CN112649325A - 一种混凝土扩展度自动测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土扩展度自动测量方法及系统，其中方法包括固定试验底板与图像采集设备的相对位置关系；图像采集设备采集在试验底板上进行的混凝土坍落扩展度试验结束后的图片，发送给识别设备；识别设备读取图片，基于图片得到俯视二维图像，俯视二维图像中至少包括混凝土扩展边界和试验底板边界；在俯视二维图像中获取以混凝土扩展边界所围成形状的形心为原点的多个线段，并计算多个线段的长度，根据长度对比得到长度最大的第一目标线段和与第一目标线段垂直的第二目标线段；以第一目标线段和第二目标线段的长度的平均值作为混凝土扩展度。本发明能够简单且精确地测量混凝土扩展度，提高测量的效率和精度，避免人为因素影响测量结果。

Description

一种混凝土扩展度自动测量方法及系统

技术领域

本发明属于混凝土测量技术领域，尤其涉及一种混凝土扩展度自动测量方法及系统。

背景技术

混凝土扩展度是流动性混凝土的测量指标。混凝土扩展度就是流动混凝土在自然堆积状态下的流动能力。扩展度的测量方法是在测量混凝土坍落度的同时进行的，即当坍落度桶提起后，混凝土在坍落的同时，也在向外扩散，这个混凝土扩散面的直径，即为混凝土的扩展度。长久以来，扩展度都是通过常规测量得到，常规测量方法包括两种，第一种方法是人工测量，通常需要三位工作人员完成，即需要完成计时，提桶、测量的工作，这些操作均用人手工完成，具有较大的不确定型，测量结果往往也存在很大误差。获取的数据也需要人员手工记录或者录入，存在很大的误操作风险。第二种方法是视频测量，预先在试验底板上绘制刻度线信息，将图像采集设备的镜头参考试验底板的坐标，正对混凝土流动的平面进行混凝土坍落扩展试验过程的拍摄，然后通过拍摄图像与刻度线信息得到混凝土扩展度。但是这种方式需要图像采集设备的镜头固定且满足成像面与试验平面平行，即正对拍摄的混凝土流动平面，操作复杂，对图像采集设备的安装精度要求高，否则就会产生由于成像面角度带来的测量结构的偏差。同时由于图像采集设备的仅对正对拍摄的混凝土流动平面，会产生无法避免的认为操作混凝土坍落扩展试验过程时的遮挡，混凝土坍落扩展过程获取不完整。而且混凝土坍落扩展后通常为不规则形状，通过刻度线测量结果不太准确，进一步地第二种方法需要对试验底板预先绘制刻度线，对底板的刻度线的精确度要求较高，存在不可避免的加工误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土扩展度自动测量方法及系统，能够简单且精确地测量混凝土扩展度，提高测量的效率和精度，避免人为因素影响测量结果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种混凝土扩展度自动测量方法，包括

固定试验底板与图像采集设备的相对位置关系；

图像采集设备采集在试验底板上进行的混凝土坍落扩展度试验结束后的图片，发送给识别设备；

识别设备读取图片，根据图片得到混凝土扩展度；

其中根据图片得到混凝土扩展度的过程如下：

基于图片得到俯视二维图像，俯视二维图像中至少包括混凝土扩展边界和试验底板边界；

在俯视二维图像中获取混凝土扩展边界所围成形状的形心位置，以形心为原点，每隔预设角度做直线，并使得直线延伸至与混凝土扩展边界交叉，截取直线在混凝土扩展边界内的线段，得到多个线段，基于试验底板的实际边长和试验底板的边与每个线段的相似比，得到每个线段的长度；

对比多个线段的长度大小，得到长度最大的第一目标线段，并根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，并获取第二目标线段的长度；

以第一目标线段和第二目标线段的长度的平均值作为混凝土扩展度。

进一步地，基于图片得到俯视二维图像的步骤包括：

对图片进行canny边缘检测，得到一张包含试验底板边界以及混凝土坍落扩展度试验结束时的混凝土扩展边界的三维图像，将该三维图像进行投影变换，得到俯视二维图。

进一步地，根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，并获取第二目标线段的长度的步骤包括：

将第一目标线段以形心为圆点旋转九十度，截取第一目标线段在混凝土扩展边界内的线段，得到第二目标线段；

基于试验底板的实际边长和试验底板的边与第二目标线段的相似比，得到第二目标线段的长度。

本发明还提供了一种混凝土扩展度自动测量方法，包括

固定试验底板与图像采集设备的相对位置关系；

图像采集设备采集在试验底板上进行的混凝土坍落扩展度试验的视频，发送给识别设备；

识别设备读取视频，根据视频得到混凝土扩展度；

其中根据视频得到混凝土扩展度的过程如下：

基于视频得到多张俯视二维图像，俯视二维图像中至少包括混凝土扩展边界和试验底板边界；

对于每个俯视二维图像，在俯视二维图像中获取混凝土扩展边界所围成形状的形心位置，以形心为原点，每隔预设角度做直线，并使得直线延伸至与混凝土扩展边界交叉，截取直线在混凝土扩展边界内的线段，得到多个线段，基于试验底板的实际边长和试验底板的边与每个线段的相似比，得到每个线段的长度；

在每个俯视二维图像中，对比多个线段的长度大小，得到长度最大的第一目标线段，并根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，并获取第二目标线段的长度；

基于多张俯视二维图像中第一目标线段和第二目标线段的长度，得到混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段，并以混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段的长度的平均值作为混凝土扩展度。

进一步地，基于视频得到多张俯视二维图像的步骤包括：

对视频的每一帧图像进行canny边缘检测，得到多张包含混凝土扩展边界和试验底板边界的三维图像，将多张三维图像分别进行投影变换，得到多张俯视二维图像。

进一步地，基于若干俯视二维图像中第一目标线段和第二目标线段的长度，得到混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段的步骤包括：

在多张俯视二维图像中依次选择一张目标二维图像，判断目标二维图像上的第一目标线段与后一张俯视二维图像上的第一目标线段的长度差值是否小于预设长度阈值，以及判断目标二维图像上的第二目标线段与后一张俯视二维图像上的第二目标线段的长度差值是否小于预设长度阈值；

若是，则以目标二维图像中的第一目标线段和第二目标线段作为混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段。

本发明还提供了一种混凝土扩展度自动测量系统，包括试验底板、图像采集设备及识别设备，其中试验底板用于进行混凝土坍落扩展度试验；

图像采集设备用于采集在试验底板上进行的混凝土坍落扩展度试验的图像信息后，发送给识别设备，图像信息包括混凝土坍落扩展度试验结束后的图片或混凝土坍落扩展度试验的视频；

识别设备用于读取图像信息，根据图像信息得到混凝土扩展度。

进一步地，还包括可伸缩三角架，可伸缩三角架上设有万向调节装置，万向调节装置上设有用于固定图像采集设备的固定座。

进一步地，还包括存储设备，存储设备用于接收识别设备发送的图像信息以及图像信息对应的混凝土扩展度，并进行关联存储。

进一步地，图像采集设备、识别设备和存储设备集成在一个设备中；

或者图像采集设备与识别设备之间和识别设备与存储设备之间通过有线或者无线方式进行连接。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：通过固定试验底板与图像采集设备的相对位置关系，识别设备根据图像采集设备采集的图像信息得到混凝土扩展度，由于本发明提供的方法利用图像处理技术，不需要图像采集设备正对试验底板，图像采集设备可以任意设置，只要能拍摄混凝土坍落扩展度试验的全貌即可，节省图像采集设备的摆放时间，进而提高测量的效率，并且不需要在试验底板上设置精确的刻度信息，通过试验底板的实际边长和试验底板的边与线段的相似比得到混凝土扩展度，能够简单且精确地实现混凝土扩展度的测量，提高测量的效率和精度，避免人为因素影响测量结果。

附图说明

图1为本发明实施例1的混凝土扩展度自动测量方法的流程图；

图2为本发明混凝土扩展度自动测量系统的示意图；

图3为本发明混凝土扩展度自动测量方法中进行投影变换前三维图像的示意图；

图4为本发明混凝土扩展度自动测量方法中进行投影变换后俯视二维图像的示意图

图5为本发明混凝土扩展度自动测量方法中第一目标线段和第二目标限度获取过程的示例示意图；

图6为本发明实施例2的混凝土扩展度自动测量方法的流程图。

具体实施方式

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

请参阅图1至图5，图1为本发明实施例1的混凝土扩展度自动测量方法的流程图，图2为本发明混凝土扩展度自动测量系统的示意图，图3为本发明混凝土扩展度自动测量方法中进行投影变换前三维图像的示意图，图4为本发明混凝土扩展度自动测量方法中进行投影变换后俯视二维图像的示意图，图5为本发明混凝土扩展度自动测量方法中第一目标线段和第二目标限度获取过程的示例示意图。

一种混凝土扩展度自动测量方法，包括

步骤101、固定试验底板1与图像采集设备2的相对位置关系；

步骤102、图像采集设备2采集在试验底板1上进行的混凝土坍落扩展度试验结束后的图片，发送给识别设备；

步骤103、识别设备读取图片，根据图片得到混凝土扩展度；

其中根据图片得到混凝土扩展度的过程如下：

S101、基于图片得到俯视二维图像，俯视二维图像中至少包括混凝土扩展边界3和试验底板1边界；

S102、在俯视二维图像中获取混凝土扩展边界3所围成形状的形心位置，以形心为原点，每隔预设角度做直线，并使得直线延伸至与混凝土扩展边界3交叉，截取直线在混凝土扩展边界3内的线段，得到多个线段，基于试验底板1的实际边长和试验底板1的边与每个线段的相似比，得到每个线段的长度；

S103、对比多个线段的长度大小，得到长度最大的第一目标线段，并根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，并获取第二目标线段的长度；

S104、以第一目标线段和第二目标线段的长度的平均值作为混凝土扩展度。

在上述步骤101至步骤103中，将试验底板1放置在平整的底面上，使得试验底板1水平放置，试验底板1包括但不限于常用的玻璃、不锈钢等材料的平台，只要试验底板1的摩擦系数即尺寸满足规范要求即可。图像采集设备2固定在试验底板1的斜上方，只要图像采集设备2能够拍摄混凝土坍落扩展度试验的全貌即可，即能捕捉到试验底板1以及混凝土。固定好试验底板1与图像采集设备2的相对位置关系后，在试验底板1上进行混凝土坍落扩展度试验，即将坍落度筒倒置于试验底板1的中心位置，并将混凝土倒入坍落度桶中并抹平，然后提起坍落度桶，混凝土由坍落度筒边界5向外扩展，在一段时间后，如25秒或30秒后，此时混凝土扩展的范围变化很小，则可以认为混凝土扩展结束。然后通过图像采集设备2拍摄一张混凝土坍落扩展度试验结束后的图片，图片上包含试验底板1及试验底板1上的混凝土，图像采集设备2拍摄完成后将图片发送给识别设备。识别设备读取图片并对图片进行处理，得到混凝土坍落扩展度试验结束后的混凝土扩展度。

以下说明识别设备根据图片得到混凝土扩展度的过程：

在步骤S101中，图像采集装置拍摄的图片包含地面、试验底板1和扩展后的混凝土，并且由于图像采集设备2的镜头不是正对试验底板1，因此图像采集设备2拍摄的图片中的试验底板1和混凝土扩展形状是三维图像，因此需要将空间坐标系中三维的试验底板1和混凝土扩展形状转换到目标平面定义的直角坐标系内，即将拍摄的三维图像转换到俯视的平面二维图。同时需要获取试验底板1的边界和混凝土扩展边界3，以便后续计算混凝土扩展度。

进一步地，在步骤S101中，基于图片得到俯视二维图像的步骤包括：

S1011、对图片进行canny边缘检测，得到一张包含试验底板1边界以及混凝土坍落扩展度试验结束时的混凝土扩展边界3的三维图像，将该三维图像进行投影变换，得到俯视二维图。

在步骤S1011中，canny边缘检测是现有边缘检测算法的一种，它的优点在于错误率低、定位精度高，即能准确定位子图像灰度变换最大的地方、抑制虚假边缘。canny边缘检测的结果会输出一张包含底板边界以及混凝土扩展边界3的三维图像，由于图片是在混凝土坍落扩展度试验结束时拍摄的，因此本实施例得到的混凝土扩展边界3为混凝土扩展结束后的边界。然后对该包含试验底板1边界以及混凝土扩展边界3的三维图像进行投影变换，就是将三维图像上的试验底板1边界以及混凝土扩展边界3变换到目标平面定义的直角坐标系内，从而得到俯视二维图像，该俯视二维图像内包含混凝土扩展边界3和试验底板1边界。投影变换是把空间坐标系中的三维物体或对象转变为二维图像的现有技术，在此不再赘述。

在上述步骤S102中，在得到的俯视二维图像中，基于混凝土扩展边界3，通过二重积分计算得到混凝土扩展边界3的形心位置，然后以形心为原点，每隔预设角度做一条经过形心的直线，即相邻两直线之间的夹角为预设角度，直线的两端需要延伸至与混凝土扩展边界3交叉。预设角度可以设置为1°，或者可根据需要设置更高的精度，即将预设角度设置为小于1°。做完直线后，截取直线在混凝土扩展边界3内的线段，得到多个线段，多个线段表示混凝土扩展边界3所围成的形状的直径。由于试验底板1的实际边长是已知的，试验底板1一般按照规范要求为1米。识别设备以相同的测量单位测量俯视二维图像上的试验底板1的边长以及每个线段的长度，根据测量的试验底板1的边长以及每个线段的长度得到试验底板1的边与每个线段之间的相似比，再以相似比乘以试验底板1的实际边长即可得到每个线段的长度。

在上述步骤S103中，对比多个线段的长度大小，找出长度最大的线段记为第一目标线段，对比过程可以先任选两个线段进行对比，然后将该两个线段中长度较长的线段与剩余的线段中的一个线段进行对比，以此循环直到完成所有线段的对比。当然对比过程也可以采用其它现有的对比方式，在此不限定对比方式。得到长度最大的第一目标线段之后，根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，第二目标线段可以在多个线段中寻找或者通过旋转第一目标线段的方式得到，然后基于第二目标线段获取第二目标线段的长度，使得后续计算的混凝土扩展度符合规范要求。

进一步地，在步骤S103中，根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，并获取第二目标线段的长度的步骤包括：

S1031、将第一目标线段以形心为圆点旋转九十度，截取第一目标线段在混凝土扩展边界3内的线段，得到第二目标线段；

S1032、基于试验底板1的实际边长和试验底板1的边与第二目标线段的相似比，得到第二目标线段的长度。

在上述步骤S1031和步骤1032中，将第一目标线段以形心为圆点旋转九十度，由于第一目标线段是多个线段中长度最长的，因此第一目标线段在旋转九十度之后，其两端会伸出混凝土扩展边界3外，截取第一目标线段在混凝土扩展边界3内的部分得到第二目标线段，识别设备以相同的测量单位测量俯视二维图像上的试验底板1的边长以及第二目标线段的长度，根据测量的试验底板1的边长以及第二目标线段的长度得到试验底板1的边与第二目标线段之间的相似比，再以该相似比乘以试验底板1的实际边长即可得到第二目标线段的长度。

在上述步骤S104中，以第一目标线段和第二目标线段的长度的平均值作为混凝土扩展度，该步骤符合标准实施要求，得到的混凝土扩展度更为精确，可避免人为因素影响测量结果。

实施例2

请结合参阅图6，图6为本发明实施例2的混凝土扩展度自动测量方法的流程图。本发明还提供了一种混凝土扩展度自动测量方法，包括

步骤201、固定试验底板1与图像采集设备2的相对位置关系；

步骤202、图像采集设备2采集在试验底板1上进行的混凝土坍落扩展度试验的视频，发送给识别设备；

步骤203、识别设备读取视频，根据视频得到混凝土扩展度；

其中根据视频得到混凝土扩展度的过程如下：

S201、基于视频得到多张俯视二维图像，俯视二维图像中至少包括混凝土扩展边界3和试验底板1边界；

S202、对于每个俯视二维图像，在俯视二维图像中获取混凝土扩展边界3所围成形状的形心位置，以形心为原点，每隔预设角度做直线，并使得直线延伸至与混凝土扩展边界3交叉，截取直线在混凝土扩展边界3内的线段，得到多个线段，基于试验底板1的实际边长和试验底板1的边与每个线段的相似比，得到每个线段的长度；

S203、在每个俯视二维图像中，对比多个线段的长度大小，得到长度最大的第一目标线段，并根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，并获取第二目标线段的长度；

S204、基于多张俯视二维图像中第一目标线段和第二目标线段的长度，得到混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段，并以混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段的长度的平均值作为混凝土扩展度。

在步骤201至步骤203中，将试验底板1放置在平整的底面上，使得试验底板1水平放置，试验底板1包括但不限于常用的玻璃、不锈钢等材料的平台，只要试验底板1的摩擦系数即尺寸满足规范要求即可。图像采集设备2固定在试验底板1的斜上方，只要图像采集设备2能够拍摄混凝土坍落扩展度试验的全貌即可，即能捕捉到试验底板1以及混凝土。固定好试验底板1与图像采集设备2的相对位置关系后，在试验底板1上进行混凝土坍落扩展度试验，即将坍落度筒倒置于试验底板1的中心位置，并将混凝土倒入坍落度桶中并抹平，然后提起坍落度桶，在提起坍落度桶的同时通过图像采集设备2开始录制视频，在一段时间后，如25秒或30秒后，此时混凝土扩展的范围变化很小，则可以认为混凝土扩展结束，则停止图像采集设备2录制视频，得到混凝土坍落扩展度试验过程的拍摄视频，即视频包含试验底板1及试验底板1上的混凝土扩展过程，图像采集设备2拍摄完成后将视频发送给识别设备。识别设备读取视频并对视频进行处理，得到混凝土坍落扩展度试验结束后的混凝土扩展度。

以下说明识别设备根据视频得到混凝土扩展度的过程：

在上述步骤S201中，图像采集装置拍摄的视频包含地面、试验底板1和混凝土的扩展过程，并且由于图像采集设备2的镜头不是正对试验底板1，因此图像采集设备2拍摄的视频中的试验底板1和混凝土扩展形状是三维图像，因此需要将空间坐标系中三维的试验底板1和混凝土扩展形状转换到目标平面定义的直角坐标系内，即将视频的每一帧图像的三维图像转换到俯视的平面二维图。同时需要获取试验底板1的边界和混凝土扩展边界3，以便后续计算混凝土扩展度

进一步地，在步骤S201中，基于视频得到多张俯视二维图像的步骤包括：

S2011、对视频的每一帧图像进行canny边缘检测，得到多张包含混凝土扩展边界3和试验底板1边界的三维图像，将多张三维图像分别进行投影变换，得到多张俯视二维图像。

在上述步骤S2011中，将视频的每一帧图像提取出来，然后分别对每一帧图像进行canny边缘检测，多张包含底板边界以及混凝土扩展边界3的三维图像。canny边缘检测是现有边缘检测算法的一种，它的优点在于错误率低、定位精度高，即能准确定位子图像灰度变换最大的地方、抑制虚假边缘。然后对每张包含试验底板1边界以及混凝土扩展边界3的三维图像进行投影变换，就是将三维图像上的试验底板1边界以及混凝土扩展边界3变换到目标平面定义的直角坐标系内，从而得到俯视二维图像，该俯视二维图像内包含混凝土扩展边界3和试验底板1边界。投影变换是把空间坐标系中的三维物体或对象转变为二维图像的现有技术，在此不再赘述。

在上述步骤S202和步骤S203中，对每个俯视二维图像的处理过程可以参照实施例1，以及在每个俯视二维图像中得到第一目标线段和第二目标线段的过程可以参照实施例1，在此不再赘述。

在上述步骤S204中，由于对视频进行处理后得到多张俯视二维图像，因此需要根据俯视二维图像中的第一目标线段和第二目标线段的长度，在多张俯视二维图像中找到混凝土扩展结束时对应的俯视二维图像，以根据混凝土扩展结束时对应的俯视二维图像的第一目标线段和第二目标线段得到混凝土扩展度。该步骤符合标准实施要求，得到的混凝土扩展度更为精确，可避免人为因素影响测量结果。

进一步地，在上述步骤S204中，基于若干俯视二维图像中第一目标线段和第二目标线段的长度，得到混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段的步骤包括：

S2041、在多张俯视二维图像中依次选择一张目标二维图像，判断目标二维图像上的第一目标线段与后一张俯视二维图像上的第一目标线段的长度差值是否小于预设长度阈值，以及判断目标二维图像上的第二目标线段与后一张俯视二维图像上的第二目标线段的长度差值是否小于预设长度阈值；

S2042、若是，则以目标二维图像中的第一目标线段和第二目标线段作为混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段。

在上述步骤S2041和步骤S2042中，在步骤S201中，将视频的每一帧图像转换为俯视二维图像，因此可以将多张俯视二维图像按照转换的顺序进行排序，然后在排好序的多张俯视二维图像中依次旋转一张目标二维图像，判断目标二维图像上的第一目标线段与位于目标二维图像后面的后一张俯视二维图像上的第一目标线段的长度差值是否小于预设长度阈值，同时判断目标二维图像上的第二目标线段与位于目标二维图像后面的后一张俯视二维图像上的第二目标线段的长度差值是否小于预设长度阈值，预设长度阈值可以根据需求确定，如将预设长度阈值设定为1mm。若是两个判断的结果均为是，则可以认为目标二维图像与其后面的俯视二维图像相差不大，将目标二维图像标记为混凝土扩展结束时对应的俯视二维图像。因此以目标二维图像中的第一目标线段和第二目标线段作为混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段。

本发明还提供了一种混凝土扩展度自动测量系统，包括试验底板1、图像采集设备2及识别设备，其中试验底板1用于进行混凝土坍落扩展度试验；图像采集设备2用于采集在试验底板1上进行的混凝土坍落扩展度试验的图像信息后，发送给识别设备，图像信息包括混凝土坍落扩展度试验结束后的图片或混凝土坍落扩展度试验的视频；识别设备用于读取图像信息，根据图像信息得到混凝土扩展度。

试验底板1呈正方形，包括但不限于常用的玻璃、不锈钢等材料的平台，只要试验底板1的摩擦系数即尺寸满足规范要求即可，试验底板1的边长为1米。图像采集设备2设置在试验底板1的斜上方，无需特定位置和角度，只需要使得图像采集设备2能够拍摄混凝土坍落扩展度试验的全貌即可，即能捕捉到试验底板1以及混凝土。进一步地，本发明混凝土扩展度自动测量系统还包括可伸缩三角架4，可伸缩三角架4上设有万向调节装置，万向调节装置上设有用于固定图像采集设备2的固定座。通过可伸缩三角架4以及万向调节装置，便于调节图像采集设备2的高度以及调节图像采集设备2朝向试验底板1的角度，并且保证图像采集设备2放置平稳，拍摄的图像或视频清晰。识别设备用于读取图像采集设备2发送的图像信息并进行处理分析，结合图像处理技术，计算得到混凝土扩展度。具体地，识别设备接收的图像信息时，判断图像信息是否为图片，若是，则以执行实施例1所述的方法；若否，则执行实施例2所述的方法。

进一步地，本发明混凝土扩展度自动测量系统还包括还包括存储设备，存储设备用于接收识别设备发送的图像信息以及图像信息对应的混凝土扩展度，并进行关联存储。存储设备保存试验数据，便于回溯查看。进一步地，图像采集设备2、识别设备和存储设备集成在一个设备中；或者图像采集设备2与识别设备之间和识别设备与存储设备之间通过有线或者无线方式进行连接。优选地，将图像采集设备2、识别设备和存储设备集成在一个设备中，可以是智能手机或平板电脑等带有摄像头的智能移动设备。利用智能手机或平板电脑本身的计算处理能力，例如智能手机或平板电脑的处理器，对捕捉到的图像信息进行分析，结合图像处理技术，计算得到混凝土扩展度。利用智能手机或平板电脑的优势在于将数据采集和数据处理合为一体，试验结束后即可得到混凝土扩展度。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：通过固定试验底板1与图像采集设备2的相对位置关系，识别设备根据图像采集设备2采集的图像信息得到混凝土扩展度，由于本发明提供的方法利用图像处理技术，不需要图像采集设备2正对试验底板1，图像采集设备2可以任意设置，只要能拍摄混凝土坍落扩展度试验的全貌即可，节省图像采集设备2的摆放时间，进而提高测量的效率，并且不需要在试验底板1上设置精确的刻度信息，通过试验底板1的实际边长和试验底板1的边与线段的相似比得到混凝土扩展度，能够简单且精确地实现混凝土扩展度的测量，提高测量的效率和精度，避免人为因素影响测量结果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种混凝土扩展度自动测量方法，其特征在于，包括

固定试验底板与图像采集设备的相对位置关系；

所述图像采集设备采集在试验底板上进行的混凝土坍落扩展度试验结束后的图片，发送给识别设备；

所述识别设备读取图片，根据所述图片得到混凝土扩展度；

其中根据所述图片得到混凝土扩展度的过程如下：

基于所述图片得到俯视二维图像，所述俯视二维图像中至少包括混凝土扩展边界和试验底板边界；

在所述俯视二维图像中获取混凝土扩展边界所围成形状的形心位置，以形心为原点，每隔预设角度做直线，并使得直线延伸至与混凝土扩展边界交叉，截取直线在混凝土扩展边界内的线段，得到多个线段，基于试验底板的实际边长和试验底板的边与每个线段的相似比，得到每个线段的长度；

对比多个线段的长度大小，得到长度最大的第一目标线段，并根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，并获取第二目标线段的长度；

以第一目标线段和第二目标线段的长度的平均值作为混凝土扩展度。

2.根据权利要求1所述的混凝土扩展度自动测量方法，其特征在于，所述基于所述图片得到俯视二维图像的步骤包括：

对所述图片进行canny边缘检测，得到一张包含试验底板边界以及混凝土坍落扩展度试验结束时的混凝土扩展边界的三维图像，将该三维图像进行投影变换，得到所述俯视二维图。

3.根据权利要求1所述的混凝土扩展度自动测量方法，其特征在于，所述根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，并获取第二目标线段的长度的步骤包括：

将第一目标线段以形心为圆点旋转九十度，截取第一目标线段在混凝土扩展边界内的线段，得到第二目标线段；

基于试验底板的实际边长和试验底板的边与第二目标线段的相似比，得到第二目标线段的长度。

4.一种混凝土扩展度自动测量方法，其特征在于，包括

固定试验底板与图像采集设备的相对位置关系；

所述图像采集设备采集在试验底板上进行的混凝土坍落扩展度试验的视频，发送给识别设备；

所述识别设备读取视频，根据所述视频得到混凝土扩展度；

其中根据所述视频得到混凝土扩展度的过程如下：

基于所述视频得到多张俯视二维图像，所述俯视二维图像中至少包括混凝土扩展边界和试验底板边界；

对于每个所述俯视二维图像，在所述俯视二维图像中获取混凝土扩展边界所围成形状的形心位置，以形心为原点，每隔预设角度做直线，并使得直线延伸至与混凝土扩展边界交叉，截取直线在混凝土扩展边界内的线段，得到多个线段，基于试验底板的实际边长和试验底板的边与每个线段的相似比，得到每个线段的长度；

在每个俯视二维图像中，对比多个线段的长度大小，得到长度最大的第一目标线段，并根据第一目标线段得到与其垂直的第二目标线段，并获取第二目标线段的长度；

基于多张所述俯视二维图像中第一目标线段和第二目标线段的长度，得到混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段，并以混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段的长度的平均值作为混凝土扩展度。

5.根据权利要求4所述的混凝土扩展度自动测量方法，其特征在于，所述基于所述视频得到多张俯视二维图像的步骤包括：

对所述视频的每一帧图像进行canny边缘检测，得到多张包含混凝土扩展边界和试验底板边界的三维图像，将多张三维图像分别进行投影变换，得到多张所述俯视二维图像。

6.根据权利要求4所述的混凝土扩展度自动测量方法，其特征在于，所述基于若干所述俯视二维图像中第一目标线段和第二目标线段的长度，得到混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段的步骤包括：

在多张所述俯视二维图像中依次选择一张目标二维图像，判断目标二维图像上的第一目标线段与后一张俯视二维图像上的第一目标线段的长度差值是否小于预设长度阈值，以及判断目标二维图像上的第二目标线段与后一张俯视二维图像上的第二目标线段的长度差值是否小于预设长度阈值；

若是，则以目标二维图像中的第一目标线段和第二目标线段作为混凝土坍落扩展度试验结束时对应的第一目标线段和第二目标线段。

7.一种混凝土扩展度自动测量系统，其特征在于，包括试验底板、图像采集设备及识别设备，其中所述试验底板用于进行混凝土坍落扩展度试验；

所述图像采集设备用于采集在试验底板上进行的混凝土坍落扩展度试验的图像信息后，发送给所述识别设备，所述图像信息包括混凝土坍落扩展度试验结束后的图片或混凝土坍落扩展度试验的视频；

所述识别设备用于读取图像信息，根据所述图像信息得到混凝土扩展度。

8.根据权利要求7所述的混凝土扩展度自动测量系统，其特征在于，还包括可伸缩三角架，所述可伸缩三角架上设有万向调节装置，所述万向调节装置上设有用于固定图像采集设备的固定座。

9.根据权利要求7所述的混凝土扩展度自动测量系统，其特征在于，还包括存储设备，所述存储设备用于接收识别设备发送的图像信息以及图像信息对应的混凝土扩展度，并进行关联存储。

10.根据权利要求9所述的混凝土扩展度自动测量系统，其特征在于，所述图像采集设备、识别设备和存储设备集成在一个设备中；

或者图像采集设备与识别设备之间和识别设备与存储设备之间通过有线或者无线方式进行连接。

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