科创中国

    沥青针入度反映沥青的粘稠度，是沥青的重要质量指标之一。

    目前各质量检测部门、施工部门及教学科研部门，普遍使用的针入度测定仪和传统试验操作，存在影响针入度结果的因素：试验过程中人工操作较多，试验结果因人而异重复性差；试验过程中水浴温控精度影响针入度值；试验结果较难溯源。

    沥青针入度试验规程要求同一试件平行试验至少3次，使用传统针入度测试仪时，每一次试验过程中都需要人工对针，即人工调控针杆，通过肉眼调节标准针与试件表面的距离；为避免水流干扰肉眼观察对针情况，此时水浴必须停止循环，不能实时温控，水槽温度随环境温度变化较快；每一次试验结束后需要伸手入水槽旋转试件，人体接触直接影响了试件本身温度。以上情况不可避免地造成效率低、产生人为误差和环境误差，影响针入度试验结果的准确性和重复性。

为解决现有的技术问题，设计了一种基于图像识别自动对针的沥青针入度测试仪。它具备人工智能图像识别、自动对针、自动提针、自动旋转试件、实时养护试件等功能，且上述功能集成在一台测试仪中实现。

    本科技成果采用先进的AI人工智能PID温控调节算法；在整个试验过程中始终保持温控和循环，实时养护试件，避免了环境因素的影响。试验由图像采集装置、图像处理装置、单片机模块等共同完成，图像处理装置使用高斯滤波器、二值化处理、卷积处理等图像处理算法，对图像进行去噪处理、边缘检测，识别针尖弯曲变形情况、监测针尖与试件表面的距离，通过单片机模块驱动各装置，实现精准高效的自动对针；具体的，在置物室下表面设置高清摄像头，根据高清摄像头拍摄的画面对试针开始自由落体时的位置进行判定，同时采用激光位移传感器对针杆的下降高度进行测量，实现了针入度试验的自动化操作，提高了试验的准确性及试验效率；针杆提升装置和针杆锁定装置设置在针杆移动装置上，使两者实现同步上下调节，有利于试针的提起和释放，并由工控机实现自动控制。

    通过以上措施，可以让针入度试验的准确度和重复性得到大大的提高。

    本研究项目的测试仪能根据图像识别的实时状况，自动驱动对针电机模组快速或慢速移动，实现标准针和试件表面的距离调节，即自动对针。相对传统的试验方法，提高了试验的高效性、准确性、公正性、溯源性。

   现阶段，本项目已完成成果转化，形成产品，在人工智能大数据的环境下，产品完成智能化的升级，目前国际国内无此类产品的销售，市场前景广阔，预计国内产值可达一亿元以上，利税可达一千万以上。