【碩士】體視學(xué)與圖像分析技術(shù)在瀝青混合料級(jí)配分析中的應(yīng)用【2007】

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　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：西南交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2007年　　瀝青混合料包括了集料、瀝青膠漿和空隙三個(gè)組成部分。從圖像特征看，集料接近于白色，瀝青膠漿為深灰色，空隙趨于黑色?；旌狭细鹘M分具有良好的色彩對(duì)比度，故將瀝青混合料轉(zhuǎn)換成圖像時(shí)，能夠很好地反映混合料的細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)。因此，本文選用數(shù)字圖像分析技術(shù)對(duì)瀝青混合料截面圖像進(jìn)行處理，以獲取混合料的集料組成信息?？紤]到主要研究的是集料的級(jí)配，同時(shí)瀝青混合料中，空隙具有比例少、分散隨機(jī)、體積小等特點(diǎn)，且與瀝青膠漿都近于黑色，難于區(qū)分，因此，論文將空隙與瀝青作為整體背景加以處理?！　≡诒容^和分析了數(shù)字圖像分析現(xiàn)有的理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，從中選擇了行之有效的方法，采用VB編制了針對(duì)瀝青混合料圖像的數(shù)字圖像分析程序，在圖象識(shí)別的基礎(chǔ)上，提取集料顆粒的主要二維幾何參數(shù)，如面積、周長(zhǎng)、等效直徑等。　　基于平面圖象的集料三維尺寸分布的研究是實(shí)現(xiàn)理論向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。為此論文對(duì)比了目前主要采用的直接三維圖像測(cè)量、重建三維幾何空間和體視學(xué)三種方法，認(rèn)為直接三維圖像測(cè)量雖然可以直接獲得三維參數(shù)，但是設(shè)備昂貴，使其應(yīng)用受限；重建三維幾何空間則采用系列二維截面進(jìn)行三維重構(gòu)，方法繁雜、耗時(shí)；而體視學(xué)是建立低維測(cè)量值與高維參數(shù)之間的關(guān)系的數(shù)學(xué)方法，可以將數(shù)字圖像分析得到的二維測(cè)量值轉(zhuǎn)換成三維信息，具有方法簡(jiǎn)單、實(shí)用的特點(diǎn)。作為應(yīng)用，首先將顆粒形狀簡(jiǎn)化為球狀，利用體視學(xué)技術(shù)將二維測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為特定特征(等效直徑)在三維空間的分布，再引入形狀修正系數(shù)對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行必要的修正，得到集料的體積級(jí)配。論文提出：在集料密度相等、形狀相似的前提下，集料的質(zhì)量級(jí)配與體積級(jí)配具有等價(jià)性，因此可以將圖象處理應(yīng)用于集料的級(jí)配組成分析。作為驗(yàn)證，本文以相同的集料級(jí)配制備了15個(gè)SMA-20馬歇爾試件，通過(guò)切割成型的試件，得到了100個(gè)瀝青混合料斷面，利用數(shù)碼相機(jī)獲得這些斷面的數(shù)字圖像，采用數(shù)字圖像分析技術(shù)與體視學(xué)對(duì)這些圖像進(jìn)行處理，得到集料的質(zhì)量級(jí)配。　　將該結(jié)果與篩分結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)當(dāng)形狀修正系數(shù)取0．87時(shí)，兩種方法獲得的級(jí)配曲線(xiàn)很接近。該形狀修正系數(shù)與Mora等學(xué)者得到的結(jié)論(形狀修正系數(shù)為0．8l～O．89)一致。論文研究成果表明，與數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)相耦合的體視學(xué)在瀝青混合料級(jí)配分析中具有潛在的應(yīng)用前景?！　?

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