【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,混凝土在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用越來越普遍,廣泛用于道路橋梁建設(shè)、建筑物、裝修等各領(lǐng)域。這對混凝土的性能指標提出了更高的要求,而影響混凝土的性能有諸多因素,如混凝土的用水量、水灰比、含沙率、水泥品種、骨料條件、外加劑等都會對混凝土的性能有一定的影響。目前,絕大數(shù)攪拌站仍然使用落后的設(shè)備和方法,在配比過程中完全依賴于經(jīng)驗來實施,無法根據(jù)對象需求進行定量的配比控制,這樣會造成資源的浪費,混凝土質(zhì)量不高等一系列問題。本文針對混凝土的沙石材料在攪拌倉內(nèi)攪拌均勻后,通過CCD攝像機獲取沙石圖像,基于MATLAB仿真平臺,運用數(shù)字圖像處理技術(shù),并對沙石圖像采用改進的二維Otsu閾值分割與區(qū)域生長相結(jié)合的算法進行分割,實現(xiàn)混凝土沙石圖像中孔隙的分割和統(tǒng)計孔隙率等功能。本文完成的主要工作如下:(1)確定混凝土沙石材料孔隙率檢測的研究方案,采用數(shù)字圖像處理技術(shù)對混凝土沙石材料中的孔隙進行分析�？紤]到現(xiàn)場環(huán)境,選取CCD攝像機拍攝采集圖像,選取張正友標定法作為圖像標定方法。針對圖像處理方案進行分析,確定圖像預(yù)處理以及分割方案。(2)運用圖像處理技術(shù),對采集到的沙石圖像進行預(yù)處理。首先做灰度圖像處理,然后分析并比較均值濾波、中值濾波和梯度倒數(shù)加權(quán)法等濾波方法的效果,發(fā)現(xiàn)中值濾波效果最為理想;再對圖像進行均衡化,增強圖像對比度;在閾值二值化處理過程中,采用迭代式閾值分割和最大類間方差兩種方法,并對比處理效果;最后采取區(qū)域填充對二值化后的圖像進行優(yōu)化。(3)將改進二維Otsu閾值分割算法與區(qū)域生長算法結(jié)合,對混凝土沙石材料圖像進行分割。首先用改進的二維Otsu閾值分割算法對預(yù)處理后的圖像完成初始分割,然后對二值化圖像進行種子點選取,按照生長準則將具有同質(zhì)性的像素區(qū)域集合起來生長出更大的區(qū)域,重復(fù)迭代上一過程,完成最終分割。(4)通過攝像機模型,采用張正友標定法獲取相機內(nèi)外參數(shù),然后通過相機坐標系與世界坐標系之間的關(guān)系進行換算,得到圖像與實際孔隙的比例關(guān)系。再根據(jù)分割結(jié)果求取孔隙率,并對孔隙的特征參數(shù)進行分析。通過對本課題的研究,實現(xiàn)了基于圖像處理的改進二維Otsu閾值分割與區(qū)域生長相結(jié)合的算法對混凝土沙石圖像進行分割,能夠?qū)崟r獲取沙石圖像孔隙率信息。將本課題提出的方法經(jīng)大量實驗修正完善后應(yīng)用于實際生產(chǎn)中,將會使得混凝土的生產(chǎn)工作效率和性能得到了極大的提高,用戶的經(jīng)濟效益和社會效益也相應(yīng)的提高。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528;TP391.41
【圖文】：

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文確的摸索出還需要加入水泥的量，使得生產(chǎn)出來的混凝土性能更好，同時在材料用量上更加節(jié)約。通過節(jié)約水泥的用量來更高的經(jīng)濟效益和社會效益。1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.2.1 混凝土材料配比國內(nèi)外研究現(xiàn)狀自 18 世紀水泥被發(fā)明以來，混凝土材料發(fā)展到現(xiàn)在已有上百年時間。伴隨著道路、橋梁、建筑和水利等設(shè)施大肆擴建，混凝土作為首選材料，其需求之大可想而知。而且隨著近年來城鎮(zhèn)化步伐加快、工業(yè)化重心的轉(zhuǎn)移等，混凝土的用量仍將繼續(xù)快速增長。從國家統(tǒng)計局和中國水泥研究院近幾年的商品混凝土用量可以看出，混凝土的用量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，如圖 1-1。

混凝土沙石材料孔隙率分析是指通過 CCD 攝像機等圖像采集設(shè)備將混凝土材料進行拍攝，傳輸?shù)?PC 機中，運用圖像處理技術(shù)對圖像特征信息進行提取，同時將圖片中的像素信息轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用中的真實值，實時獲取混凝土材料的孔隙率信息。針對混凝土沙石材料孔隙率的分析和研究，主要涉及圖像采集部分設(shè)計、圖像處理方案分析和孔隙特征參數(shù)的提取與分析。2.1 混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)功能需求分析近幾年，我國建筑行業(yè)、交通運輸業(yè)取得了快速發(fā)展，商品混凝土憑借其優(yōu)良的性能被應(yīng)用到各種設(shè)施的建設(shè)中�；炷恋馁|(zhì)量將會對工程施工進展以及工程質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。在實際應(yīng)用中，通常按照生產(chǎn)需要在某一區(qū)域內(nèi)修建混凝土攪拌站，實行小范圍集中，分散運送，以供應(yīng)該范圍內(nèi)應(yīng)用所需的混凝土用量。如圖 2-1 和圖 2-2 是傳統(tǒng)的混凝土攪拌站和存放不同粒級材料的裝置。

混凝土沙石材料孔隙率分析是指通過 CCD 攝像機等圖像采集設(shè)備將混凝土材料進行拍攝，傳輸?shù)?PC 機中，運用圖像處理技術(shù)對圖像特征信息進行提取，同時將圖片中的像素信息轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用中的真實值，實時獲取混凝土材料的孔隙率信息。針對混凝土沙石材料孔隙率的分析和研究，主要涉及圖像采集部分設(shè)計、圖像處理方案分析和孔隙特征參數(shù)的提取與分析。2.1 混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)功能需求分析近幾年，我國建筑行業(yè)、交通運輸業(yè)取得了快速發(fā)展，商品混凝土憑借其優(yōu)良的性能被應(yīng)用到各種設(shè)施的建設(shè)中。混凝土的質(zhì)量將會對工程施工進展以及工程質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。在實際應(yīng)用中，通常按照生產(chǎn)需要在某一區(qū)域內(nèi)修建混凝土攪拌站，實行小范圍集中，分散運送，以供應(yīng)該范圍內(nèi)應(yīng)用所需的混凝土用量。如圖 2-1 和圖 2-2 是傳統(tǒng)的混凝土攪拌站和存放不同粒級材料的裝置。

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本文編號：2749188