1.本发明属于机制砂检测领域，特别是涉及一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法及系统。
背景技术：2.机制砂作为天然砂的主要替代品，具有容易获得，资源再利用和保护环境等特点，因此成为广泛使用的材料。机制砂由石头破碎而成，其形态质量不稳定，在工程中砂子的三维形貌对工程建筑的耐用性和强度会造成很大影响，并且，测量机制砂颗粒三维形貌能够优化水泥配方，有效降低水泥成本。
3.目前现有技术中，多采用双目扫描机制砂的方式获取机制砂颗粒三维形貌，但是双目扫描机制砂的测量方式存在一些误差，无法准确地对机制砂颗粒进行全方位扫描，无法精确地确定机制砂颗粒的三维形貌。
技术实现要素：4.本发明的目的是提供一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，包括：
6.将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上；
7.通过摄像机组对所述机制砂颗粒进行全方位扫描，得到扫描图像，其中所述摄像机组为若干个摄像机；
8.对所述扫描图像进行仿真，基于仿真结果得到机制砂颗粒三维形貌。
9.优选地，将待测机制砂颗粒放置在所述平面灯板上之前还包括：
10.收集机制砂颗粒，对所述机制砂颗粒进行水洗且烘干，得到待测机制砂颗粒。
11.优选地，对所述机制砂颗粒进行全方位扫描的过程包括：
12.基于所述待测机制砂颗粒的大小，设置摄像距离，基于所述摄像距离，将若干个摄像机安装在所述平面灯板上面，其中所述若干个摄像机采用均匀分布位置安装；
13.通过所述若干个摄像机对所述机制砂颗粒的不同方位分别进行扫描，得到扫描图像。
14.优选地，对所述扫描图像进行仿真的过程包括：
15.对所述扫描图像进行分割及中值滤波，得到目标区域，对所述目标区域进行信息计算，得到计算结果，其中所述计算结果包括：颗粒圆形度、颗粒长宽比、宽高比及球形度。
16.优选地，得到机制砂颗粒三维形貌的过程包括：
17.基于所述计算结果，对机制砂颗粒进行定性分析，得到机制砂颗粒三维形貌。
18.为实现上述技术目的，本发明提供了一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试系统，包括：机制砂放置模块、图像扫描模块及三维仿真模块，其中所述机制砂获取模块、
所述图像扫描模块及所述三维仿真模块依次连接；
19.所述机制砂放置模块，用于将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上；
20.所述图像扫描模块，用于通过摄像机组对所述机制砂颗粒进行全方位扫描，得到扫描图像，其中所述摄像机组为若干个摄像机；
21.所述三维仿真模块，用于对所述扫描图像进行仿真，基于仿真结果得到机制砂颗粒三维形貌。
22.优选地，所述机制砂放置模块包括：机制砂处理单元；
23.所述机制砂处理单元，用于收集机制砂颗粒，对所述机制砂颗粒进行水洗且烘干，得到待测机制砂颗粒。
24.优选地，所述图像扫描模块包括：摄像机安装单元和图像扫描单元；
25.所述摄像机安装单元，基于所述待测机制砂颗粒的大小，设置摄像距离，基于所述摄像距离，将若干个摄像机安装在所述平面灯板上面，其中所述若干个摄像机采用均匀分布位置安装；
26.所述图像扫描单元，用于通过所述若干个摄像机对所述机制砂颗粒的不同方位分别进行扫描，得到扫描图像。
27.优选地，所述三维仿真模块包括：目标获取单元和信息计算单元；
28.所述目标获取单元，用于对所述扫描图像进行分割及中值滤波，得到目标区域；
29.所述信息计算单元，用于对所述目标区域进行信息计算，得到计算结果，其中所述计算结果包括：颗粒圆形度、颗粒长宽比、宽高比及球形度。
30.优选地，所述三维仿真模块还包括：定性分析单元；
31.所述定性分析单元，基于所述计算结果，对机制砂颗粒进行定性分析，得到机制砂颗粒三维形貌。
32.本发明的技术效果为：
33.本发明将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上，有利于生成待测机制砂颗粒的背光图像；通过摄像机组对机制砂颗粒进行全方位扫描，得到扫描图像，通过对扫描图像进行仿真，基于仿真结果得到机制砂颗粒三维形貌。本发明能够准确地对机制砂颗粒进行全方位扫描，精确地确定机制砂颗粒的三维形貌。
附图说明
34.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
35.图1为本发明实施例中的方法流程图；
36.图2为本发明实施例中的系统示意图。
具体实施方式
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
38.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不
同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
39.实施例一
40.如图1所示，本实施例中提供一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，包括：
41.将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上；
42.通过摄像机组对机制砂颗粒进行全方位扫描，得到扫描图像，其中摄像机组为若干个摄像机；
43.对扫描图像进行仿真，基于仿真结果得到机制砂颗粒三维形貌。
44.在一些实施例中，将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上之前还包括：收集机制砂颗粒，对机制砂颗粒进行水洗且烘干，得到待测机制砂颗粒。
45.在一些实施例中，对机制砂颗粒进行全方位扫描的过程包括：基于待测机制砂颗粒的大小，设置摄像距离，基于摄像距离，将若干个摄像机安装在平面灯板上面，其中若干个摄像机采用均匀分布位置安装；通过若干个摄像机对机制砂颗粒的不同方位分别进行扫描，得到扫描图像。
46.在一些实施例中，对扫描图像进行仿真的过程包括：对扫描图像进行分割及中值滤波，得到目标区域，对目标区域进行信息计算，得到计算结果，其中计算结果包括：颗粒圆形度、颗粒长宽比、宽高比及球形度。
47.在一些实施例中，得到机制砂颗粒三维形貌的过程包括：基于计算结果，对机制砂颗粒进行定性分析，得到机制砂颗粒三维形貌。
48.本实施例提供的一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，具体步骤如下：
49.步骤1，选取一定量的机制砂作为样本，进行清洗，烘干。将机制砂样本放置在led平面灯板上；
50.步骤2，将若干个摄像机通过支架安装在led平面灯板的上方位置，根据机制砂颗粒的大小，进一步确定摄像机的具体位置，若选取的机制砂颗粒大，则摄像机与led平面灯板的垂直距离可以远一些；若选取的机制砂颗粒小，则摄像机与led平面灯板的垂直距离不能太远，要满足摄像机与led平面灯板保持距离，使摄像机能够对机制砂进行拍摄。因此基于机制砂颗粒的大小，对摄像机的摄像距离进行设置，基于设置好的摄像距离将若干个摄像机进行固定安装。
51.待测机制砂按照圆形或者方形排列在led灯板上，若干个摄像机形成的平面与待测机制砂的平面平行，选取待测机制砂平面的中心位置，以中心位置为圆心，与摄像机形成的平面构成一个圆锥形状，将若干个摄像机均匀安装在圆锥的圆周长上，保证在采集图像时颗粒之间不出现连接和遮挡。
52.步骤3，将待测机制砂通过标注软件标注，以区分不同机制砂的三维形貌，再通过若干个摄像机对标注好的机制砂进行全方位扫描，得到每一粒机制砂的扫描图像。
53.步骤4，通过matlab软件获得目标区域，具体过程：直接调用matlab函数库中graythresh函数计算采集图像的灰度值，再调用im2bw函数对图像进行分割，使目标颗粒灰度值为0，背景灰度为1，然后调用medfilt2函数对图像进行中值滤波，以清除图像中的噪点，之后调用bwareaopen函数消除图像中的非目标对象，如灰尘等，最后调用imfill函数消
除目标对象区域中可能因光学反射产生的亮点，使目标区域成为完整的连通体。
54.步骤5，使用matlab软件对目标区域进行处理，计算获得包括：颗粒圆形度、颗粒长宽比、宽高比及球形度，通过计算结果得到机制砂颗粒三维形貌。
55.本发明的技术效果为：
56.本发明将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上，有利于生成待测机制砂颗粒的背光图像；通过摄像机组对机制砂颗粒进行全方位扫描，得到扫描图像，通过对扫描图像进行仿真，基于仿真结果得到机制砂颗粒三维形貌。本发明能够准确地对机制砂颗粒进行全方位扫描，精确地确定机制砂颗粒的三维形貌。
57.实施例二
58.如图2所示，为实现上述技术目的，本实施例提供了一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试系统，包括：机制砂放置模块、图像扫描模块及三维仿真模块，其中机制砂获取模块、图像扫描模块及三维仿真模块依次连接；
59.机制砂放置模块，用于将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上；
60.图像扫描模块，用于通过摄像机组对机制砂颗粒进行全方位扫描，得到扫描图像，其中摄像机组为若干个摄像机；
61.三维仿真模块，用于对扫描图像进行仿真，基于仿真结果得到机制砂颗粒三维形貌。
62.在一些实施例中，机制砂放置模块包括：机制砂处理单元；机制砂处理单元，用于收集机制砂颗粒，对机制砂颗粒进行水洗且烘干，得到待测机制砂颗粒。
63.在一些实施例中，图像扫描模块包括：摄像机安装单元和图像扫描单元；摄像机安装单元，基于待测机制砂颗粒的大小，设置摄像距离，基于摄像距离，将若干个摄像机安装在平面灯板上面，其中若干个摄像机采用均匀分布位置安装；图像扫描单元，用于通过若干个摄像机对机制砂颗粒的不同方位分别进行扫描，得到扫描图像。
64.在一些实施例中，三维仿真模块包括：目标获取单元和信息计算单元；目标获取单元，用于对扫描图像进行分割及中值滤波，得到目标区域；信息计算单元，用于对目标区域进行信息计算，得到计算结果，其中计算结果包括：颗粒圆形度、颗粒长宽比、宽高比及球形度。
65.在一些实施例中，三维仿真模块还包括：定性分析单元；定性分析单元，基于计算结果，对机制砂颗粒进行定性分析，得到机制砂颗粒三维形貌。
66.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
技术特征：1.一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，其特征在于，包括以下步骤：将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上；通过摄像机组对所述机制砂颗粒进行全方位扫描，得到扫描图像，其中所述摄像机组包括若干个摄像机；对所述扫描图像进行仿真，基于仿真结果得到机制砂颗粒三维形貌。2.根据权利要求1所述的基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，其特征在于，将待测机制砂颗粒放置在所述平面灯板上之前还包括：收集机制砂颗粒，对所述机制砂颗粒进行水洗且烘干，得到待测机制砂颗粒。3.根据权利要求1所述的基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，其特征在于，对所述机制砂颗粒进行全方位扫描的过程包括：基于所述待测机制砂颗粒的大小，设置摄像距离，基于所述摄像距离，将若干个摄像机安装在所述平面灯板上面，其中所述若干个摄像机采用均匀分布位置安装；通过所述若干个摄像机对所述机制砂颗粒的不同方位分别进行扫描，得到扫描图像。4.根据权利要求1所述的基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，其特征在于，对所述扫描图像进行仿真的过程包括：对所述扫描图像进行分割及中值滤波，得到目标区域，对所述目标区域进行信息计算，得到计算结果，其中所述计算结果包括：颗粒圆形度、颗粒长宽比、宽高比及球形度。5.根据权利要求4所述的基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，其特征在于，得到机制砂颗粒三维形貌的过程包括：基于所述计算结果，对机制砂颗粒进行定性分析，得到机制砂颗粒三维形貌。6.一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试系统，其特征在于，包括：机制砂放置模块、图像扫描模块及三维仿真模块，其中所述机制砂获取模块、所述图像扫描模块及所述三维仿真模块依次连接；所述机制砂放置模块，用于将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上；所述图像扫描模块，用于通过摄像机组对所述机制砂颗粒进行全方位扫描，得到扫描图像，其中所述摄像机组为若干个摄像机；所述三维仿真模块，用于对所述扫描图像进行仿真，基于仿真结果得到机制砂颗粒三维形貌。7.根据权利要求6所述的基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试系统，其特征在于，所述机制砂放置模块包括：机制砂处理单元；所述机制砂处理单元，用于收集机制砂颗粒，对所述机制砂颗粒进行水洗且烘干，得到待测机制砂颗粒。8.根据权利要求6所述的基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试系统，其特征在于，所述图像扫描模块包括：摄像机安装单元和图像扫描单元；所述摄像机安装单元，基于所述待测机制砂颗粒的大小，设置摄像距离，基于所述摄像距离，将若干个摄像机安装在所述平面灯板上面，其中所述若干个摄像机采用均匀分布位置安装；所述图像扫描单元，用于通过所述若干个摄像机对所述机制砂颗粒的不同方位分别进行扫描，得到扫描图像。
9.根据权利要求6所述的基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试系统，其特征在于，所述三维仿真模块包括：目标获取单元和信息计算单元；所述目标获取单元，用于对所述扫描图像进行分割及中值滤波，得到目标区域；所述信息计算单元，用于对所述目标区域进行信息计算，得到计算结果，其中所述计算结果包括：颗粒圆形度、颗粒长宽比、宽高比及球形度。10.根据权利要求9所述的基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试系统，其特征在于，所述三维仿真模块还包括：定性分析单元；所述定性分析单元，基于所述计算结果，对机制砂颗粒进行定性分析，得到机制砂颗粒三维形貌。
技术总结本发明公开了一种基于多目扫描的机制砂颗粒三维形貌测试方法，包括：将待测机制砂颗粒放置在平面灯板上；通过摄像机组对所述机制砂颗粒进行全方位扫描，得到扫描图像，其中所述摄像机组为若干个摄像机；对所述扫描图像进行仿真，基于仿真结果得到机制砂颗粒三维形貌。通过以上技术方案，本发明能够准确地对机制砂颗粒进行全方位扫描，精确地确定机制砂颗粒的三维形貌。粒的三维形貌。粒的三维形貌。
技术研发人员：白伟 田波 何哲 黄香健 向傑 魏作标 李思李 李立辉 江河滨 权磊 吕东滨 王立伟
受保护的技术使用者：广西南天高速公路有限公司
技术研发日：2022.07.13
技术公布日：2022/11/1
