同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法及系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010771267.6 (22)申请日 2020.08.04 (71)申请人 广州市道路工程研究中心 地址 510030 广东省广州市越秀区府前路3 号3楼301-308房 申请人 广州肖宁道路工程技术研究事务所 有限公司 (72)发明人 郭超红洪涌强黄晓虹龙绍海 黄志勇熊春龙李伟雄罗传熙 张温庭陈搏聂文贺军 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569 代理人 王立普 (51)Int.Cl. E01C 23/01(2006.01) E01C 7/18(2006.0。

2、1) G06T 5/00(2006.01) G06T 5/40(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 7/62(2017.01) (54)发明名称 同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检 测方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种同步碎石封层碎石撒布量 和沥青洒布量检测方法及系统。 该方法包括： 获 取待测工点的碎石封层表面图像； 对碎石封层表 面图像进行边缘检测， 得到碎石颗粒的分布信 息； 确定待测工点处碎石的撒布参数； 对碎石封 层表面图像进行灰度转换， 得到碎石封层表面灰 度分布信息； 基于朗伯体光照反射模型， 根据碎 石。

3、封层表面灰度分布信息， 确定碎石颗粒的空间 体积； 根据待测工点的碎石表观密度， 结合碎石 颗粒的空间体积， 确定待测工点处碎石封层中碎 石的撒布量； 根据待测工点处碎石和沥青的总用 量， 确定待测工点处碎石封层中沥青的洒布量。 本发明可以实现对同步碎石封层的碎石撒布量 和沥青洒布量进行检测， 并提高检测精确度。 权利要求书4页 说明书12页 附图2页 CN 111893849 A 2020.11.06 CN 111893849 A 1.一种同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法， 其特征在于， 包括： 获取待测工点的碎石封层表面图像； 所述碎石封层表面图像为同步碎石封层施工完成 后且未采。

4、用胶轮碾压时采集的图像； 对所述碎石封层表面图像进行边缘检测， 得到碎石颗粒的分布信息； 根据所述碎石颗粒的分布信息， 确定所述待测工点处碎石的撒布参数； 所述碎石的撒 布参数包括： 碎石颗粒的等效直径、 碎石颗粒的最大主轴、 碎石颗粒的最短主轴、 碎石颗粒 针片状比例、 碎石覆盖率、 不同尺寸范围内碎石颗粒的比例； 对所述碎石封层表面图像进行灰度转换， 得到碎石封层表面灰度分布信息； 基于朗伯体光照反射模型， 根据所述碎石封层表面灰度分布信息， 确定碎石颗粒的空 间体积； 根据所述待测工点的碎石表观密度， 结合所述碎石颗粒的空间体积， 确定所述待测工 点处碎石封层中碎石的撒布量； 根据所述待。

5、测工点处碎石和沥青的总用量， 结合所述待测工点处碎石封层中碎石的用 量， 确定所述待测工点处碎石封层中沥青的洒布量。 2.根据权利要求1所述的同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法， 其特征在 于， 所述获取待测工点的碎石封层表面图像， 具体包括： 在同步碎石封层施工完成后且未采用胶轮碾压时， 采用移动图像采集终端设备对所述 待测工点的碎石封层进行二维数字图像采集； 所述移动图像采集终端设备的采集参数为： 镜头距离碎石封层表面的高度为60厘米， 采集模式为1倍聚焦模式， 采集时间为15点-17点， 采样频率为9样/1m2和10cm2/样。 3.根据权利要求1所述的同步碎石封层碎石撒布量和沥。

6、青洒布量检测方法， 其特征在 于， 所述对所述碎石封层表面图像进行边缘检测， 得到碎石颗粒的分布信息， 具体包括： 计算所述碎石封层表面图像的直方图； 以所述直方图的像素均值为阈值， 对所述直方图进行二值化， 得到二值化图像； 所述直 方图的像素均值为所述直方图的双峰峰顶处对应的像素值取平均得到的均值； 对所述二值化图像进行均值滤波， 得到滤波图像； 采用sobel算子对所述滤波图像进行边缘检测， 得到边缘矩阵； 所述边缘矩阵表示每个 碎石颗粒的轮廓信息。 4.根据权利要求1所述的同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法， 其特征在 于， 所述根据所述碎石颗粒的分布信息， 确定所述待测工点处。

7、碎石的撒布参数， 具体包括： 对于第j个碎石颗粒 ， 根据第j个碎石颗粒轮廓的 每个顶点坐标 ， 利 用公式 计算图像中所述第j个碎石颗粒的面积； 其中， A为第j个碎石颗粒 的面积， N为第j个碎石颗粒的顶点个数， xi为第j个碎石颗粒第i个顶点的横坐标， yi为第j个 碎石颗粒第i个顶点的纵坐标， xi+1为第j个碎石颗粒第i+1个顶点的横坐标， yi+1为第j个碎 石颗粒第i+1个顶点的纵坐标； 根据所述第j个碎石颗粒的面积， 利用公式计算所述第j个碎石颗粒的等效直 权利要求书 1/4 页 2 CN 111893849 A 2 径； 其中， d为所述第j个碎石颗粒的等效直径； 计算所述第。

8、j个碎石颗粒轮廓的任意两个顶点坐标之间的距离， 将长度最大的主轴确 定为所述第j个碎石颗粒的最大主轴， 将长度最小的主轴确定为所述第j个碎石颗粒的最短 主轴； 计算针片状碎石颗粒的数量与全部碎石颗粒数量的比值， 得到碎石颗粒针片状比例； 所述针片状碎石颗粒为最大主轴与最短主轴之比大于3的碎石颗粒； 利用公式计算所述待测工点处的碎石覆盖率； 其中， S为所述待测工 点处的碎石覆盖率， Areastone为所述待测工点处碎石封层表面图像中所有碎石颗粒的面积 之和， Areaimage为所述待测工点处碎石封层表面图像的面积； 利用公式计算不同尺寸范围内碎石颗粒的比例； 其中， Rdu-dv为等效 直。

9、径在u,v范围内的碎石颗粒的比例， Cdu-dv为等效直径在u,v范围内的碎石颗粒的数 量， Cimage为所述待测工点处碎石封层中所有碎石颗粒的数量。 5.根据权利要求1所述的同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法， 其特征在 于， 所述基于朗伯体光照反射模型， 根据所述碎石封层表面灰度分布信息， 确定碎石颗粒的 空间体积， 具体包括： 基于朗伯体光照反射模型， 确定所述碎石颗粒的三维曲面函数； 所述三维曲面函数的 函数值为碎石颗粒的高度； 根据所述碎石颗粒的三维曲面函数， 利用公式V F(x,y)-Fmindxdy确定碎石颗粒 的空间体积； 其中， V为碎石颗粒的空间体积； F(x,y。

10、)为碎石颗粒的三维曲面函数， 表示碎石 颗粒的高度； Fmin为所述三维曲面函数的最小值； x表示碎石颗粒的横坐标， y表示碎石颗粒 的纵坐标。 6.根据权利要求1所述的同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法， 其特征在 于， 所述根据所述待测工点处碎石和沥青的总用量， 结合所述待测工点处碎石封层中碎石 的用量， 确定所述待测工点处碎石封层中沥青的洒布量， 具体包括： 根据托盘法和土工布法检测得到所述待测工点处碎石和沥青的总用量； 将所述待测工点处碎石和沥青的总用量与所述待测工点处碎石封层中碎石的用量做 差， 得到所述待测工点处碎石封层中沥青的洒布量。 7.一种同步碎石封层碎石撒布量和沥青。

11、洒布量检测系统， 其特征在于， 包括： 碎石封层表面图像获取模块， 用于获取待测工点的碎石封层表面图像； 所述碎石封层 表面图像为同步碎石封层施工完成后且未采用胶轮碾压时采集的图像； 边缘检测模块， 用于对所述碎石封层表面图像进行边缘检测， 得到碎石颗粒的分布信 息； 碎石撒布参数确定模块， 用于根据所述碎石颗粒的分布信息， 确定所述待测工点处碎 石的撒布参数； 所述碎石的撒布参数包括： 碎石颗粒的等效直径、 碎石颗粒的最大主轴、 碎 石颗粒的最短主轴、 碎石颗粒针片状比例、 碎石覆盖率、 不同尺寸范围内碎石颗粒的比例； 灰度转换模块， 用于对所述碎石封层表面图像进行灰度转换， 得到碎石封层表。

12、面灰度 分布信息； 权利要求书 2/4 页 3 CN 111893849 A 3 空间体积确定模块， 用于基于朗伯体光照反射模型， 根据所述碎石封层表面灰度分布 信息， 确定碎石颗粒的空间体积； 碎石撒布量确定模块， 用于根据所述待测工点的碎石表观密度， 结合所述碎石颗粒的 空间体积， 确定所述待测工点处碎石封层中碎石的撒布量； 沥青洒布量确定模块， 用于根据所述待测工点处碎石和沥青的总用量， 结合所述待测 工点处碎石封层中碎石的用量， 确定所述待测工点处碎石封层中沥青的洒布量。 8.根据权利要求7所述的同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测系统， 其特征在 于， 所述边缘检测模块具体包括： 。

13、直方图计算单元， 用于计算所述碎石封层表面图像的直方图； 二值化单元， 用于以所述直方图的像素均值为阈值， 对所述直方图进行二值化， 得到二 值化图像； 所述直方图的像素均值为所述直方图的双峰峰顶处对应的像素值取平均得到的 均值； 均值滤波单元， 用于对所述二值化图像进行均值滤波， 得到滤波图像； 边缘检测单元， 用于采用sobel算子对所述滤波图像进行边缘检测， 得到边缘矩阵； 所 述边缘矩阵表示每个碎石颗粒的轮廓信息。 9.根据权利要求7所述的同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测系统， 其特征在 于， 所述碎石撒布参数确定模块具体包括： 碎石面积计算单元， 用于对于第j个碎石颗粒， 根据。

14、第j个碎石颗粒轮廓的每个顶点坐 标， 利用公式计算图像中所述第j个碎石颗粒的面积； 其中， A为第 j个碎石颗粒的面积， N为第j个碎石颗粒的顶点个数， xi为第j个碎石颗粒第i个顶点的横坐 标， yi为第j个碎石颗粒第i个顶点的纵坐标， xi+1为第j个碎石颗粒第i+1个顶点的横坐标， yi+1为第j个碎石颗粒第i+1个顶点的纵坐标； 等效直径计算单元， 用于根据所述第j个碎石颗粒的面积， 利用公式计算所 述第j个碎石颗粒的等效直径； 其中， d为所述第j个碎石颗粒的等效直径； 最大主轴和最短主轴计算单元， 用于计算所述第j个碎石颗粒轮廓的任意两个顶点坐 标之间的距离， 将长度最大的主轴确定。

15、为所述第j个碎石颗粒的最大主轴， 将长度最小的主 轴确定为所述第j个碎石颗粒的最短主轴； 碎石颗粒针片状比例计算单元， 用于计算针片状碎石颗粒的数量与全部碎石颗粒数量 的比值， 得到碎石颗粒针片状比例； 所述针片状碎石颗粒为最大主轴与最短主轴之比大于3 的碎石颗粒； 碎石覆盖率计算单元， 用于利用公式计算所述待测工点处的碎石 覆盖率； 其中， S为所述待测工点处的碎石覆盖率， Areastone为所述待测工点处碎石封层表面 图像中所有碎石颗粒的面积之和， Areaimage为所述待测工点处碎石封层表面图像的面积； 碎石颗粒比例计算单元， 用于利用公式计算不同尺寸范围内碎石 权利要求书 3/4 。

16、页 4 CN 111893849 A 4 颗粒的比例； 其中， Rdu-dv为等效直径在u,v范围内的碎石颗粒的比例， Cdu-dv为等效直径在 u,v范围内的碎石颗粒的数量， Cimage为所述待测工点处碎石封层中所有碎石颗粒的数量。 10.根据权利要求7所述的同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测系统， 其特征在 于， 所述空间体积确定模块具体包括： 三维曲面函数确定单元， 用于基于朗伯体光照反射模型， 确定所述碎石颗粒的三维曲 面函数； 所述三维曲面函数的函数值为碎石颗粒的高度； 空间体积计算单元， 用于根据所述碎石颗粒的三维曲面函数， 利用公式V F(x,y)- Fmindxdy确定碎。

17、石颗粒的空间体积； 其中， V为碎石颗粒的空间体积； F(x,y)为碎石颗粒的 三维曲面函数， 表示碎石颗粒的高度； Fmin为所述三维曲面函数的最小值； x表示碎石颗粒的 横坐标， y表示碎石颗粒的纵坐标。 权利要求书 4/4 页 5 CN 111893849 A 5 同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法及系统 技术领域 0001 本发明涉及同步碎石封层检测领域， 特别是涉及一种同步碎石封层碎石撒布量和 沥青洒布量检测方法及系统。 背景技术 0002 同步碎石封层是利用专用设备将改性热沥青粘结材料及具有一定规格的碎石材 料， 同步洒布在路面上， 并通过适当碾压后， 形成的单层沥青碎石功。

18、能层。 0003 理想状态下， 同步碎石封层的碎石颗粒应互不接触， 以保证高温的沥青混合料可 以嵌入到同步碎石封层表面的这些碎石颗粒的间隙中， 在高温下封层中的改性沥青发生软 化， 并在胶轮碾压下向上流动， 与沥青混合料的热沥青融合， 并充分包裹封层碎石， 封层碎 石具有 “锚定” 功能， 融合后的改性沥青具有 “锚索” 功能， 从而使碎石封层与沥青结构层形 成整体。 同步碎石封层在沥青结构层与水稳结构层之间起着粘结功能层、 刚柔过渡层、 防水 层及应力吸收层的作用。 0004 同步碎石封层的施工质量影响路面整体受力及沥青面层的抗剪性能。 同步碎石封 层施工的主要控制指标包括热沥青用量、 碎石。

19、用量及碎石覆盖率。 对于材料用量的检测， 透 层、 粘层施工中通常在工作面上放置或固定已知质量和面积的托盘或土工布， 待乳化沥青 洒布完后， 通过称量托盘或土工布的质量增量， 计算单位面积上乳化沥青的洒布量。 传统的 托盘和土工布法不适用于同步碎石封层碎石和沥青用量的检测， 原因是碎石将同步撒布在 热沥青上， 无法分别称量碎石和沥青的质量。 目前工程上还存在另外一种检测方法： 根据沥 青、 碎石的使用总量及施工面积核算碎石和沥青用量， 该方法存在局限性： 无法考虑重叠 或遗漏施工的面积， 核算用量存在较大偏差； 核算用量反映整体路段封层碎石和沥青的 平均用量， 无法反映局部路段的施工质量； 总。

20、量数据往往仅被承包人实际掌握， 数据来源 存在不可靠性。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法及系 统， 以实现对同步碎石封层的碎石撒布量和沥青洒布量进行检测， 并提高检测精确度。 0006 为实现上述目的， 本发明提供了如下方案： 0007 一种同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法， 包括： 0008 获取待测工点的碎石封层表面图像； 所述碎石封层表面图像为同步碎石封层施工 完成后且未采用胶轮碾压时采集的图像； 0009 对所述碎石封层表面图像进行边缘检测， 得到碎石颗粒的分布信息； 0010 根据所述碎石颗粒的分布信息， 确定所述待测工。

21、点处碎石的撒布参数； 所述碎石 的撒布参数包括： 碎石颗粒的等效直径、 碎石颗粒的最大主轴、 碎石颗粒的最短主轴、 碎石 颗粒针片状比例、 碎石覆盖率、 不同尺寸范围内碎石颗粒的比例； 0011 对所述碎石封层表面图像进行灰度转换， 得到碎石封层表面灰度分布信息； 说明书 1/12 页 6 CN 111893849 A 6 0012 基于朗伯体光照反射模型， 根据所述碎石封层表面灰度分布信息， 确定碎石颗粒 的空间体积； 0013 根据所述待测工点的碎石表观密度， 结合所述碎石颗粒的空间体积， 确定所述待 测工点处碎石封层中碎石的撒布量； 0014 根据所述待测工点处碎石和沥青的总用量， 结合。

22、所述待测工点处碎石封层中碎石 的用量， 确定所述待测工点处碎石封层中沥青的洒布量。 0015 可选的， 所述获取待测工点的碎石封层表面图像， 具体包括： 0016 在同步碎石封层施工完成后且未采用胶轮碾压时， 采用移动图像采集终端设备对 所述待测工点的碎石封层进行二维数字图像采集； 所述移动图像采集终端设备的采集参数 为： 镜头距离碎石封层表面的高度为60厘米， 采集模式为1倍聚焦模式， 采集时间为15点-17 点， 采样频率为9样/1m2和10cm2/样。 0017 可选的， 所述对所述碎石封层表面图像进行边缘检测， 得到碎石颗粒的分布信息， 具体包括： 0018 计算所述碎石封层表面图像的。

23、直方图； 0019 以所述直方图的像素均值为阈值， 对所述直方图进行二值化， 得到二值化图像； 所 述直方图的像素均值为所述直方图的双峰峰顶处对应的像素值取平均得到的均值； 0020 对所述二值化图像进行均值滤波， 得到滤波图像； 0021 采用sobel算子对所述滤波图像进行边缘检测， 得到边缘矩阵； 所述边缘矩阵表示 每个碎石颗粒的轮廓信息。 0022 可选的， 所述根据所述碎石颗粒的分布信息， 确定所述待测工点处碎石的撒布参 数， 具体包括： 0023 对于第j个碎石颗粒， 根据第j个碎石颗粒轮廓的每个顶点坐标， 利用公式 计算图像中所述第j个碎石颗粒的面积； 其中， A为第j个碎石颗粒。

24、 的面积， N为第j个碎石颗粒的顶点个数， xi为第j个碎石颗粒第i个顶点的横坐标， yi为第j个 碎石颗粒第i个顶点的纵坐标， xi+1为第j个碎石颗粒第i+1个顶点的横坐标， yi+1为第j个碎 石颗粒第i+1个顶点的纵坐标； 0024根据所述第j个碎石颗粒的面积， 利用公式计算所述第j个碎石颗粒的 等效直径； 其中， d为所述第j个碎石颗粒的等效直径； 0025 计算所述第j个碎石颗粒轮廓的任意两个顶点坐标之间的距离， 将长度最大的主 轴确定为所述第j个碎石颗粒的最大主轴， 将长度最小的主轴确定为所述第j个碎石颗粒的 最短主轴； 0026 计算针片状碎石颗粒的数量与全部碎石颗粒数量的比值。

25、， 得到碎石颗粒针片状比 例； 所述针片状碎石颗粒为最大主轴与最短主轴之比大于3的碎石颗粒； 0027利用公式计算所述待测工点处的碎石覆盖率； 其中， S为所述 待测工点处的碎石覆盖率， Areastone为所述待测工点处碎石封层表面图像中所有碎石颗粒 说明书 2/12 页 7 CN 111893849 A 7 的面积之和， Areaimage为所述待测工点处碎石封层表面图像的面积； 0028利用公式计算不同尺寸范围内碎石颗粒的比例； 其中， Rdu-dv 为等效直径在u,v范围内的碎石颗粒的比例， Cdu-dv为等效直径在u,v范围内的碎石颗粒 的数量， Cimage为所述待测工点处碎石封层。

26、中所有碎石颗粒的数量。 0029 可选的， 所述基于朗伯体光照反射模型， 根据所述碎石封层表面灰度分布信息， 确 定碎石颗粒的空间体积， 具体包括： 0030 基于朗伯体光照反射模型， 确定所述碎石颗粒的三维曲面函数； 所述三维曲面函 数的函数值为碎石颗粒的高度； 0031 根据所述碎石颗粒的三维曲面函数， 利用公式V F(x,y)-Fmindxdy确定碎石 颗粒的空间体积； 其中， V为碎石颗粒的空间体积； F(x,y)为碎石颗粒的三维曲面函数， 表示 碎石颗粒的高度； Fmin为所述三维曲面函数的最小值； x表示碎石颗粒的横坐标， y表示碎石 颗粒的纵坐标。 0032 可选的， 所述根据所。

27、述待测工点处碎石和沥青的总用量， 结合所述待测工点处碎 石封层中碎石的用量， 确定所述待测工点处碎石封层中沥青的洒布量， 具体包括： 0033 根据托盘法和土工布法检测得到所述待测工点处碎石和沥青的总用量； 0034 将所述待测工点处碎石和沥青的总用量与所述待测工点处碎石封层中碎石的用 量做差， 得到所述待测工点处碎石封层中沥青的洒布量。 0035 本发明还提供一种同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测系统， 包括： 0036 碎石封层表面图像获取模块， 用于获取待测工点的碎石封层表面图像； 所述碎石 封层表面图像为同步碎石封层施工完成后且未采用胶轮碾压时采集的图像； 0037 边缘检测模块，。

28、 用于对所述碎石封层表面图像进行边缘检测， 得到碎石颗粒的分 布信息； 0038 碎石撒布参数确定模块， 用于根据所述碎石颗粒的分布信息， 确定所述待测工点 处碎石的撒布参数； 所述碎石的撒布参数包括： 碎石颗粒的等效直径、 碎石颗粒的最大主 轴、 碎石颗粒的最短主轴、 碎石颗粒针片状比例、 碎石覆盖率、 不同尺寸范围内碎石颗粒的 比例； 0039 灰度转换模块， 用于对所述碎石封层表面图像进行灰度转换， 得到碎石封层表面 灰度分布信息； 0040 空间体积确定模块， 用于基于朗伯体光照反射模型， 根据所述碎石封层表面灰度 分布信息， 确定碎石颗粒的空间体积； 0041 碎石撒布量确定模块， 。

29、用于根据所述待测工点的碎石表观密度， 结合所述碎石颗 粒的空间体积， 确定所述待测工点处碎石封层中碎石的撒布量； 0042 沥青洒布量确定模块， 用于根据所述待测工点处碎石和沥青的总用量， 结合所述 待测工点处碎石封层中碎石的用量， 确定所述待测工点处碎石封层中沥青的洒布量。 0043 可选的， 所述边缘检测模块具体包括： 0044 直方图计算单元， 用于计算所述碎石封层表面图像的直方图； 0045 二值化单元， 用于以所述直方图的像素均值为阈值， 对所述直方图进行二值化， 得 到二值化图像； 所述直方图的像素均值为所述直方图的双峰峰顶处对应的像素值取平均得 说明书 3/12 页 8 CN 1。

30、11893849 A 8 到的均值； 0046 均值滤波单元， 用于对所述二值化图像进行均值滤波， 得到滤波图像； 0047 边缘检测单元， 用于采用sobel算子对所述滤波图像进行边缘检测， 得到边缘矩 阵； 所述边缘矩阵表示每个碎石颗粒的轮廓信息。 0048 可选的， 所述碎石撒布参数确定模块具体包括： 0049 碎石面积计算单元， 用于对于第j个碎石颗粒， 根据第j个碎石颗粒轮廓的每个顶 点坐标， 利用公式计算图像中所述第j个碎石颗粒的面积； 其中， A 为第j个碎石颗粒的面积， N为第j个碎石颗粒的顶点个数， xi为第j个碎石颗粒第i个顶点的 横坐标， yi为第j个碎石颗粒第i个顶点的。

31、纵坐标， xi+1为第j个碎石颗粒第i+1个顶点的横坐 标， yi+1为第j个碎石颗粒第i+1个顶点的纵坐标； 0050等效直径计算单元， 用于根据所述第j个碎石颗粒的面积， 利用公式计 算所述第j个碎石颗粒的等效直径； 其中， d为所述第j个碎石颗粒的等效直径； 0051 最大主轴和最短主轴计算单元， 用于计算所述第j个碎石颗粒轮廓的任意两个顶 点坐标之间的距离， 将长度最大的主轴确定为所述第j个碎石颗粒的最大主轴， 将长度最小 的主轴确定为所述第j个碎石颗粒的最短主轴； 0052 碎石颗粒针片状比例计算单元， 用于计算针片状碎石颗粒的数量与全部碎石颗粒 数量的比值， 得到碎石颗粒针片状比例。

32、； 所述针片状碎石颗粒为最大主轴与最短主轴之比 大于3的碎石颗粒； 0053碎石覆盖率计算单元， 用于利用公式计算所述待测工点处的 碎石覆盖率； 其中， S为所述待测工点处的碎石覆盖率， Areastone为所述待测工点处碎石封层 表面图像中所有碎石颗粒的面积之和， Areaimage为所述待测工点处碎石封层表面图像的面 积； 0054碎石颗粒比例计算单元， 用于利用公式计算不同尺寸范围内 碎石颗粒的比例； 其中， Rdu-dv为等效直径在u,v范围内的碎石颗粒的比例， Cdu-dv为等效直 径在u,v范围内的碎石颗粒的数量， Cimage为所述待测工点处碎石封层中所有碎石颗粒的 数量。 00。

33、55 可选的， 所述空间体积确定模块具体包括： 0056 三维曲面函数确定单元， 用于基于朗伯体光照反射模型， 确定所述碎石颗粒的三 维曲面函数； 所述三维曲面函数的函数值为碎石颗粒的高度； 0057 空间体积计算单元， 用于根据所述碎石颗粒的三维曲面函数， 利用公式V F (x,y)-Fmindxdy确定碎石颗粒的空间体积； 其中， V为碎石颗粒的空间体积； F(x,y)为碎石 颗粒的三维曲面函数， 表示碎石颗粒的高度； Fmin为所述三维曲面函数的最小值； x表示碎石 颗粒的横坐标， y表示碎石颗粒的纵坐标。 0058 根据本发明提供的具体实施例， 本发明公开了以下技术效果： 说明书 4/。

34、12 页 9 CN 111893849 A 9 0059 本发明可以实现对碎石封层施工后碎石用量和沥青用量的测量， 测量过程同步、 快速， 测量结果具有较高的精确度。 而且， 本发明还可以实现对碎石覆盖率等撒布参数进行 检测， 为同步碎石封层的施工质量控制提供基础。 附图说明 0060 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图 获得其他的附图。 0061 图1为本发明同步碎石封层碎石撒布量和沥。

35、青洒布量检测方法的流程示意图； 0062 图2为本发明同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测系统的结构示意图。 具体实施方式 0063 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， 所描述的实施例仅仅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。 0064 传统的托盘和土工布法不适用于同步碎石封层碎石和沥青用量的检测， 原因是碎 石将同步撒布在热沥青上， 无法分别称量碎石和沥青的质量。 对于同步碎石封层的碎石撒 布设计一般要。

36、求为热沥青上碎石覆盖率达到6070， 但在以往的施工中， 由于缺乏有效 的碎石覆盖率的检测方法， 往往只能依据经验来判定碎石覆盖的状况， 同步碎石封层的施 工质量控制存在较大的主观性。 0065 本发明的目的是提供一种同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法及系 统， 以实现对碎石用量、 沥青用量和碎石覆盖率等撒布参数的检测， 提高检测的精确度。 0066 为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。 0067 图1为本发明同步碎石封层碎石撒布量和沥青洒布量检测方法的流程示意图。 如 图1所示， 本发明同步碎石封层碎石撒布量和。

37、沥青洒布量检测方法包括以下步骤： 0068 步骤100： 获取待测工点的碎石封层表面图像。 碎石封层表面图像为同步碎石封层 施工完成后且未采用胶轮碾压时采集的图像。 本发明采用移动图像采集终端设备对待测工 点的碎石封层进行二维数字图像采集。 为减少碎石压入热沥青层， 而导致碎石边缘失真的 情况， 碎石封层表面图像采集在完成同步碎石封层施工且采用胶轮碾压前进行， 采集终端 设备可以采用配备有4000万像素超感光徕卡镜头的设备， 采集参数为： (1)镜头距离碎石封 层表面的高度为60厘米； (2)采集模式为1倍聚焦模式； (3)采集时间为15点-17点， 确保采集 图像的质量不受阳光阴影的干扰； 。

38、(4)采样频率为9样/1m2和10cm2/样。 0069 步骤200： 对碎石封层表面图像进行边缘检测， 得到碎石颗粒的分布信息。 具体过 程如下： 0070 Step1： 计算所述碎石封层表面图像的直方图。 碎石封层表面图像为二维数字图 像， 根据该数字图像， 采用Matlab图像工具箱计算图像直方图， 实现数字图像的二值化。 说明书 5/12 页 10 CN 111893849 A 10 0071 Step2： 以所述直方图的像素均值为阈值， 对所述直方图进行二值化， 得到二值化 图像。 沥青和碎石图像的直方图呈现明显的双峰特征， 由此可将双峰峰顶对应的像素值取 平均， 得到直方图的像素均。

39、值。 然后以该像素均值为阈值， 进一步进行数字图像的二值化操 作。 0072 Step3： 对所述二值化图像进行均值滤波， 得到滤波图像。 例如， 采用MATLAB中的滤 波函数filter2对受噪声干扰的二值化图像进行均值滤波： 0073 K1filter2(fspecial(average,3),I1)/255； 0074 K1为滤波之后的图像矩阵， 即滤波图像， 上述滤波函数中3为模板尺寸。 0075 fspecial函数用于创建预定义的滤波算子， 其语法格式为： 0076 fspecial(type) 0077 fspecial(type,parameters) 0078 参数type。

40、指定算子的类型， parameters指定相应的参数， 参数parameters有两个， 具体格式为： 0079 fspecial(average,n)， typeaverage， 为均值滤波， 参数n代表模版尺寸， 用 向量表示， 默认值为3,3； 0080 fspecial(type,parameters)， typegaussian， 为高斯低通滤波器， sigma表示 滤波器的标准差， 单位为像素， 默认值为0.5； 0081 fspecial(type,parameters)， typelaplacian， 为拉普拉斯算子， 参数 parameters为alpha， 用于控制拉普拉斯。

41、算子的形状， 取值范围为0,1， 默认值为0.2； 0082 fspecial(type,parameters)， typelog， 为拉普拉斯高斯算子， sigma为滤波 器的标准差， 单位为像素， 默认值为0.5； 0083 fspecial(type,parameters)， typeprewitt， 为prewitt算子， 用于边缘增强， 无参数parameters； 0084 fspecial(type,parameters)， typesobel， 为sobel算子， 用于边缘提取， 无参 数parameters； 0085 fspecial(type,parameters)， t。

42、ypeunsharp， 为对比度增强滤波器， 参数 parameters为alpha， 用于控制滤波器的形状， 取值范围为0,1， 默认值为0.2。 0086 Step4： 采用sobel算子对所述滤波图像进行边缘检测， 得到边缘矩阵。 所述边缘矩 阵表示每个碎石颗粒的轮廓信息。 为了在一幅图像f的(x,y)位置处寻找边缘的强度和方 向， 可以选择梯度作为分析的工具， 梯度用f表示， 并用向量来定义： 0087 0088 说明书 6/12 页 11 CN 111893849 A 11 0089 0090其中， 为偏导数符号， 该梯度向量指出了图像f在位置(x,y)处的最大变化率的 方向， 向量。

43、的大小(长度)表示为M(x,y)， M(x,y)是梯度向量方向变化率的值， 表示如下： 0091 0092 其中， gx,gy,M(x,y)都是与原图像f大小相同的图像， 是x和y在f中的所有像素位置 上变化时产生的。 0093 梯度向量的方向为： 0094 0095 然后， 可以采用MATLAB自带函数edge对图像img进行边缘检测。 采用的边缘检测算 子为Sobel， 得到边缘矩阵BW1， 即为图像中碎石颗粒的轮廓边缘的分布。 0096 步骤300： 根据碎石颗粒的分布信息， 确定待测工点处碎石的撒布参数。 碎石的撒 布参数包括： 碎石颗粒的等效直径、 碎石颗粒的最大主轴、 碎石颗粒的最。

44、短主轴、 碎石颗粒 针片状比例、 碎石覆盖率、 不同尺寸范围内碎石颗粒的比例。 碎石颗粒在平面图上显示的结 果是一个多边形的鼓包区域， 在步骤200中已经得到每个碎石颗粒的轮廓， 即每个碎石颗粒 的轮廓为多边形， 因此， 根据碎石颗粒的轮廓可以进一步得到碎石的撒布参数。 具体过程如 下： 0097 (1)碎石颗粒的等效直径 0098 对于第j个碎石颗粒， 根据第j个碎石颗粒轮廓的每个顶点坐标， 利用公式 计算图像中所述第j个碎石颗粒的面积。 其中， A为第j个碎石颗粒 的面积， N为第j个碎石颗粒的顶点个数， xi为第j个碎石颗粒第i个顶点的横坐标， yi为第j个 碎石颗粒第i个顶点的纵坐标，。

45、 xi+1为第j个碎石颗粒第i+1个顶点的横坐标， yi+1为第j个碎 石颗粒第i+1个顶点的纵坐标； 第N个顶点即为第0个顶点， 即第0个顶点的坐标(x0,y0)与第N 个顶点的坐标(xN,yN)相同。 0099根据所述第j个碎石颗粒的面积， 利用公式计算所述第j个碎石颗粒的 等效直径； 其中， d为所述第j个碎石颗粒的等效直径。 0100 利用上述方法可以计算得到每个碎石颗粒的等效直径。 此外， 还可以进一步计算 得到每个碎石颗粒的中心坐标， 实现对碎石颗粒的定位。 碎石颗粒的中心坐标计算公式为： 说明书 7/12 页 12 CN 111893849 A 12 0101 0102 式中， 。

46、Cx为所述碎石颗粒中心的横坐标， Cy为所述碎石颗粒中心的纵坐标。 0103 (2)碎石颗粒的最大主轴和最短主轴 0104 将碎石颗粒轮廓的任意两个顶点连线， 即为碎石颗粒的主轴。 计算所述第j个碎石 颗粒轮廓的任意两个顶点坐标之间的距离即每个主轴的长度， 将长度最大的主轴确定为所 述第j个碎石颗粒的最大主轴， 将长度最小的主轴确定为所述第j个碎石颗粒的最短主轴。 0105 (3)碎石颗粒针片状比例 0106 计算针片状碎石颗粒的数量与全部碎石颗粒数量的比值， 得到碎石颗粒针片状比 例， 公式为： 0107 0108 Cl1/l23为针片状碎石颗粒的数量， 针片状碎石颗粒为最大主轴与最短主轴之。

47、比大 于3的碎石颗粒； Cimage为全部碎石颗粒数量； Rl1/l23为碎石颗粒针片状比例。 计算结果如表1 所示： 0109 表1碎石颗粒针片状比例示意 0110 0111 (4)碎石覆盖率 0112利用公式计算所述待测工点处的碎石覆盖率； 其中， S为所述 待测工点处的碎石覆盖率， Areastone为所述待测工点处碎石封层表面图像中所有碎石颗粒 的面积之和， Areaimage为所述待测工点处碎石封层表面图像的面积。 0113 (5)不同尺寸范围内碎石颗粒的比例 0114利用公式计算不同尺寸范围内碎石颗粒的比例。 其中， Rdu-dv 为等效直径在u,v范围内的碎石颗粒的比例， Cdu。

48、-dv为等效直径在u,v范围内的碎石颗粒 的数量， Cimage为所述待测工点处碎石封层中所有碎石颗粒的数量。 设定不同的直径尺寸范 围， 可以统计不同设定直径尺寸范围内碎石颗粒占全部碎石颗粒的比例。 0115 不同待测工点处碎石的撒布参数统计结果如表2所示： 0116 表2不同工点同步碎石封层表面碎石颗粒信息统计结果 说明书 8/12 页 13 CN 111893849 A 13 0117 0118 0119 步骤400： 对碎石封层表面图像进行灰度转换， 得到碎石封层表面灰度分布信息。 碎石封层表面灰度分布信息采用像素点灰度值分布矩阵表示。 0120 步骤500： 基于朗伯体光照反射模型，。

49、 根据碎石封层表面灰度分布信息， 确定碎石 颗粒的空间体积。 具体过程如下： 0121 基于朗伯体光照反射模型， 确定所述碎石颗粒的三维曲面函数。 根据物体的朗伯 体光照反射模型， 可知碎石颗粒表面各点灰度值的分布满足下式： 0122 0123 0124 且碎石颗粒表面各点的法向量还满足下式： 0125 0126 0127 1lsin cos ，2lsin sin ，3lcos 0128 对上述公式联立求解， 可以得到碎石颗粒的三维曲面函数ZF(x,y)， 所述三维曲 面函数的函数值Z为碎石颗粒的高度。 具体的， 0129 0130 式中， 以镜头坐标系为参考坐标， (x,y)为碎石封层表面灰。

50、度图像中的任意一点的 二维坐标， 其灰度值为E(x,y)；1，2，3为碎石颗粒表面各点法向量；s1、 s2、 s3为碎石颗粒 表面各点反射光线的梯度； p， q为碎石颗粒表面各点表面梯度； 为碎石颗粒表面各点的表 面倾角； 为碎石颗粒表面各点的表面偏角； (-ps， -qs， 1)为光源的方向向量； l为碎石颗粒表 面各点法向量的模。 说明书 9/12 页 14 CN 111893849 A 14 0131 根据所述碎石颗粒的三维曲面函数， 利用公式V F(x,y)-Fmindxdy确定碎石 颗粒的空间体积； 其中， V为碎石颗粒的空间体积； F(x,y)为碎石颗粒的三维曲面函数， 表示 碎石。