【碩士】體視學與圖像分析技術(shù)在瀝青混合料級配分析中的應用【2007】

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內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：西南交通大學　　學位年度： 2007年　　瀝青混合料包括了集料、瀝青膠漿和空隙三個組成部分。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比度，故將瀝青混合料轉(zhuǎn)換成圖像時，能夠很好地反映混合料的細觀結(jié)構(gòu)。因此，本文選用數(shù)字圖像分析技術(shù)對瀝青混合料截面圖像進行處理，以獲取混合料的集料組成信息。考慮到主要研究的是集料的級配，同時瀝青混合料中，空隙具有比例少、分散隨機、體積小等特點，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)的基礎上，從中選擇了行之有效的方法，采用VB編制了針對瀝青混合料圖像的數(shù)字圖像分析程序，在圖象識別的基礎上，提取集料顆粒的主要二維幾何參數(shù)，如面積、周長、等效直徑等?！　』谄矫鎴D象的集料三維尺寸分布的研究是實現(xiàn)理論向?qū)嶋H應用轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。為此論文對比了目前主要采用的直接三維圖像測量、重建三維幾何空間和體視學三種方法，認為直接三維圖像測量雖然可以直接獲得三維參數(shù)，但是設備昂貴，使其應用受限；重建三維幾何空間則采用系列二維截面進行三維重構(gòu)，方法繁雜、耗時；而體視學是建立低維測量值與高維參數(shù)之間的關(guān)系的數(shù)學方法，可以將數(shù)字圖像分析得到的二維測量值轉(zhuǎn)換成三維信息，具有方法簡單、實用的特點。作為應用，首先將顆粒形狀簡化為球狀，利用體視學技術(shù)將二維測量結(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)對所得結(jié)果進行必要的修正，得到集料的體積級配。論文提出：在集料密度相等、形狀相似的前提下，集料的質(zhì)量級配與體積級配具有等價性，因此可以將圖象處理應用于集料的級配組成分析。作為驗證，本文以相同的集料級配制備了15個SMA-20馬歇爾試件，通過切割成型的試件，得到了100個瀝青混合料斷面，利用數(shù)碼相機獲得這些斷面的數(shù)字圖像，采用數(shù)字圖像分析技術(shù)與體視學對這些圖像進行處理，得到集料的質(zhì)量級配?！　⒃摻Y(jié)果與篩分結(jié)果進行比較，發(fā)現(xiàn)當形狀修正系數(shù)取0．87時，兩種方法獲得的級配曲線很接近。該形狀修正系數(shù)與Mora等學者得到的結(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)字圖像識別技術(shù)相耦合的體視學在瀝青混合料級配分析中具有潛在的應用前景?！　?

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