CN109696382A - 一种视频辅助的自动针入度仪及其对针方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种视频辅助的自动针入度仪及其对针方法，所述自动针入度仪包括底座、固定在所述底座上的升降装置、与所述升降装置连接的针连杆和标准针，还包括光源、图像采集装置和图像处理装置，所述光源位于所述针连杆的一侧，所述图像采集装置位于所述针连杆的另一侧；在所述光源的照射下，所述图像采集装置实时采集所述标准针的影子与所述标准针的图像，并传输至所述图像处理装置；当所述标准针的影子与所述标准针的针尖重合时，控制所述升降装置停止下降。本发明通过实时获取标准针下降时的影像来判断标准针的针尖与针影端部之间的间距，进而完成精确对针，无需人工调整，有效消除人工参与导致的误差，提高测量结果的可靠性。

Description

一种视频辅助的自动针入度仪及其对针方法

技术领域

本发明涉及沥青针入度检测技术领域，尤其涉及一种自动针入度仪及其对针方法。

背景技术

针入度是在规定的温度和时间内，使一定重量的标准针垂直贯入试样的深度，而针入度仪是一种测量沥青针入度的仪器。在测量针入度时，需要先将针尖与试样表面进行接触、并且针尖不得插入试样内，否则会影响测量结果的精确性和可靠性。

目前的国内测量设备均需要人工手动对针，不仅效率低下，而且人为影响因素较大，对测量结果的可靠度影响较大。在对针过程中要么会针尖并未与试样表面进行接触，要么针尖已经插入试样表面内，难以控制达到针尖与试样刚好接触的临界状态。

当针碰到试样的时候有微小的力值变化，因此部分国外设备采用了高精度的测力传感器来测量对针过程中的力值变化，从而确定是否完成对针。一方面，这类设备在有力值反馈时，针与试样已经接触、甚至针尖已经插入试样表面，无法保证两者处于刚好接触的临界状态，因此其对针精度仍然难以达到理想状态。另一方面，这种设备中采用的高精度测力传感器价格高昂，导致设备成本大幅增加，性价比严重下降。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的自动针入度仪及其对针方法。具体地，本发明提供能够自动精确对针的针入度仪及其对针方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种视频辅助的自动针入度仪，包括底座、固定在所述底座上的升降装置、与所述升降装置连接的针连杆和标准针，所述自动针入度仪还包括光源、图像采集装置和图像处理装置，其中，所述光源位于所述针连杆的一侧，所述图像采集装置位于所述针连杆的另一侧，所述图像采集装置的输出端与所述图像处理装置的输入端连接，所述图像处理装置的输出端与所述升降装置连接；

在所述光源的照射下，所述图像采集装置实时采集所述标准针的影子与所述标准针的图像，并传输至所述图像处理装置；所述图像处理装置根据所述图像判断所述标准针的影子与所述标准针的针尖之间的间距，当所述标准针的影子与所述标准针的针尖重合时，控制所述升降装置停止下降。

所述图像获取模块实时获取所述图像采集装置采集到的图像并发送至所述图像对比模块，所述图像对比模块将收到的后一帧图像与前一帧图像进行对比，并将对比结果发送至所述判断模块。

其中，所述图像处理装置还包括存储模块，所述存储模块与所述图像获取模块和所述图像对比模块连接。

其中，所述升降装置包括电机和升降组件，所述图像处理装置的输出端与所述电机的输入端连接，所述电机的输出端与所述升降组件传动连接。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种自动针入度仪的对针方法，所述对针方法为通过采集图像和图像处理判断对针情况的方法。

其中，所述对针方法包括以下步骤：

安装调试好标准针后，开启光源、图像采集装置、图像处理装置、升降装置；

所述图像处理装置实时获取所述图像采集装置采集到的图像，并根据所述图像判断所述标准针的针尖与所述标准针的影子之间的间距；

当所述间距为零时，所述图像处理装置控制所述升降装置停止运行。

其中，所述根据所述图像判断所述标准针的针尖与所述标准针的影子之间的间距包括：

所述图像处理装置获取所述图像采集装置采集到的图像，并将收到的后一帧图像与前一帧图像进行对比；

当后一帧图像中的所述标准针的针尖与所述标准针的影子之间的间距与前一帧图像中的所述标准针的针尖与所述标准针的影子之间的间距相同时，判断该间距为零。

本发明所提供的自动针入度仪在光源的照射下，通过实时获取标准针下降时的影像来判断标准针的针尖与针影端部之间的间距，进而完成精确对针，无需人工调整，有效消除人工参与导致的误差，保证对针精度，提高测量结果的可靠性。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

图1示例性地示出了本发明的自动针入度仪的结构示意图；

图2示例性地示出了标准针与其影子的图像示意图；

图3示例性地示出了图像处理装置的结构示意图；

图4示例性地示出了本发明的对针方法的流程图。

具体实施方式

附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

由于对针精度对测量结果的精确度和可靠性影响极大，本发明在测量之前的对针过程中，通过在光源的照射下，利用图像采集装置实时采集标准针的图像，利用图像处理装置识别标准针的针尖与其影子尖部之间的距离，当两者重合时判断完成对针。此设备结构简单，只需在原有设备的基础上增设图像采集装置和图像处理装置，不仅成本低廉，而且对针精度高，大大提高了测量结果的可靠性。

下面结合附图，对根据本发明所提供的视频辅助的自动针入度仪及其对针方法进行详细说明。

图1示出了本发明的自动针入度仪的结构示意图，参照图1所示，该视频辅助的自动针入度仪包括底座1、固定在底座1上的升降装置2、与升降装置2连接的针连杆3和标准针4，还包括光源5、图像采集装置6和图像处理装置7。其中，光源5位于针连杆3的一侧，能够对标准针4及其下方的待测试样所在的区域进行照射；图像采集装置6位于针连杆3的另一侧，其输出端与图像处理装置7的输入端连接，图像采集装置6用于在光源5的照射下，采集标准针4及其投影在待测试样表面的影子的图像，并发送至图像处理装置7中进行识别处理。图像处理装置7的输出端与升降装置2连接，根据对图像的识别处理结果控制升降装置2继续控制标准针4下降或者停止运行。

图2示出了图像采集装置6所采集的标准针及其影子的图像示意图，如图所示，在光源5的照射下，图像采集装置6实时采集标准针4的影子40与标准针4的图像，并传输至图像处理装置7进行处理，识别两者之间的间距变化情况；图像处理装置7根据图像判断标准针4的影子40与标准针4的针尖之间的间距，当标准针4的影子与标准针4的针尖重合时，控制升降装置2停止下降。

图3示出了图像处理装置7的一种具体实施例的模块结构示意图，参照图3所示，在本实施例中，图像处理装置7包括图像获取模块71、图像对比模块72和判断模块73，图像获取模块71实时获取图像采集装置6采集到的图像并发送至图像对比模块72，图像对比模块72将收到的后一帧图像与前一帧图像进行对比，并将对比结果发送至判断模块73。在升降装置2下降过程中，在光源5的照射下，后一帧图像中标准针4的针尖与其影子40之间的间距小于前一帧图像中的两者间距，说明标准针在下降；当后一帧图像中的针尖与其影子之间的间距与前一帧图像中的两者间距没有变化时，说明针尖与影子重合，从而判断模块73发送停止信号至升降装置2，控制标准针4停止下降，完成精确对针。

在一个具体的实施例中，图像处理装置7还包括存储模块74，存储模块74与图像获取模块71和图像对比模块72连接。图像获取模块71获取的图像可以实时存入存储模块74中，同时，图像对比模块72的对比结果也可以存入存储模块74中，便于后续查询校对。

具体地，升降装置2包括电机21和升降组件22，图像处理装置7的输出端与电机21的输入端连接，电机21的输出端与升降组件22传动连接。当图像处理装置7判断标准针的针尖与其影子重合时，向电机21发送停止信号，控制电机21停止运行，升降组件22带动针连杆3停止下降，从而完成精确对针。

相对于上述视频辅助的自动针入度仪，本发明还提供了该自动针入度仪的对针方法，具体地，该对针方法为通过采集图像和图像处理判断对针情况的方法。

图4示出了该对针方法的一种实施例的流程图，参照图4所示，该对针方法包括以下步骤：

安装调试好标准针4后，开启光源5、图像采集装置6、图像处理装置7、升降装置2；

图像处理装置7实时获取图像采集装置6采集到的图像，并根据图像判断标准针4的针尖与标准针4的影子之间的间距；

当间距为零时，图像处理装置7控制升降装置2停止运行。

在一个典型的实施例中，上述的根据图像判断标准针4的针尖与标准针4的影子之间的间距具体包括以下步骤：

图像处理装置7获取图像采集装置6采集到的图像，并将收到的后一帧图像与前一帧图像进行对比；

当后一帧图像中的标准针4的针尖与标准针4的影子之间的间距与前一帧图像中的标准针4的针尖与标准针4的影子之间的间距相同时，判断该间距为零。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种视频辅助的自动针入度仪，包括底座(1)、固定在所述底座(1)上的升降装置(2)、与所述升降装置(2)连接的针连杆(3)和标准针(4)，其特征在于，所述自动针入度仪还包括光源(5)、图像采集装置(6)和图像处理装置(7)，其中，所述光源(5)位于所述针连杆(3)的一侧，所述图像采集装置(6)位于所述针连杆(3)的另一侧，所述图像采集装置(6)的输出端与所述图像处理装置(7)的输入端连接，所述图像处理装置(7)的输出端与所述升降装置(2)连接；

在所述光源(5)的照射下，所述图像采集装置(6)实时采集所述标准针(4)的影子与所述标准针(4)的图像，并传输至所述图像处理装置(7)；所述图像处理装置(7)根据所述图像判断所述标准针(4)的影子与所述标准针(4)的针尖之间的间距，当所述标准针(4)的影子与所述标准针(4)的针尖重合时，控制所述升降装置(2)停止下降。

2.如权利要求1所述的自动针入度仪，其特征在于，所述升降装置(2)包括电机(21)和升降组件(22)，所述图像处理装置(7)的输出端与所述电机(21)的输入端连接，所述电机(21)的输出端与所述升降组件(22)传动连接。

3.应用如权利要求1所述自动针入度仪的方法，其特征在于，包括以下步骤：

安装调试好标准针(4)后，开启光源(5)、图像采集装置(6)、图像处理装置(7)、升降装置(2)；

所述图像处理装置(7)实时获取所述图像采集装置(6)采集到的图像，并判断所述标准针(4)的针尖与所述标准针(4)的影子之间的间距；当所述间距为零时，所述图像处理装置(7)控制所述升降装置(2)停止运行。