基于图像处理的级配碎石级配检测研究

摘要

级配碎石是道路建设中的重要组成部分，直接影响着道路的质量和交通安全。道路中的级配碎石层既有利于吸收和排出路面上的雨水，又有承受着荷载的作用，有利于减轻路面的变形。因此，检测级配碎石是否合格，是非常必要的。对于级配碎石的检测，传统的方法比较费时费力。本文主要利用数字图像处理技术，对碎石粒径的级配比进行检测，提取出级配曲线，并尝试移植到嵌入式系统中。本文解决了图像尺寸标定问题，实现了石粒信息的提取，设计了求取石粒主次轴长度的算法，以及基于二维图像的碎石颗粒体积估算算法，提取出级配曲线实现了级配检测。本文工作主要有以下几个方面。
　　 1、在蓝色调视图中，本文利用扭曲矫正技术对目标区域进行校正，解决了图像尺寸的定标问题和图像拍摄的倾斜问题，降低了拍摄角度和拍摄距离的要求，适用于手持设备的拍摄。
　　 2、给出了石粒像素信息和石粒几何参数信息的数据结构表示形式，并以此为基础实现了碎石颗粒的提取。从图像提取出的每一颗碎石中，用石粒线段表记载像素信息，用石粒表记载主轴、次轴、外接矩形、质心、体积等几何信息。
　　 3、设计了求取碎石颗粒主次轴的算法。按照一定的角度步长，通过搜索过质心的石粒直径，最长的石粒直径就是石粒主轴。石粒次轴则通过搜索垂直于主轴的最宽粒径来获取。
　　 4、在碎石颗粒主轴和碎石颗粒次轴的基础上，设计了碎石颗粒体积的估算算法，并尝试将这些算法中移植到嵌入式系统中。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 级配碎石国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 研究内容及组织结构

1．3．1 研究内容

1．3．2 组织结构

第2章 图像预处理

2．1 数字图像处理方法

2．2 图像的采集

2．3 图像的扭曲矫正

2．3．1 灰度化

2．3．2 扭曲矫正

2．4 本章小结

第3章 碎石颗粒分割

3．1 碎石颗粒二维形状描述形式

3．2 图像增强

3．3 石粒分割

3．3．1 碎石颗粒形状信息的提取与存储

3．3．2 碎石颗粒形状信息的扫描

3．4 本章小结

第4章 碎石颗粒几何信息的提取

4．1 碎石颗粒质心、面积的提取

4．2 碎石颗粒主轴算法设计与实现

4．2．1 提取碎石颗粒主轴流程图

4．2．2 搜索方向

4．2．3 搜索边界步长

4．3 碎石颗粒次轴算法设计与实现

4．3．1 提取碎石颗粒次轴流程图

4．3．2 提取碎石颗粒的垂直主轴线段

4．4 本章小结

第5章 碎石颗粒体积的提取和级配检测

5．1 碎石颗粒体积的提取

5．1．1 碎石颗粒体积估算算法设计

5．1．2 算法比较

5．2 级配曲线的显示与分析

5．2．1 级配曲线

5．2．2 误差分析

5．3 本章总结

第6章 移植探索

6．1 Windows CE

6．2 开发板OK6410硬件资源特性

6．2．1 处理器

6．2．2 硬件资源

6．3 开发环境

6．3．1 PC与开发板同步

6．3．2 部署调试

6．3 移植尝试

6．3．1 移植尝试

6．3．2 移植尝试中的问题

6．4 本章小结

总结与展望

1 总结

2 展望

致谢

参考文献