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龙图腾网恭喜中国水利水电第三工程局有限公司;湖北工业大学申请的专利一种基于图像检测的石料颗粒级配检测装置与方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117129388B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311022083.X，技术领域涉及：G01N15/0227；该发明授权一种基于图像检测的石料颗粒级配检测装置与方法是由周宜红;李小东;包想军;梁志鹏;崔佰奎;张健;祁文祥;周华维;赵春菊;罗建武;王放设计研发完成，并于2023-08-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于图像检测的石料颗粒级配检测装置与方法在说明书摘要公布了：本发明公布了一种基于图像检测的石料颗粒级配检测装置与方法，首先将待检测的堆石坝料进行筛分较小粒径的粉尘颗粒直接称重，剩余较大颗粒沿着斜坡下落，拍摄下落中石料的视频图像并识别其中石料的粒径，加上粉尘重量换算成堆石坝料全级配数据并绘制成堆石坝料级配曲线，使基于图像识别的土石料全级配检测装置与方法得到实际应用。本发明通过实现微小石料颗粒的筛分及自动称重、优化石料颗粒成像离散度过程，在避免小颗粒石料被遮、石料成像集中造成分割误差的基础上，极大提升基于图像识别的土石料级配检测精度，为土石料的级配快速、高精度检测的实现提供了可行技术方案，具有重要的工程应用参考价值和意义。

本发明授权一种基于图像检测的石料颗粒级配检测装置与方法在权利要求书中公布了：1.一种基于图像检测的石料颗粒级配检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.利用直线振动筛分离土石料，对筛下的5mm以下颗粒称重，并将大于5mm的筛上石料颗粒分散铺平，输送至倾斜的斜坡成像背景板；步骤2.拍摄部件连续拍摄沿斜坡成像背景板的成像区下滑的石料颗粒，获得帧图；步骤3.在所有帧图中从前至后按顺序每隔设定的最佳取帧间隔取出一种规格的石料颗粒的帧图像保存为所述规格的石料颗粒的有效帧图，使所述规格的石料颗粒在连续取出的两有效帧图中只出现一次；所述拍摄部件的拍摄帧频为F，石料颗粒在帧图中连续出现的次数Nt为： 式中，𝑣0为石料出筛分装置进入斜坡面的初速度，𝜀为斜坡成像背景板的斜坡角度影响系数，𝜀＝𝑔sin𝛼-μcos𝛼，𝑔为重力加速度；𝛼为斜坡成像背景板的斜坡倾角；𝜇为斜坡成像背景板的摩擦系数；ℎ0为石料沿斜坡成像背景板滑移到成像区上沿的位移，𝐿ℎ为成像区的长度；所述规格包括大、中、小颗粒区间：大颗粒粒径区间为60～100mm；中颗粒粒径区间为20～60mm；小颗粒粒径区间为5～20mm；大、中、小颗粒区间对应的最佳取帧间隔Nbb、Nbm、Nbs为Nt分别与对应的缩放系数相乘后向上取整得到的数值，所述斜坡成像背景板的斜坡倾角为40°时，大、中、小颗粒区间分别对应的缩放系数为0.34、0.38、0.37，Nbb、Nbm、Nbs分别为14、16、15；步骤4.对各规格的石料颗粒的有效帧图进行图像处理，提取石料颗粒的特征参数将其转化为石料颗粒的等效粒径数据；所述图像处理步骤包括：图像预处理，然后依次进行基于最大类间方差法的图像分割、颗粒边缘检测、和颗粒粒径识别；所述图像预处理包括：背景分离、图像灰度化处理、图像直方图均衡化和双边滤波降噪；所述基于最大类间方差法的图像分割为采用最大类间方差算法对灰度图像进行分割，以类间方差σ2最大时的阀值t作为二值图像分割阀值，再将灰度图中背景区域像素值变为0，前景区域像素值变为255；两类区域的灰度均方差为：σ2＝ω0μ0-μT2+ω1μ1-μT2式中，σ2为灰度均方差，ω0为灰度级数0到t的像素出现的概率，μ0为前景区域的灰度均值，μ1为背景区域的灰度均值，μT为整幅图像的灰度均值，ω1为灰度级数t+1到L-1的像素出现的概率，L为灰度图像的总灰度级数；基于Roberts算子的颗粒边缘检测，确定Roberts算子的梯度幅值后，确定一个合适的阈值，梯度幅值大于该阈值的点为阶跃边缘点，从而提取石料颗粒粒径，Roberts算子的梯度幅值为： 式中，dx2i,j，dy2i,j分别为二值图像fx,y在x和y方向的差分量；所述提取石料颗粒的特征参数将其转化为石料颗粒的等效粒径数据包括：在颗粒边缘检测结果图像中，提取各石料对象的边缘线散点坐标，获得边缘线散点坐标组成的图形的长轴和短轴长度，并计算石料颗粒的等效粒径，石料颗粒的等效粒径计算等效公式如下： 式中，𝛼为石料颗粒的长轴，𝛽为石料颗粒的短轴；步骤5.根据有效帧图对应的石料颗粒的规格，从有效帧图提取的等效粒径数据中取出符合规格的石料颗粒的等效粒径数据，根据等效粒径与质量之间的对应关系，获得石料颗粒的等效质量；步骤6.将同一有效帧图中按步骤5获得的石料颗粒的等效粒径和等效质量并入同一集合，并按颗粒等效粒径升序排列：设i为排列序号，n为检测粒径总数，则集合可表示为：Oi＝{d1,m1d2,m2…di,mi…dn,mn}式中，i为排列序号，n为检测粒径总数，di为颗粒等效粒径、mi为等效质量；步骤7.计算小于粒径di的所有石料颗粒的质量百分数： 式中，𝑚𝑝,𝑖为小于粒径di的石料质量百分数，𝑚d𝑓为振动初筛的筛下物重量，𝑚𝑎为拍摄的石料实际总重量，为步骤6识别出的粒径不大于di的石料质量，为步骤6识别出的所有石料颗粒有效质量；其中，di5mm时，换算可得筛分出来的5mm以下石料颗粒等效质量可写为：换算可得所有石料颗粒总等效质量可写为：粒径小于di的所有石料颗粒的等效质量为：步骤8.根据帧图的分区筛选石料的等效粒径并按等效粒径大小依序排列保存至同一集合当中，结合筛分出的5mm以下石料重量绘制堆石料级配曲线：以石料颗粒粒径为横坐标、小于各粒径的石料颗粒的质量百分数为纵坐标绘制石料级配曲线。

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