CN108677656A - 一种沥青混合搅拌的防溢料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沥青混合搅拌的防溢料装置及方法，其通过获取骨料的粒度分布统计信息，并根据实际混凝土要求的骨料级配，计算出控制不同进料仓的骨料传送带的速度比，从而得到由各种不同级配骨料组成的骨料混合料，使骨料级配合格并达到配比要求，有效防止在沥青搅拌过程中发生溢料现象。

Description

一种沥青混合搅拌的防溢料装置及方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种沥青混合搅拌的防溢料装置及方法。

背景技术

沥青搅拌站的质量如何，是影响工程质量高低的关键因素。溢料问题是拌合楼生产中经常遇见的一个严重问题，也是制约施工进度和施工质量的一个重要因素。如果溢料现象轻微则浪费溢料材料，增加能耗，降低产量；如果溢料现象严重则导致拌合楼间歇性停机与点火开机，一方面影响稳定生产和摊铺，特别是摊铺机间歇停机影响平整度，另一方面影响沥青混合料质量的稳定性。引起溢料的原因主要包括是骨料级配不合格和配比不当这两个方面。

骨料级配是机制砂质量管理的重要参数，骨料级配不达标会导致混凝土用水量高、水泥(凝胶材料)用量大、耐久性差等问题；还将增加孔隙率，空隙越多，所需水泥浆用量越大，会使得骨料之间粘结力下降，降低混凝土的强度。使用较好级配组成的混合料，在生产沥青混凝土过程中一方面可以保证较高的生产率，另一方面又可以在生产中避免热仓由于混合料级配不合格造成的待料或溢料现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青混合搅拌的防溢料装置及方法，使骨料级配合格并达到配比要求，有效防止在沥青搅拌过程中发生溢料现象。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种沥青混合搅拌的防溢料装置，其包括进料仓、骨料传送带、在线检测装置、PLC控制器、变频器、电机、骨料回收传送带，在线检测装置包括暗箱、照明设备、图像采集器、检测分析仪；

所述进料仓数量为六个，每一进料仓下方均设置一骨料传送带；每一骨料传送带的上方设有暗箱，暗箱内设有照明设备和图像采集器，所述照明设备、图像采集器均与检测分析仪进行通信连接；所述检测分析仪连接PLC控制器，PLC控制器连接变频器，而变频器连接电机，所述变频器和电机数量与传送带数量对应；所述骨料回收传送带设置在骨料传送带下方；

所述的检测分析仪包括图像处理模块、图像实时显示模块、几何特征分析模块、骨料粒度分布结果显示模块、传送带速度计算模块；

所述图像处理模块，用于对图像采集模块采集到的堆叠骨料图像进行处理；所述图像实时显示模块，用于实时显示图像采集模块采集到的堆叠骨料图像；所述几何特征分析模块与图像处理模块相连，用于将处理好的堆叠骨料图像进行分析，获取每个骨料颗粒的几何特征；所述骨料粒度分布统计信息显示模块连接几何特征分析模块，用于将经几何特征分析模块计算的堆叠骨料图像进行统计，得到骨料的级配结果；传送带速度计算模块是根据骨料的粒度分布统计信息显示模块计算的各级配骨料颗粒的粒径含量，由实际混凝土对各级配骨料颗粒比例的需求，计算出各骨料传送带需要达到的速度比。

一种沥青混合搅拌的防溢料方法，其包括以下步骤：

步骤1、将从各个进料仓流出的骨料经骨料传送带送至在线检测装置中进行检测，获取各个进料仓中的骨料的粒度分布统计信息；

步骤2、根据骨料的粒度分布统计信息，获取各个进料仓中的各级配骨料颗粒的粒径含量；

步骤3、根据实际沥青混泥土对各级配骨料颗粒的比例需求，结合各进料仓中的骨料颗粒的粒径含量，计算出各骨料传送带的速度比；

将各个进料仓中不同粒径区间对应的粒径含量分别记为A₁、A₂…A_a，B₁、B₂…B_b，C₁、C₂…C_c，…，F₁、F₂···F_f；将进料仓的宽度记为s，进料仓距离骨料传送带的高度记为h，各传送带速度记为V_n(n＝1,2,3,4,5,6)，传送带输送时间记为t,沥青混凝土配方需要的混合料级配中，各骨料级配段的体积占比记为M₁、M₂…M_m，沥青混凝土总体积为Q；

根据沥青混凝土中每种级配骨料含量所对应各进料仓中相同级配的骨料含量，将各进料仓中重叠的骨料级配含量叠加,同时代入以上各参数，可以得到以下公式：

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M_m(_{m＝1,2,3···})

将上述公式展开，可以得到以下方程组：

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M₁

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M₂

···

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M_m

其中，m为正整数，“Fet”指取出各进料仓中与沥青混凝土配方中需要的且相同的骨料级配区间的含量，将各进料仓中重叠的骨料级配含量叠加；

计算出满足该方程组的所有V_n解，并选出一组最合适的解，这组解中各个V_n的数值控制在0-2m/s；

步骤4、根据计算出的各骨料传送带需要达到的速度比，通过PLC控制变频器，变频器给电机提供调压调频电源，改变电机转速来控制各骨料传送带速度。

所述在线检测装置的检测方法具体如下：

步骤1.1、通过图像采集器采集各进料仓中的堆叠骨料图像，并将其传送至检测分析仪中；检测分析仪将图像采集器采集到的堆叠骨料图像进行图像处理；

步骤1.2、对处理后的堆叠骨料图像进行几何特征分析，计算出堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征；

步骤1.3、根据堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征，进一步分析得到堆叠骨料的粒度分布统计信息。

所述步骤1.1中，对堆叠骨料图像进行图像处理具体包括以下步骤：

步骤1.1.1、首先对堆叠骨料图像进行灰度化处理，即将GRB彩色图转化为灰度图，每个像素的灰度值由下式计算出：

Gray＝R×0.299+G×0.587+B×0.114

其中，R、G、B分别为像素红、绿蓝三个通道的值，Gray位灰度值；

步骤1.1.2、对灰度化后的图像进行中值滤波，中值滤波将图像的每个像素用3×3邻域像素的中值代替；

步骤1.1.3、对滤波过后的图像进行阈值分割，采用基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法进行阈值分割处理；具体包括：

利用聚类全局阈值法求出中值滤波后的堆叠骨料图像的全局阈值T1；

将整张图像分为九个子图，针对每一个子图，用Niblack算法求出一个局部阈值T2；

将聚类法求得的阈值T1与Niblack算法求得的T2求加权和，得到每一个子图的阈值：T3＝αT1+(1-α)T2，其中α表示加权系数。

步骤1.1.4、对阈值分割处理后的堆叠骨料图像进行迭代的形态学腐蚀和膨胀操作以分离图像中相接触的颗粒；并对形态学腐蚀操作后的堆叠骨料图像进行填充颗粒中间的空洞处理；

步骤1.1.5、对边界处不完整的颗粒去除，采用面积周长比小于1判断是否为边界颗粒的条件，将边界颗粒从轮廓中去除；

步骤1.1.6、对处理后的堆叠骨料图像进行图像标定处理，所述图像标定处理采用小球标定法，具体包括：

在相同的图像采集环境下，对若干个直径已知的标准小球进行采集图像；小球图像经过图像处理处理后，计算获取图像中每个小球的像素面积值；将每个小球的真实面积值与图像中的像素面积值进行比较，比值的平均值作为系统的标定系数。

采用上述方案后，本发明通过对经人工装载筛分的堆叠骨料直接进行图像采集；对采集到的堆叠骨料图像进行处理；对处理后的堆叠骨料图像进行几何特征分析，计算出堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征；根据堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征，进一步分析得到堆叠骨料的粒度分布统计信息；然后根据实际混凝土要求的骨料级配，并结合堆叠骨料的粒度分布统计信息，计算出控制不同进料仓的骨料传送带的速度比，从而得到由各种不同级配骨料组成的骨料混合料，使骨料级配合格并达到配比要求，有效防止在沥青搅拌过程中发生溢料现象。

附图说明

图1为本发明防溢料装置的结构示意图；

图2为本发明防溢料方法的流程图；

图3为本发明图像处理与几何特征分析流程图；

图4为本发明骨料传送带速度比计算流程图；

图5为本发明传送带速度控制流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明揭示了一种沥青混合搅拌的防溢料装置，其包括进料仓1、骨料传送带2、在线检测装置、PLC控制器6、变频器7、电机8、骨料回收传送带9，在线检测装置包括暗箱3、照明设备4、图像采集器5、检测分析仪10。

其中，进料仓1，按照国际标准对骨料级配的划分，进料仓1的数量具体可以设置为六个，用于将经人工装载筛分的堆叠骨料传输至骨料传送带2上。

骨料传送带2位于进料仓1下方，每一进料仓1下方均设置一骨料传送带2，而每一骨料传送带2均连接一电机8。该骨料传送带2将经人工装载筛分的骨料传输进入在线检测装置中。

每一骨料传送带2的上方设有暗箱3，暗箱3的四个内侧角处设有照明设备4，该照明设备4用于调节所述暗箱3内的光线亮度，其与检测分析仪10进行通信连接，检测分析仪10可对照明设备4的亮度参数进行调整。

图像采集器5设置在暗箱3内，用于对被测的堆叠骨料进行图像采集；该图像采集器5与检测分析仪10进行通信连接，以便将其采集到的图像传送至检测分析仪10。图像采集器5在暗箱3内的安装位置要使得图像采集器5的视野范围能够覆盖骨料传送带2的宽度范围，以使得传送带上的每个颗粒都被拍摄。图像采集器5可以采用工业相机，所选工业相机的帧率应满足图像采集速度要求，工业相机通过USB3.0数据线与检测分析仪相连，工业相机的采集间隔时间由上位机中的参数设置模块控制。

PLC控制器6，在检测分析仪10的控制和指挥下，采用循环顺序扫描的方式工作，通过PLC控制器6的数字输出量对系统工作状态进行指示，控制变频器7工作。

变频器7主电路给电机8提供调压调频电源，根据变频器7的多种频率变化改变电机8的多种速度控制，具体是先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电机8。

电机8通过改变笼型异步电机的供电频率，也就是改变电机的同步转数就可以实现对骨料传送带2的调速控制。

骨料回收传送带9设置在骨料传送带2下方，用于传送最后得到的符合级配要求的骨料混合料，并将其最终送入沥青搅拌中。

所述的检测分析仪10，可以为PC或者其他终端。与工业相机相连接，以控制工业相机的曝光时间、采集频率；与照明设备相连接，以控制照明设备的亮暗；其内部包括图像处理模块、图像实时显示模块、几何特征分析模块、骨料粒度分布结果显示模块、传送带速度计算模块。

图像处理模块负责对图像采集模块采集到的堆叠骨料图像进行处理，图像预处理主要使用了中值滤波和基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法，使每个骨料轮廓清晰可见，利于统计骨料粒度分布结果。

图像实时显示模块在骨料检测过程中，实时显示图像采集模块采集到的堆叠骨料图像，确认传送过程是否稳定运行，以及光源、工业相机的工作状态。使用者也可以根据需要，局部放大图像，观察传送带上骨料的细节。

几何特征分析模块与图像处理模块相连，将处理好的堆叠骨料图像进行分析，得出每个骨料颗粒的几何特征，包括投影周长、投影面积、各方向径。几何特征分析模块是骨料粒度分布结果显示模块的基础。

骨料粒度分布结果显示模块是将经几何特征分析模块计算的堆叠骨料图像进行统计，得到骨料的级配结果。显示项目包括粒度分布与粒度累积分布，分别表示为混合料中每个粒级的骨料占比与混合料的累计筛余百分率。

传送带速度计算模块是根据骨料粒度分布结果显示模块计算的各级配数量级骨料颗粒的粒径含量，由实际混凝土对各级配骨料颗粒比例的需求，计算出各骨料传送带需要达到的速度比。

如图2所示，基于上述防溢料装置，本发明还揭示了一种沥青混合搅拌的防溢料方法，其包括以下步骤：

步骤1、将从各个进料仓流出的骨料经骨料传送带送至在线检测装置中进行检测，获取各个进料仓中的骨料的粒度分布统计信息；

具体地，如图3所示，包括：

步骤1.1、通过图像采集器采集各进料仓中的堆叠骨料图像，并将其传送至检测分析仪中；检测分析仪将图像采集器采集到的堆叠骨料图像进行图像处理。

步骤1.1.1、首先对堆叠骨料图像进行灰度化处理，即将GRB彩色图转化为灰度图，每个像素的灰度值由下式计算出：

Gray＝R×0.299+G×0.587+B×0.114

R、G、B分别为像素红、绿蓝三个通道的值，Gray位灰度值。

步骤1.1.2、对灰度化后的图像进行中值滤波，以消除砖块、混凝土表面粗糙纹理带来的噪声。中值滤波将图像的每个像素用3×3邻域(以当前像素为中心的正方形区域)像素中值代替。

本步骤中，具体地，将图像拷贝到一个稍微变大的图像中，新图像上下边和左右边，各增加了一行和一列像素，复制原图中最临近的行或者列来填充这些像素。

依次从左往右、从上到下查找图像中每个3×3像素区域，取区域中9个像素灰度值中的中值，来代替3×3区域的中心像素的灰度值。

对所有区域操作完毕后，删除添加的边界，使图像回到原尺寸。

步骤1.1.3、对滤波过后的图像进行阈值分割，采用基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法进行阈值分割处理。具体包括：

利用聚类全局阈值法求出中值滤波后的堆叠骨料图像的全局阈值T1；

将整张图像分为九个子图，针对每一个子图，用Niblack算法求出一个局部阈值T2；

将聚类法求得的阈值T1与Niblack法求得的T2求加权和，得到每一个子图的阈值：T3＝αT1+(1-α)T2，其中α表示加权系数。

Niblack是一种常用的局部动态阈值法，可以在不同的图像区域内自适应地确定阈值。然而直接使用Niblack在骨料稀疏时会产生伪噪声，采用本发明提供的基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法可以避免伪噪声的产生。经多次实验表明，取α＝0.4时图像二值化效果最佳，可以正确分辨骨料轮廓。

步骤1.1.4、对阈值分割处理后的堆叠骨料图像进行迭代的形态学腐蚀和膨胀操作以分离图像中相接触的颗粒；并对形态学腐蚀操作后的堆叠骨料图像进行填充颗粒中间的空洞处理，以消除因骨料颗粒表面纹理经过分割处理后形成的噪声。

步骤1.1.5、对边界处不完整的颗粒去除，采用面积周长比小于1判断是否为边界颗粒的条件，将边界颗粒从轮廓中去除；

在图像采集过程中，每个颗粒可能被拍到1-2次，使用不变矩对骨料进行重复识别，使得在两种图片中出现在不同位置的相同骨料得以被识别出。

步骤1.1.6、对处理后的堆叠骨料图像进行图像标定处理，此处采用小球标定法进行图像的标定处理，具体包括：

在相同的图像采集环境下，对若干个直径已知的标准小球进行采集图像；

小球图像经过图像处理处理后，计算获取图像中每个小球的像素面积值；

将每个小球的真实面积值与图像中的像素面积值进行比较，比值的平均值作为系统的标定系数。

步骤1.2、对处理后的堆叠骨料图像进行几何特征分析，计算出堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征。

步骤1.3、根据堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征，进一步分析得到堆叠骨料的粒度分布统计信息，并进行显示。

步骤2、根据骨料的粒度分布统计信息，获取各个进料仓中的各级配骨料颗粒的粒径含量；

步骤3、根据实际沥青混泥土对各级配骨料颗粒的比例需求，结合各进料仓中的骨料颗粒的粒径含量，利用分析仪计算出各骨料传送带的速度比。

具体地，如图4所示，将各个(6个)进料仓中不同粒径区间对应的粒径含量(即体积占比)分别记为A₁、A₂…A_a，B₁、B₂…B_b，C₁、C₂…C_c，…，F₁、F₂···F_f；将进料仓的宽度记为s，进料仓距离骨料传送带的高度记为h，各传送带速度记为V_n(n＝1,2,3,4,5,6)，传送带输送时间记为t,沥青混凝土配方需要的混合料级配中，各骨料级配段的体积占比记为M₁、M₂…M_m，沥青混凝土总体积为Q。

根据沥青混凝土中每种级配骨料含量所对应各进料仓中相同级配的骨料含量，将各进料仓中重叠的骨料级配含量叠加,同时代入以上各参数，可以得到以下公式：

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M_m(_{m＝1,2,3···})

将上述公式展开，可以得到以下方程组：

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M₁

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M₂

···

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M_m

其中，m为正整数，“Fet”指取出各进料仓中与沥青混凝土配方中需要的且相同的骨料级配区间的含量，将各进料仓中重叠的骨料级配含量叠加。方程个数根据沥青混凝土配方中所需的骨料级配区间个数m来决定，而每个方程中未知数V_n的个数，则根据各个料仓中骨料级配在沥青混凝土配方内M_m对应的骨料级配区间中的料仓个数来决定。

计算出满足该方程组的所有V_n解，并选出一组最合适的解，这组解中各个V_n的数值大小较为合理，比较便于PLC的调控。考虑到要保证骨料的传输平稳，这组解中最大速度的Vn不能太大，最小速度的Vn也不能太小。速度过快可能使传送带发生抖动，给骨料带来一定惯性，甚至造成骨料打滑相对运动；速度过慢可能加长其他工件的工作时间，降低效率。一般控制在0-2m/s。

步骤4、根据计算出的各传送带需要达到的速度比，通过PLC控制器控制变频器，变频器给电机提供调压调频电源，改变电机转速来控制各传送带速度，控制各级配进料仓对应的传送带上掉落至最终骨料回收的传送带上的骨料颗粒数量，完成各级配数量级骨料的准确配比，从而实现在沥青混合搅拌过程中防溢料的目的。如图5所示，PLC控制器通过控制变频器和电机来控制骨料传送带的速度比时，需要在骨料传送带具有负载的情况下进行。

以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种沥青混合搅拌的防溢料装置，其特征在于：包括进料仓、骨料传送带、在线检测装置、PLC控制器、变频器、电机、骨料回收传送带，在线检测装置包括暗箱、照明设备、图像采集器、检测分析仪；

所述进料仓数量为六个，每一进料仓下方均设置一骨料传送带；每一骨料传送带的上方设有暗箱，暗箱内设有照明设备和图像采集器，所述照明设备、图像采集器均与检测分析仪进行通信连接；所述检测分析仪连接PLC控制器，PLC控制器连接变频器，而变频器连接电机，所述变频器和电机数量与传送带数量对应；所述骨料回收传送带设置在骨料传送带下方；

所述的检测分析仪包括图像处理模块、图像实时显示模块、几何特征分析模块、骨料粒度分布结果显示模块、传送带速度计算模块；

所述图像处理模块，用于对图像采集模块采集到的堆叠骨料图像进行处理；所述图像实时显示模块，用于实时显示图像采集模块采集到的堆叠骨料图像；所述几何特征分析模块与图像处理模块相连，用于将处理好的堆叠骨料图像进行分析，获取每个骨料颗粒的几何特征；所述骨料粒度分布统计信息显示模块连接几何特征分析模块，用于将经几何特征分析模块计算的堆叠骨料图像进行统计，得到骨料的级配结果；传送带速度计算模块是根据骨料的粒度分布统计信息显示模块计算的各级配骨料颗粒的粒径含量，由实际混凝土对各级配骨料颗粒比例的需求，计算出各骨料传送带需要达到的速度比。

2.一种沥青混合搅拌的防溢料方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、将从各个进料仓流出的骨料经骨料传送带送至在线检测装置中进行检测，获取各个进料仓中的骨料的粒度分布统计信息；

步骤2、根据骨料的粒度分布统计信息，获取各个进料仓中的各级配骨料颗粒的粒径含量；

步骤3、根据实际沥青混泥土对各级配骨料颗粒的比例需求，结合各进料仓中的骨料颗粒的粒径含量，计算出各骨料传送带的速度比；

将各个进料仓中不同粒径区间对应的粒径含量分别记为A₁、A₂…A_a，B₁、B₂…B_b，C₁、C₂…C_c，…，F₁、F₂···F_f；将进料仓的宽度记为s，进料仓距离骨料传送带的高度记为h，各传送带速度记为V_n(n＝1,2,3,4,5,6)，传送带输送时间记为t,沥青混凝土配方需要的混合料级配中，各骨料级配段的体积占比记为M₁、M₂…M_m，沥青混凝土总体积为Q；

根据沥青混凝土中每种级配骨料含量所对应各进料仓中相同级配的骨料含量，将各进料仓中重叠的骨料级配含量叠加,同时代入以上各参数，可以得到以下公式：

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M_{m(m＝1,2,3···)}

将上述公式展开，可以得到以下方程组：

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M₁

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M₂

···

s·h·t·Fet[(A₁+A₂+···)V₁+(B₁+B₂+···)V₂+···]＝Q·M_m

其中，m为正整数，“Fet”指取出各进料仓中与沥青混凝土配方中需要的且相同的骨料级配区间的含量，将各进料仓中重叠的骨料级配含量叠加；

计算出满足该方程组的所有V_n解，并选出一组最合适的解，这组解中各个V_n的数值大小在0-2m/s；

步骤4、根据计算出的各骨料传送带需要达到的速度比，通过PLC控制变频器，变频器给电机提供调压调频电源，改变电机转速来控制各骨料传送带速度。

3.根据权利要求2所述的一种沥青混合搅拌的防溢料方法，其特征在于：所述在线检测装置的检测方法具体如下：

步骤1.1、通过图像采集器采集各进料仓中的堆叠骨料图像，并将其传送至检测分析仪中；检测分析仪将图像采集器采集到的堆叠骨料图像进行图像处理；

步骤1.2、对处理后的堆叠骨料图像进行几何特征分析，计算出堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征；

步骤1.3、根据堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征，进一步分析得到堆叠骨料的粒度分布统计信息。

4.根据权利要求3所述的一种沥青混合搅拌的防溢料方法，其特征在于：所述步骤1.1中，对堆叠骨料图像进行图像处理具体包括以下步骤：

步骤1.1.1、首先对堆叠骨料图像进行灰度化处理，即将GRB彩色图转化为灰度图，每个像素的灰度值由下式计算出：

Gray＝R×0.299+G×0.587+B×0.114

其中，R、G、B分别为像素红、绿蓝三个通道的值，Gray位灰度值；

步骤1.1.2、对灰度化后的图像进行中值滤波，中值滤波将图像的每个像素用3×3邻域像素的中值代替；

步骤1.1.3、对滤波过后的图像进行阈值分割，采用基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法进行阈值分割处理；具体包括：

利用聚类全局阈值法求出中值滤波后的堆叠骨料图像的全局阈值T1；

将整张图像分为九个子图，针对每一个子图，用Niblack算法求出一个局部阈值T2；

将聚类法求得的阈值T1与Niblack算法求得的T2求加权和，得到每一个子图的阈值：T3＝αT1+(1-α)T2，其中α表示加权系数；

步骤1.1.4、对阈值分割处理后的堆叠骨料图像进行迭代的形态学腐蚀和膨胀操作以分离图像中相接触的颗粒；并对形态学腐蚀操作后的堆叠骨料图像进行填充颗粒中间的空洞处理；

步骤1.1.5、对边界处不完整的颗粒去除，采用面积周长比小于1判断是否为边界颗粒的条件，将边界颗粒从轮廓中去除；

步骤1.1.6、对处理后的堆叠骨料图像进行图像标定处理，所述图像标定处理采用小球标定法，具体包括：

在相同的图像采集环境下，对若干个直径已知的标准小球进行采集图像；小球图像经过图像处理处理后，计算获取图像中每个小球的像素面积值；将每个小球的真实面积值与图像中的像素面积值进行比较，比值的平均值作为系统的标定系数。