專利名稱：一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
混凝土，又稱為“砼”，是由膠凝材料，骨料，7JC，以及必要時(shí)加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實(shí)成型，養(yǎng)護(hù)硬化而成的一種人工石材。除了材質(zhì)、配比外，材料混合的均勻性對(duì)混凝土的性能有極大的影響。一般，將各種材料加入至混凝土攪拌站中，由混凝土攪拌站進(jìn)行攪拌后，通過控制出砼門實(shí)現(xiàn)成品卸料。目前，大部分混凝土攪拌站的成品均勻性控制都是依靠設(shè)置的攪拌時(shí)間，即在上位機(jī)監(jiān)控界面設(shè)置其參數(shù)，下位機(jī)程序依據(jù)其參數(shù)執(zhí)行命令，當(dāng)設(shè)置的攪拌時(shí)間一到，確定成品已均勻，控制出砼門打開，開始卸料。這樣，單純依靠設(shè)置的攪拌時(shí)間來控制成品均勻性的方式，不能保證混凝土攪拌站中單盤料的均勻性。有時(shí)為了進(jìn)一步保證成品的均勻性，操作員依靠人眼等傳統(tǒng)方式對(duì)混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)的物料進(jìn)行識(shí)別，這樣，不僅浪費(fèi)了時(shí)間，不能保證生產(chǎn)效率，并且，人眼識(shí)別不精準(zhǔn)，不能保證其是否均勻，安全性也低。可見，現(xiàn)有的混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能得不到有效保證，還需提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法、裝置及系統(tǒng)，用以提高混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性。本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法，包括采集所述混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本；對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域；根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性；當(dāng)確定所述混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站攪拌控制的裝置，包括采集設(shè)備，用于采集所述混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本；圖像處理設(shè)備，用于對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域；均勻性處理設(shè)備，用于所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性；發(fā)送設(shè)備，用于當(dāng)確定所述混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站攪拌控制的系統(tǒng)，包括
上位控制裝置，用于采集所述混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本，對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域，根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性，當(dāng)確定所述混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，向下位控制裝置發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令；下位控制裝置，用于接收所述上位控制裝置發(fā)送的第一指令，根據(jù)所述第一指令，停止攪拌控制，控制出砼門打開進(jìn)行卸料。本發(fā)明提供一種混凝土攪拌站，包括上述的混凝土攪拌站攪拌控制的系統(tǒng)。
本發(fā)明中，上位控制裝置采集混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本后，通過圖像處理，確定與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域，然后根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性，當(dāng)確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，可向下位控制裝置發(fā)送第一指令，指示下位控制裝置停止攪拌控制，控制出砼門打開進(jìn)行卸料。可見，該混凝土攪拌站中，只有當(dāng)通過圖像處理，確定混凝土攪拌達(dá)到設(shè)定均勻度后，才能進(jìn)行卸料，這樣，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中混凝土攪拌站攪拌控制的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中混凝土攪拌站攪拌控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中混凝土攪拌站攪拌控制系統(tǒng)的架構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例中混凝土攪拌站攪拌控制系統(tǒng)的架構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例中，混凝土攪拌站采用自動(dòng)化控制的架構(gòu)，分為過程控制級(jí)和現(xiàn)場控制級(jí)兩層控制，兩層之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通信。在過程控制級(jí)控制層面，上位控制裝置通過安裝在混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)的圖像采集設(shè)備獲取主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本，然后通過圖像處理，判斷主機(jī)內(nèi)混凝土的均勻性，當(dāng)確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，向現(xiàn)場控制級(jí)層面的下位控制裝置發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。而當(dāng)確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，則向現(xiàn)場控制級(jí)層面的下位控制裝置發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。這樣，下位控制裝置接收到第一指令后，停止攪拌并控制出砼門打開進(jìn)行卸料，而接收到第二指令后，則需執(zhí)行繼續(xù)攪拌直至混凝土攪拌均勻，從而提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能。可見，本發(fā)明實(shí)施例中，混凝土的均勻性由上位控制裝置來判斷，是否繼續(xù)攪拌也由上位控制裝置來指令，因此，參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例中，混凝土攪拌站的攪拌控制的具體過程包括步驟101 :采集混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本。本發(fā)明實(shí)施例中，可在混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)安裝圖像采集設(shè)備，例如高清晰的攝像頭，該攝像頭與上位控制裝置連接，從而，上位控制裝置可通過圖像采集設(shè)備采集到混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本。上位控制裝置可實(shí)時(shí)采集到主機(jī)內(nèi)混凝土的相關(guān)圖像，即上位控制裝置獲得多幀圖像，從中選擇任意一幀圖像確定為主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本?；蛘?，上位控制裝置只采集一幀圖像將其確定為主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本。步驟102 :對(duì)采集到的圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域?；炷猎诓煌叨葘用嫔峡梢钥醋魇恰胺稚⑾?連續(xù)相”的組合，即砂漿和骨料組成的二相材料。因此，對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，通過灰度或色度的變化在數(shù)字圖像中的準(zhǔn)確體現(xiàn)，將骨料和砂漿直接以黑白區(qū)分，即可確定與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域，以及與沙漿對(duì)應(yīng)的第二像素區(qū)域。即對(duì)圖像樣本進(jìn)行灰度化處理后，將每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值與設(shè)定的第一閾值區(qū)域進(jìn)行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果，確定與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域。具體過程包括對(duì)圖像樣本進(jìn)行灰度化處理，然后，將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)確定為第一像素點(diǎn)。例如若當(dāng)前像素點(diǎn)的灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)時(shí)，將當(dāng)前像素點(diǎn)確定為黑點(diǎn)，否則，將當(dāng)前像素點(diǎn)確定為白點(diǎn)，即第一像素點(diǎn)為黑點(diǎn)。當(dāng)然，也可將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)確定為白點(diǎn)，此時(shí)第一像素點(diǎn)為白點(diǎn)，具體就不再累述了?！愣?，骨料的灰度值主要分布在55 100之間，砂衆(zhòng)灰度值主要分布在140 170，因此，可將第一閾值區(qū)域設(shè)定為55 100。這樣具體可利用MATLAB提供的二值化函數(shù)，確定每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值后，判斷每個(gè)像素點(diǎn)的灰度值是否在55 100之中，若在，則確定該像素點(diǎn)與骨料對(duì)應(yīng)，應(yīng)為第一像素點(diǎn)，這里為黑點(diǎn)，否則確定該像素點(diǎn)與砂漿對(duì)應(yīng)，應(yīng)為白點(diǎn)。由于采集的圖像樣板中可能有很多的數(shù)字噪聲，不能很好地反映混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的真實(shí)原貌，因此，還需進(jìn)行噪聲濾波處理。而進(jìn)行噪聲濾波處理后，將相互連通的第一像素點(diǎn)的集合確定為與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域，而二值化后圖像中其他的區(qū)域則為與沙漿對(duì)應(yīng)的第二像素區(qū)域。這里，可將相互連通的且為黑色的像素點(diǎn)的集合確定為與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域，而其他的白色的像素點(diǎn)的集合確定為與沙漿對(duì)應(yīng)的第二像素區(qū)域。這樣，圖像樣本經(jīng)由灰度化、圖像二值化、噪聲濾波處理后，便可真實(shí)客觀地反應(yīng)混凝土內(nèi)部骨料、砂漿的分布情況，勾勒出兩者的邊界輪廓。即確定與骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域，以及與砂漿對(duì)應(yīng)的第二像素區(qū)域。步驟103 :根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定混凝土的均勻性，即根據(jù)相鄰獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，判斷混凝土是否達(dá)到設(shè)定均勻度？若確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟104，否則，執(zhí)行步驟105。已經(jīng)在數(shù)字圖像中勾勒出混凝土內(nèi)部骨料與砂漿兩者的分布情況，但是，每個(gè)第一像素區(qū)中還包括多個(gè)獨(dú)立的骨料像素區(qū)域，因此，這里，先對(duì)第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。即將第一像素區(qū)域分割層多個(gè)獨(dú)立骨料像素區(qū)域，并獲得每個(gè)獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。
已經(jīng)勾勒出的混凝土內(nèi)部骨料與砂漿實(shí)際上許多獨(dú)立骨料的邊緣在圖像上是相互連通的，因此，第一像素區(qū)域中可能包括一個(gè)，兩個(gè)，或多個(gè)獨(dú)立的骨料像素區(qū)域，須將第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中各獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。本發(fā)明實(shí)施例中，采用基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)分析的流域分割算法對(duì)第一像素區(qū)域進(jìn)行分割。其中，流域分割算法的基本原理可以歸結(jié)為以區(qū)域增長的方式尋求圖像流域分界線的問題，它是以各流域的局部極小點(diǎn)或局部標(biāo)記點(diǎn)在其影響域內(nèi)完成增長。將流域算法應(yīng)用到第一像素區(qū)域中的骨料像素區(qū)域分割中，可以將相鄰的骨料像素區(qū)域斷開，并且斷開后的骨料像素區(qū)域形狀基本保持不變。即可采用流域分割算法對(duì)對(duì)第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，將第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點(diǎn)區(qū)域確定為獨(dú)立骨料像素區(qū)域；根據(jù)獨(dú)立骨料像素區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)的位置信息，獲得第一像素區(qū)域中每個(gè)獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。本發(fā)明實(shí)施例中，可對(duì)每個(gè)第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，也可只對(duì)其中設(shè)定個(gè)數(shù)的第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理。具體地骨料重心位置信息的確定方法是在二值圖像上，采用流域分割算法對(duì)第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理后，每一組相互連通的像素屬于同一骨料像素區(qū)域，每一個(gè)完整閉合的邊界對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立骨料像素區(qū)域。對(duì)不同的骨料像素區(qū)域賦予不同的編號(hào)，同時(shí)通過該骨料像素區(qū)域所包含的像素點(diǎn)的位置信息可以確定該骨料的重心位置信息，這里，為位置坐標(biāo)。例如該骨料對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)為n,每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為(Xi, Yi),其中，i = O、
1、一一、或n。然后，對(duì)所有的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)求平均值，便可得骨料像素區(qū)域的重心位置坐標(biāo)。然后，根據(jù)獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，具體可以根據(jù)相鄰兩個(gè)獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心坐標(biāo)，通過兩點(diǎn)之間的距離公式來獲得相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值。然后，將第一距離值與設(shè)定的半徑值進(jìn)行比較，若第一距離值都小于該半徑值，則確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟104，否則，確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟105。這里，可計(jì)算獲得所有相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離值，即獲得每個(gè)第一距離值，然后將每個(gè)第一距離值與設(shè)定的半徑值進(jìn)行比較，若每個(gè)第一距離值都小于該半徑值，則確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟104，否則，確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟105。本發(fā)明實(shí)施例中，還可只獲得設(shè)定個(gè)數(shù)的相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離值，即獲得設(shè)定個(gè)數(shù)的第一距離值，然后根據(jù)這些第一距離值確定混凝土是否達(dá)到設(shè)定均勻度。例如有100個(gè)獨(dú)立骨料像素區(qū)域，那么可任一計(jì)算其中90個(gè)獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，若這些第一距離值都小于該半徑值，則確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，否貝U，確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度。因此，本發(fā)明實(shí)施例中還可按照設(shè)定的比例，獲取相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，然后，在根據(jù)這些第一距離值，確定混凝土是否達(dá)到設(shè)定均勻度?；蛘撸景l(fā)明實(shí)施例中可獲得所有相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，然后按照設(shè)定的比例，將設(shè)定個(gè)數(shù)的第一距離值與設(shè)定的半徑值進(jìn)行比較，若都小于則確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，否則，確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度?；蛘撸景l(fā)明實(shí)施例將計(jì)算出的每個(gè)第一距離值與設(shè)定的半徑值進(jìn)行比較，若設(shè)定比例的第一距離值小于設(shè)定的半徑值，確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，否則，確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度。當(dāng)然，還具體可以搜索各獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心，以各獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心為基準(zhǔn)點(diǎn)，定義一個(gè)半徑值，若獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離在定義的半徑值之內(nèi)，則可判定為混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟104，反之則判定為混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度，執(zhí)行步驟105。步驟104 :發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。由于上位控制裝置已經(jīng)確定了混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，因此，可通過工業(yè)以太網(wǎng)向下位控制裝置發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令，由下位控制裝置停止攪拌控制，并控制出砼門打開進(jìn)行卸料。步驟105 :發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。 由于上位控制裝置已經(jīng)確定了混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度，需要進(jìn)行進(jìn)行攪拌，因此，可通過工業(yè)以太網(wǎng)向下位控制裝置發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令，由下位控制裝置繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制。通過上述過程，上位控制裝置可對(duì)混凝土攪拌站的攪拌進(jìn)行控制，由于上位控制裝置可實(shí)時(shí)采集到主機(jī)內(nèi)混凝土的相關(guān)圖像，可實(shí)時(shí)判斷主機(jī)內(nèi)混凝土的均勻性，從而，下位控制裝置接收到第二指令后，繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制，直至接收到到第一指令后，才停止攪拌，控制出砼門打開進(jìn)行卸料。這樣，提高混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能。由于，混凝土攪拌站采用自動(dòng)化控制的架構(gòu)，因此，當(dāng)混凝土攪拌站各種原料已輸入，下位控制裝置執(zhí)行攪拌控制前，可向上位控制裝置發(fā)送進(jìn)行圖像識(shí)別處理的第三指令，這樣，上位控制裝置開始進(jìn)行上述的混凝土攪拌站攪拌控制過程。當(dāng)然，在攪拌的運(yùn)行過程中，上位控制裝置也一直在運(yùn)行混凝土攪拌站攪拌控制過程。根據(jù)上述混凝土攪拌站攪拌控制的過程，可構(gòu)建一種混凝土攪拌站攪拌控制的裝置，應(yīng)用于上位控制裝置中，具體參見圖2，包括采集設(shè)備210、圖像處理設(shè)備220、均勻性處理設(shè)備230、以及發(fā)送設(shè)備240。其中，采集設(shè)備210，用于采集混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本。圖像處理設(shè)備220，用于對(duì)圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域。均勻性處理設(shè)備230，用于根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定混凝土的均勻性。發(fā)送設(shè)備240，用于當(dāng)確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。當(dāng)然，發(fā)送設(shè)備240，還用于當(dāng)確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。該裝置還可包括接收設(shè)備，用于接收進(jìn)行圖像識(shí)別處理的第三指令。由于圖像樣本經(jīng)由灰度化、圖像二值化、噪聲濾波處理后，便可真實(shí)客觀地反應(yīng)混凝土內(nèi)部骨料、砂漿的分布情況，勾勒出兩者的邊界輪廓。因此，圖像處理設(shè)備220，具體用于對(duì)圖像樣本進(jìn)行灰度化處理后，將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)確定為第一像素點(diǎn)，進(jìn)行噪聲濾波處理后，將相互連通的第一像素點(diǎn)的集合確定為與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域。而均勻性處理設(shè)備230，具體用于對(duì)第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，根據(jù)獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，將第一距離值與設(shè)定的半徑值進(jìn)行比較，若第一距離值都小于半徑值，則確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，否則，確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度。
進(jìn)一步，均勻性處理設(shè)備230，具體用于采用流域分割算法對(duì)對(duì)所述第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，將第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點(diǎn)區(qū)域確定為獨(dú)立骨料像素區(qū)域，根據(jù)獨(dú)立骨料像素區(qū)域中像素點(diǎn)的位置信息，獲得第一像素區(qū)域中獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。本發(fā)明實(shí)施例中，混凝土攪拌站攪拌控制系統(tǒng)分為兩層控制，兩層之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通信，參見圖3，該控制系統(tǒng)包括上位控制裝置100和下位控制裝置200，其中，上位控制裝置100，用于采集混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本，對(duì)圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域，根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定混凝土的均勻性，當(dāng)確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，向下位控制裝置200發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。下位控制裝置200，用于接收上位控制裝置100發(fā)送的第一指令，并根據(jù)第一指令，停止攪拌控制，控制出砼門打開進(jìn)行卸料。當(dāng)然，上位控制裝置100，還用于當(dāng)確定所述混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令，而下位控制裝置200，還用于接收所述上位控制裝置發(fā)送的第二指令，根據(jù)所述第二指令，繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制。本發(fā)明實(shí)施例中，上位控制裝置100，還用于接收下位控制裝置200發(fā)送的進(jìn)行圖像識(shí)別處理的第三指令。上位控制裝置100，具體用于對(duì)圖像樣本進(jìn)行灰度化處理，將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)確定為第一像素點(diǎn)，進(jìn)行噪聲濾波處理后，將相互連通的第一像素點(diǎn)的集合確定為與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域。上位控制裝置100，具體用于對(duì)第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，根據(jù)獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，將第一距離值與設(shè)定的半徑值進(jìn)行比較，若第一距離值都小于半徑值，則確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，否則，確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度。進(jìn)一步，該上位控制裝置，具體用于采用流域分割算法對(duì)對(duì)所述第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，將第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點(diǎn)區(qū)域確定為獨(dú)立骨料像素區(qū)域，根據(jù)獨(dú)立骨料像素區(qū)域中像素點(diǎn)的位置信息，獲得第一像素區(qū)域中獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本實(shí)施例中，上位控制裝置為圖像識(shí)別服務(wù)器，下位控制裝置為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),具體的控制系統(tǒng)交夠如圖4所示，圖像識(shí)別服務(wù)器410與PLC420通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信，而PLC420則分別控制出砼門控制器430，以及攪拌裝置控制器440。這樣，當(dāng)混凝土攪拌站中添加完各種原料后，PLC420向圖像識(shí)別服務(wù)器410發(fā)送第三指令a，圖像識(shí)別服務(wù)器410接收到第三指令a后，開始通過案子在主機(jī)內(nèi)的圖像采集設(shè)備采集主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本，然后對(duì)該圖像樣板進(jìn)行圖像處理，確定與混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域，并根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定混凝土的均勻性，具體的混凝土均勻性判斷過程如上述實(shí)施例一致，不再累述了。最后，當(dāng)圖像識(shí)別服務(wù)器410確定混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送第二指令b給PLC420，而當(dāng)圖像識(shí)別服務(wù)器410確定混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送第一指令c給PLC420。圖像識(shí)別服務(wù)器410與PLC420 之間的信令的相關(guān)功能如表I所示
指令源地址目的地址執(zhí)行功能
第三指令a PLC 圖像識(shí)別服觸發(fā)上位機(jī)圖像識(shí)
務(wù)器別處理
第二指令b圖像識(shí)別服 PLC返回程序，繼續(xù)攪拌
務(wù)器
第一指令c圖像識(shí)別服 PLC停止攪拌，自動(dòng)下料
務(wù)器表I這樣，當(dāng)PLC420接收到第二指令b時(shí)，則繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制，即繼續(xù)給攪拌裝置控制器440發(fā)送攪拌信號(hào)，進(jìn)行攪拌。而當(dāng)PLC420接收到第一指令c時(shí)，則停止攪拌，自動(dòng)下料，即發(fā)送給攪拌裝置控制器440停止信號(hào)，停止攪拌，并向出砼門控制器430發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和出砼門的動(dòng)作，對(duì)出砼門位置進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出料。本發(fā)明實(shí)施例中，混凝土攪拌站的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中引入了圖像識(shí)別及處理技術(shù)，即混凝土攪拌站的上位控制裝置采集混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本后，通過圖像識(shí)別和處理技術(shù)，確定混凝土內(nèi)部骨料、砂漿的分布情況，從而判斷混凝土混合的均勻性，并將其作為控制混凝土攪拌站攪拌的條件，這樣，能夠提高混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性，提高了混凝土攪拌站產(chǎn)出的成品的性能。并且，采用自動(dòng)化的混凝土均勻性判斷，避免了操作人員人工查看物料的工序，提高了生成效率，也提高了生成安全性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法，其特征在于，包括 采集所述混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本； 對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域；根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性； 當(dāng)確定所述混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括 當(dāng)確定所述混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述采集所述混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本之前，還包括 接收進(jìn)行圖像識(shí)別處理的第三指令。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域包括 對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行灰度化處理； 將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)確定為第一像素點(diǎn)； 進(jìn)行噪聲濾波處理后，將相互連通的所述第一像素點(diǎn)的集合確定為與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性包括 對(duì)所述第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息； 根據(jù)所述獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值； 將獲得的第一距離值與設(shè)定的半徑值進(jìn)行比較，若所述第一距離值都小于所述半徑值，則確定所述混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，否則，確定所述混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息包括 采用流域分割算法對(duì)所述第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，將所述第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點(diǎn)區(qū)域確定為獨(dú)立骨料像素區(qū)域； 根據(jù)所述獨(dú)立骨料像素區(qū)域中像素點(diǎn)的位置信息，獲得所述第一像素區(qū)域中所述獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。
7.一種混凝土攪拌站攪拌控制的裝置，其特征在于，包括 采集設(shè)備，用于采集所述混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本； 圖像處理設(shè)備，用于對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域； 均勻性處理設(shè)備，用于根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性； 發(fā)送設(shè)備，用于當(dāng)確定所述混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述發(fā)送設(shè)備，還用于當(dāng)確定所述混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括 接收設(shè)備，用于接收進(jìn)行圖像識(shí)別處理的第三指令。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述圖像處理設(shè)備，具體用于對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行灰度化處理，將灰度值在設(shè)定的第一閾值區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)確定為第一像素點(diǎn)，進(jìn)行噪聲濾波處理后，將相互連通的所述第一像素點(diǎn)的集合確定為與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述均勻性處理設(shè)備，具體用于對(duì)所述第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，獲得第一像素區(qū)域中獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，根據(jù)所述獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息，獲得相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的第一距離值，將獲得的第一距離值與設(shè)定的半徑值進(jìn)行比較，若所述第一距離值都小于所述半徑值，則確定所述混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度，否則，確定所述混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于， 所述均勻性處理設(shè)備，具體用于采用流域分割算法對(duì)對(duì)所述第一像素區(qū)域進(jìn)行分割處理，將所述第一像素區(qū)域中具有完整閉合的邊界且相互連通的像素點(diǎn)區(qū)域確定為獨(dú)立骨料像素區(qū)域，根據(jù)所述獨(dú)立骨料像素區(qū)域中像素點(diǎn)的位置信息，獲得所述第一像素區(qū)域中所述獨(dú)立骨料像素區(qū)域的重心位置信息。
13.一種混凝土攪拌站攪拌控制的系統(tǒng)，其特征在于，包括 上位控制裝置，用于采集所述混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本，對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域，根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性，當(dāng)確定所述混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，向下位控制裝置發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令； 下位控制裝置，用于接收所述上位控制裝置發(fā)送的第一指令，根據(jù)所述第一指令，停止攪拌控制，控制出砼門打開進(jìn)行卸料。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置，還用于當(dāng)確定所述混凝土未達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送繼續(xù)攪拌的第二指令； 下位控制裝置，還用于接收所述上位控制裝置發(fā)送的第二指令，根據(jù)所述第二指令，繼續(xù)執(zhí)行攪拌控制。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置為權(quán)利要求9-12任一權(quán)利要求所述的混凝土攪拌站攪拌控制的裝置。
16.一種混凝土攪拌站，其特征在于，包括權(quán)利要求13-15中任一權(quán)利要求所述的混凝土攪拌站攪拌控制的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混凝土攪拌站攪拌控制的方法、裝置及系統(tǒng)，用以提高混凝土攪拌站產(chǎn)出的混凝土的均勻性。該方法，包括采集所述混凝土攪拌站的主機(jī)內(nèi)混凝土的圖像樣本；對(duì)所述圖像樣本進(jìn)行圖像處理，確定與所述混凝土中骨料對(duì)應(yīng)的第一像素區(qū)域；根據(jù)所述第一像素區(qū)域中相鄰的獨(dú)立骨料像素區(qū)域之間的距離，確定所述混凝土的均勻性；當(dāng)確定所述混凝土達(dá)到設(shè)定均勻度時(shí)，發(fā)送停止攪拌并下料的第一指令。
文檔編號(hào)B28C9/02GK102615716SQ201210091870
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者廖超, 李博, 李學(xué)俊, 蔣博韜, 齊華 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司