述速度传感器实时测量托盘的旋转速度；所述显示屏上实时显示当前待测沥青混合料芯样的重量与旋转速度；
步骤S3：通过功率调节按钮调节旋转电机的功率，并通过所述显示屏实时显示当前旋转电机的功率；
步骤S4：若当前旋转速度为匀速，指示灯为绿色，若当前旋转速度不匀速，则指示灯为红色；当指示灯为绿色时，通过扫描按钮控制扫描仪开始工作，对所述待测沥青混合料芯样进行扫描；
步骤S5：所述扫描仪将实时扫描图像保存并传输至智能移动终端进行保存。
7.根据权利要求1所述的一种沥青混合料芯样断面图像获取装置的方法，其特征在于：通过无线网络将所述扫描仪与智能移动终端连接，通过智能移动终端上的对应应用软件控制扫描仪的工作状态。
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