[0056]根据所述相对位置关系信息，确定试验底板与视频采集设备之间的相对位置和角度，计算得到所述视频的空间矩阵变换信息。
[0057]当然，也可以采用其他方式计算得到所述视频的空间矩阵变换信息。
[0058]在该实施例中，视频采集设备和视频读取设备可以集成在一个设备中，也可以通过有线或无线方式进行连接。在集成在一个设备中，可以是智能手机或平板电脑。
[0059]在该实施例中，根据所述视频的空间矩阵变换信息对视频中的每一帧图像进行空间矩阵变化，就是将所述视频变化到目标平面定义的直角坐标系内，从而可以读取每一帧视频中的浆体形状参数及当前的时间数据，得到浆体的形状参数与时间的变化关系。
[0060]在该实施例中，图像处理软件可以对所述视频中的图像进行颜色或亮度变化进行分析。
[0061]在本发明中，利用在试验底板上设置的形状已知的参照物，使用已有的或者自编程的图像处理软件，获取视频中试验底板与参照物标识之间对应关系，进而计算得到空间变换矩阵信息。本发明根据参照物的实际尺寸对所述视频进行坐标变换，以将待测量的视频变化到参照物定义的空间矩阵中，便于后续读取每一帧视频中的浆体形状参数及当前的时间数据。这样，就消除拍摄角度对试验测量结果的影响。
[0062]在本发明中，根据空间变换矩阵信息，对于浆体的流动试验测试，量化并计算出试验起点对应的特征指标，进而确定试验的起始点。结合试验过程中的视频，利用图像处理技术计算浆体与试验底板的边界，进一步确定当前浆体的形状参数，结合试验起点信息，确定完整的浆体流体过程中形状参数随时间的变化关系。
[0063]本发明实施例还提供的一种测量浆体形状参数及其随时间变化的系统，其系统包括:试验底板、视频采集装置及视频读取装置，其中，
[0064]试验底板，用于设置参照物标识；
[0065]视频采集装置，用于采集在试验底板上进行的浆体流动视频后，发送给视频读取设备；
[0066]视频读取设备，用于读取浆体流动视频，根据在试验底板上设置的参照物标识或者固定试验底板与视频采集设备的相对位置关系计算得到所述视频的空间矩阵变换信息后，对视频中的每一帧图像进行空间矩阵变化后，读取每一帧视频中的浆体形状参数及当前的时间数据，得到浆体的形状参数与时间的变化关系。
[0067]图2为本发明实施例提供的测量浆体形状参数及其随时间变化的方法过程示意图，如图所示:
[0068]在试验底板1001表面上放置用于识别的参照物标识1002。将智能手机1005，智能手机包括但不限于平板电脑等带有摄像头的智能移动设备，通过三脚架等设备或手持等操作方式置于在试验底板1001斜上方，无需特定位置和角度，只需使智能手机1005的摄像头可以捕捉到试验底板1001区域和参照物标识1002。按照中国标准GB/T8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》规范中的方法，提起净浆坍落扩展度筒1003，利用智能手机1005的摄像头捕捉并记录净浆流动过程中1001表面的图像，包括试验的浆体材料1004。利用智能手机1005本身的计算处理能力，例如智能手机1005的处理器，对捕捉到的净浆流动过程图像的颜色或亮度变化进行分析，结合图像处理技术，计算得到净浆的形状参数与时间的变化关系。
[0069I图3为本发明实施例提供的参照物标识的示意图，如图所示，参照物标识1002是一些石子的图像。
[0070]图4为本发明实施例利用智能手机摄像头识别参照物标识的示意图，如图所示，智能手机屏幕中的参照物标识被识别出并在标识视频图像上方出现特定的三维图像，
[0071]图5为本发明实施例根据参照物标识对视频进行变换的示例示意图，如图所示，左边的是视频进行变化前的图像，右边是视频进行变化后的图像。
[0072]图6为本发明实施例利用图像处理软件进行试验起始点的指标量化和三组试验判断结果的示例示意图，如图所示，量化指标D的计算机判断结果，与人工的判断结果一致。
[0073]图7为本发明实施例利用图像处理软件进行边界判断和判断结果的示例示意图，采用这种方式进行计算，直到试验结束。
[0074]图8为本发明实施例提供的输出的三组试验的流动度与时间关系结果的示例示意图。
[0075]本发明实施例利用了智能手机的摄像头和计算能力测量浆体的流动度随时间的变化。利用智能手机的优势在于:在流动度试验结束后能很快的计算出浆体的流动度随时间变化关系，而不需后续进行数据处理。也就是说，智能手机的使用使得浆体的流动度试验的数据采集和处理合为一体，试验结束后即可得到试验结果，无需额外进行后处理。
[0076]本发明实施例加入了参照物标识及图像处理技术的利用，视频采集设备的摄像头的位置无需进行固定，并且可以准确计算出所述视频中的每帧图像对应的流动度，而不需要在试验底板上标注刻度线，减少了试验底板的加工和人为读数的误差。同时，由于参照物标识的存在，可以允许视频采集设备存在一定范围的抖动，提高了视频采集设备的稳健性。相比【背景技术】，利用本发明可以使得试验过程更加简便易行。
[0077]本发明实施例测量并且计算得到了浆体形状参数及其与时间的关系曲线，该形状参数包括但不限于流动度等。其中曲线的形状变化所代表的物理意义为后续宾汉流体的数值模拟提供了有力的工具支持。
[0078]本发明实施例虽然使用了净浆为试验材料，使用净浆坍落扩展度筒为试验器材，但时也可以使用其他的材料和器材，如混凝土材料和混凝土坍落扩展度筒。本发明包括的图像处理的技术方法等，均不限于上述实施例的方法。虽然在本发明实施例中没有穷举可能的所有材料、器材和图像处理方法，但本领域人员应该理解，这些材料、器材和图像处理软件都在本发明实施例的精神和范围之内。
[0079]以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种测量浆体形状参数及其随时间变化的方法，其特征在于，包括: 在试验底板上设置参照物标识、或者固定试验底板与视频采集设备的相对位置关系； 视频采集设备采集在试验底板上进行的浆体流动视频后，发送给视频读取设备； 视频读取设备读取浆体流动视频，根据在试验底板上设置的参照物标识，或者所述相对位置关系计算得到所述视频的空间矩阵变换信息后，对视频中的每一帧图像进行空间矩阵变化后，读取每一帧视频中的浆体形状参数及当前的时间数据，得到浆体的形状参数与时间的变化关系。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浆体形状参数包括浆体的扩展度或/和浆体的扩展面积。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浆体包括:水泥、石粉、粉媒灰以及矿渣和水与外加剂组成的净浆材料； 或者/和多种类粉体固体和液体组成的混合物净浆，以及所述混合物净浆加入固体材料以后所形成的砂浆以及混凝土材料。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参照物标识为预设图像或可测量形状参数的物体； 所述计算得到所述视频的空间矩阵变换信息的过程为: 根据预设图像或可测量形状参数的物体的形状参数，以及预设图像或可测量形状参数的物体在视频图像中的位置以及形状信息，计算得到所述视频的空间矩阵变换信息。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定试验底板与视频采集设备的相对位置关系为: 固定视频采集设备的镜头与试验底板之间的相对位置和角度，测量所述视频采集设备的镜头与试验底板之间的相对位置和角度得到。 所述计算得到所述视频的空间矩阵变换信息的过程为: 根据所述相对位置关系信息，确定试验底板与视频采集设备之间的相对位置和角度，计算得到所述视频的空间矩阵变换信息。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视频采集设备和视频读取设备集成在一个设备中； 或者视频采集设备与视频读取设备通过有线或无线方式进行连接。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括: 对所述视频中的图像进行颜色或/和亮度变化进行分析。8.—种测量浆体形状参数及其随时间变化的系统，其特征在于，包括:试验底板、视频采集装置及视频读取装置，其中， 试验底板，用于设置参照物标识； 视频采集装置，用于采集在试验底板上进行的浆体流动视频后，发送给视频读取设备； 视频读取设备，用于读取浆体流动视频，根据在试验底板上设置的参照物标识或者固定试验底板与视频采集设备的相对位置关系计算得到所述视频的空间矩阵变换信息后，对视频中的每一帧图像进行空间矩阵变化后，读取每一帧视频中的浆体形状参数及当前的时间数据，得到浆体的形状参数与时间的变化关系。
【专利摘要】本发明公开了一种测量浆体形状参数及其随时间变化的方法及系统，在试验底板上设置参照物标识或者固定试验底板与视频采集设备的相对位置关系，视频采集设备采集在试验底板上进行的浆体流动视频后，发送给视频读取设备；视频读取设备读取浆体流动视频，根据所述参照物标识或固定试验底板与视频采集设备的相对位置关系计算得到所述视频的空间矩阵变换信息后，对视频中的每一帧图像进行空间矩阵变化后，读取每一帧视频中的浆体形状参数及当前的时间数据，得到浆体形状参数与时间的变化关系。由于本发明提供的方法不需要采集设备在采集浆体流动视频时，进行正对待测浆体且不需要在试验底板上设置精确的刻度信息，所以简单且精确地实现浆体形状参数与时间的变化关系的获取。
【IPC分类】G01C11/36, G01N33/38
【公开号】CN105588546
【申请号】CN201610147298
【发明人】安雪晖, 聂鼎
【申请人】清华大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月15日