骨料数字模型创建方法和装置与流程

本发明涉及建筑施工设计领域，具体而言，涉及一种骨料数字模型创建方法和装置。

背景技术：

经发明人研究发现，现有的骨料数字模型创建方法主要有两种，分别是通过预先定义骨料的各个参数以生成骨料数字模型，以及直接对骨料进行扫描以获取骨料形状信息再进行模型创建，但是，以上两种骨料数字模型创建的方法存在多种问题，例如，脱离实际骨料状态、数据范围较窄、建模效率低等，进而导致上述建模方法均具有一定的片面性和局限性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种基于真实骨料状况的骨料数字模型创建方法和装置，能够有效提高骨料数字模型的真实性和实用性，且建模效率高。

本发明较佳实施例提供一种骨料数字模型创建方法，所述方法包括：

获取骨料堆的多张图像；

对所述多张图像进行处理、分析以得到所述骨料堆的空间数据；

针对所述骨料堆中的各骨料颗粒，对所述空间数据进行颗粒检测、识别以得到各所述骨料颗粒的形状参数；

根据各所述骨料颗粒的形状参数进行骨料建模以得到各骨料颗粒的数字模型。

在本发明较佳实施例的选择中，所述方法还包括：

根据各所述骨料颗粒的形状参数对得到的所述各骨料颗粒的数字模型进行分类；

将分类后的所述数字模型进行对应保存，以生成包含多个骨料数字模型的数据库。

在本发明较佳实施例的选择中，所述形状参数包括粒径，所述根据各所述骨料颗粒的形状参数对得到的所述各骨料颗粒的数字模型进行分类的方法为：

根据所述粒径的大小对得到的所述各骨料颗粒的数字模型进行分类。

在本发明较佳实施例的选择中，所述方法还包括：

响应混凝土建模操作指令，并在所述数据库中调用与所述操作指令对应的骨料数字模型以创建混凝土模型。

在本发明较佳实施例的选择中，所述方法还包括：

根据各所述骨料颗粒的形状参数，分析各所述骨料颗粒的针扁度；

根据各骨料颗粒的针扁度计算所述骨料堆的片状骨料和针状骨料之间的比值；

判断所述比值是否满足预设值，若不满足，则进行告警。

在本发明较佳实施例的选择中，获取所述骨料堆的多张图像的方法为：

针对同一骨料堆，获取该骨料堆在不同拍摄视角下的多张图像。

本发明较佳实施例提供一种骨料数字模型创建装置，所述骨料数字模型创建装置包括：

图像获取模块，用于获取骨料堆的多张图像；

数据处理模块，用于对所述多张图像进行处理、分析以得到所述骨料堆的空间数据；

颗粒识别模块，用于针对所述骨料堆中的各骨料颗粒，对所述空间数据进行颗粒检测、识别以得到各所述骨料颗粒的形状参数；

第一模型创建模块，用于根据各所述骨料颗粒的形状参数进行骨料建模以得到各骨料颗粒的数字模型。

在本发明较佳实施例的选择中，所述骨料数字模型创建装置还包括：

分类模块，用于根据各所述骨料颗粒的形状参数对得到的所述各骨料颗粒的数字模型进行分类；

数据库创建模块，用于将分类后的所述数字模型进行对应保存，以生成包含多个骨料数字模型的数据库。

在本发明较佳实施例的选择中，所述形状参数包括粒径，所述分类模块还用于根据所述粒径的大小对得到的所述各骨料颗粒的数字模型进行分类。

在本发明较佳实施例的选择中，所述骨料数字模型创建装置还包括：

第二模型创建模块，用于响应混凝土建模操作指令，并在所述数据库中调用与所述操作指令对应的骨料数字模型以创建混凝土模型。

与现有技术相比，本发明实施例提供的骨料数字模型创建方法和装置，通过对不同视角下的骨料堆图像进行数据处理、分析，以实现骨料数字模型的创建，能够有效提高骨料数字模型的实用性，真实性，且创建效率高。

进一步地，本发明在通过包含有大量骨料数字模型的数据库进行混凝土等工程建模时，更符合实际工程需求和实际级配需求，适用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的骨料数字模型创建装置的应用场景示意图。

图2为本发明实施例提供的骨料数字模型创建方法的流程示意图。

图3为本发明实施例提供的骨料数字模型的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的骨料数字模型创建方法的另一流程示意图。

图5为本发明实施例提供的骨料数字模型创建装置的方框结构示意图。

图标：10-终端设备；100-骨料数字模型创建装置；102-图像获取模块；104-数据处理模块；106-颗粒识别模块；108-第一模型创建模块；110-分类模块；112-数据库创建模块；114-第二模型创建模块；200-存储器；300-存储控制器；400-处理器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

如图1所示，为本发明实施例提供的骨料数字模型创建装置100的应用场景示意图。所述终端设备10包括骨料数字模型创建装置100、存储器200、存储控制器300以及处理器400。其中，所述终端设备10可以是，但不限于，电脑、移动上网设备(mobileinternetdevice，mid)等具有处理功能的电子设备，还可以是服务器等。

可选地，所述存储器200、存储控制器300、处理器400各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件之间通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述骨料数字模型创建装置100包括至少一个可以软件或固件的形式存储于所述存储器200中或固化在所述终端设备10的操作系统中的软件功能模块。所述处理器400在所述存储控制器300的控制下访问所述存储器200，以用于执行所述存储器200中存储的可执行模块，例如所述骨料数字模型创建装置100所包括的软件功能模块及计算机程序等。

其中，所述存储器200可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)，只读存储器(readonlymemory，rom)，可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)，可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)等。其中，所述存储器200用于存储程序，所述处理器400在接收到执行指令后，执行所述程序。进一步地，上述存储器200内的软件程序以及模块还可包括操作系统。其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通讯，从而提供其他软件组件的运行环境。

所述处理器400可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器400可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等。还可以是数字信号处理器(dsp))、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，所述终端设备10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

进一步地，请结合参阅图2，本发明实施例还提供一种可应用于所述骨料数字模型创建装置100的骨料数字模型创建方法，下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述。所应说明的是，本发明所述的骨料数字模型创建方法并不以图2以及以下所述的具体顺序为限制。应当理解，本发明所述的骨料数字模型创建方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。

步骤s102，获取骨料堆的多张图像。

本实施例中，所述骨料堆由多个骨料构成，即在获取骨料堆的图像后，该图像上包含多个骨料信息。其中，为了最大程度的获取到多个骨料的图像，且使得获取到的各个骨料图像能够更加全面的表征对应骨料的形状特征，在实际实施时，可将由多个骨料构成的骨料堆平铺在水平面上，然后，针对所述骨料堆，获取该骨料堆在不同拍摄视角下的多张图像。可选地，所述多张图像可以由多个拍照设备同时获取，也可由同一拍照设备分别获取，本实施例对此不做限制。

步骤s104，对所述多张图像进行处理、分析以得到所述骨料堆的空间数据。

本实施例中，根据图像处理技术，对同一骨料堆获取的多张图像进行综合分析、处理，从而使得到的骨料堆的空间数据更加全面，更符合所述骨料堆的真实特征。可选地，以所述骨料堆中的某一骨料颗粒为例，所述多张图像可以体现该骨料颗粒的不同部位的形状特征，因此，通过综合多张图像才能得到该骨料颗粒的全部形状特征，进而根据全部形状特征创建的骨料数字模型更加符合真实骨料的形状特征。其中，在进行图像处理时所采用的图像处理技术在此不做限制。

步骤s106，针对所述骨料堆中的各骨料颗粒，对所述空间数据进行颗粒检测、识别以得到各所述骨料颗粒的形状参数。

本实施例中，由于所述骨料堆图像中包含多个骨料的图像，因此在完成步骤s104后得到所述骨料堆的空间数据，该空间数据中包含多个骨料的数据，因此，需要针对各骨料颗粒，对所述空间数据进行颗粒检测、识别以得到各所述骨料颗粒的形状参数。

可选地，在进行颗粒检测、识别时，首先获得各个骨料颗粒的长度、宽度、厚度参数等，再根据各个骨料颗粒的长度、宽度、厚度等参数进一步得到各骨料颗粒的粒径、细长比、圆度等形状参数，并对得到的结果进行统计、保存。

步骤s108，根据各所述骨料颗粒的形状参数进行骨料建模以得到各骨料颗粒的数字模型。

本实施例中，需根据得到的各骨料颗粒的形状参数对对应的骨料颗粒进行建模，以得到骨料数字模型，且该骨料数字模型的几何特征与真实的骨料基本相同，能够有效反映真实的骨料形状，具体如图3所示，为单个骨料颗粒的骨料数字模型示意图。

可选地，所述骨料数字模型既可以以数据参数的形式保存，也可以空间图像的形式保存，为了提高该骨料数字模型的可分辨性，也可以在完成所述骨料数字模型的创建后，对不同的模型选择不同的颜色进行渲染。

步骤s110，根据各所述骨料颗粒的形状参数对得到的所述各骨料颗粒的数字模型进行分类。

由于各骨料的形状参数不一样，得到的各骨料数字模型也不尽相同，因此，在本实施例中，可根据所述骨料颗粒的形状参数对得到的所述各骨料颗粒的数字模型进行分类。例如，所述骨料的形状参数中包括粒径，那么可以根据粒径的大小对得到的各骨料数字模型进行分类。

应注意，在实际实施时，所述骨料数字模型的具体分类方式可以灵活选择，可依据单个参数进行分类，如粒径等，也可综合多个参数进行分类，如粒径和圆度等。具体地，本实施例对此不做限制。

步骤s112，将分类后的所述数字模型进行对应保存，以生成包含多个骨料数字模型的数据库。

本实施例中，在完成对所述骨料数字模型的分类后，对各个类别进行保存，生成包含多个骨料数字模型的数据库。应注意，该数据库中的骨料数字模型可以根据实际情况进行更新，如增加、删除、修改等。

应理解，在通过骨料数字模型生成数据库时，所述数据库中包含的骨料数字模型数量越多，那么，根据级配需求进行混凝土等工程建模时，越能接近真实的混凝土级配，也更加符合实际工程需求。

步骤s114，响应混凝土建模操作指令，并在所述数据库中调用与所述操作指令对应的骨料数字模型以创建所述混凝土模型。

本实施例中，在完成数据库的建立后，以混凝土的仿真模型创建为例，需根据混凝土的级配需求调用所述数据库中相应的骨料数字模型，以实现所述混凝土模型的创建，由于所述骨料数字模型能够有效反映真实骨料形状参数，那么通过该骨料数字模型创建的混凝土模型也更加符合实际工程需求。

实际实施时，在响应混凝土建模操作指令时，可以根据用户输入的级配需求，响应一次操作指令则顺序执行多个所述骨料数字模型的调用，并完成混凝土模型创建，也可多次响应不同的骨料数字模型的调用，以创建所述混凝土模型，具体地，所述混凝土模型创建过程中具体调用流程在此不做限制。除此之外，应理解，本实施例给出的骨料数字模型和数据库还可用于其他工程设计的仿真建模。

除此之外，基于对上述骨料数字模型创建方法的描述，如图4所示，本实施例还给出骨料堆中各骨料颗粒的针扁度的分析方法，下面将结合图4中的各步骤进行详细说明。

步骤s116，根据各所述骨料颗粒的形状参数，分析各所述骨料颗粒的针扁度。

其中，所述针扁度是用于描述骨料颗粒的形状特征，实际实施时，所述针扁度可根据针状规准仪和片状规准仪的测量标准设定，例如凡骨料颗粒长度大于针状规准仪上的对应间距者，则为针状颗粒。厚度小于片状规准仪对应空宽者，则为片状颗粒。应注意，所述针状规准仪和片状规准仪的具体规格应为国家标准规定，具体在此不再赘述。

应理解，在根据各所述骨料颗粒的形状参数分析对应骨料颗粒的针扁度时，所用到的针扁度对比值为预先存储在终端设备中。

步骤s118，根据各骨料颗粒的针扁度计算所述骨料堆的片状骨料和针状骨料之间的比值。

步骤s120，判断所述比值是否满足预设值，若不满足，则进行告警。

本实施例中，由于在实际工程应用中，根据预先设置的级配完成混凝土中的骨料的配置后，有可能存在级配符合配比需求，但是各骨料颗粒的针扁度无法满足预设值，从而造成工程施工过程中存在安全隐患，因此，本实施例中通过对完成级配后的骨料堆中的各骨料颗粒进行针扁度分析，并根据各骨料颗粒的针扁度计算所述骨料堆的片状骨料和针状骨料之间的比值，并在该比值不满足预设值的情况下，生成告警信息以提示工作人员所述骨料堆需重新进行配比，从而进一步提高骨料堆的配置精度。

进一步地，请结合参阅图5，本发明实施例提供的骨料数字模型创建装置100包括图像获取模块102、数据处理模块104、颗粒识别模块106、第一模型创建模块108、分类模块110、数据库创建模块112和第二模型创建模块114。

所述图像获取模块102，用于获取骨料堆的多张图像；

本实施例中，图2中的步骤s102由所述图像获取模块102执行，具体过程请参考步骤s102，在此不再赘述。

所述数据处理模块104，用于对所述多张图像进行处理、分析以得到所述骨料堆的空间数据。

本实施例中，图2中的步骤s104由所述数据处理模块104执行，具体过程请参考步骤s104，在此不再赘述。

所述颗粒识别模块106，用于针对所述骨料堆中的各骨料颗粒，对所述空间数据进行颗粒检测、识别以得到各所述骨料颗粒的形状参数。

本实施例中，图2中的步骤s106由所述颗粒识别模块106执行，具体过程请参考步骤s106，在此不再赘述。

所述第一模型创建模块108，用于根据各所述骨料颗粒的形状参数进行骨料建模以得到各骨料颗粒的数字模型。

本实施例中，图2中的步骤s108由所述第一模型创建模块108执行，具体过程请参考步骤s108，在此不再赘述。

所述分类模块110，用于根据各所述骨料颗粒的形状参数对得到的所述各骨料颗粒的数字模型进行分类。

本实施例中，图2中的步骤s110由所述分类模块110执行，具体过程请参考步骤s110，在此不再赘述。

所述数据库创建模块112，用于将分类后的所述数字模型进行对应保存，以生成包含多个骨料数字模型的数据库。

本实施例中，图2中的步骤s112由所述数据库创建模块112执行，具体过程请参考步骤s112，在此不再赘述。

所述第二模型创建模块114，响应混凝土建模操作指令，并在所述数据库中调用与所述操作指令对应的骨料数字模型以创建所述混凝土模型。

本实施例中，图2中的步骤s114由所述第二模型创建模块114执行，具体过程请参考步骤s114，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供的骨料数字模型创建方法和装置，与现有技术相比，针对真实的骨料堆进行骨料模型创建，能够有效反映真实骨料的形状特征，且创建效率高，实用性强。

进一步地，基于创建的骨料数字模型进行混凝土等实际工程设计仿真模型的创建，能够最大程度地符合实际工程设计需求，且模型更加合理，实用性更高。

在本发明的描述中，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其他方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的预设数量个实施例的装置、方法和计算机程序产品可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分。所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或预设数量个用于实现规定的逻辑功能。

也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。