Photogrammetrische Analyse des Haufwerks mit Mitteln der digitalen Bildanalyse

Ziel: Korngrößen Analyse des Haufwerks

Einführung

Methoden

• Aufnahmen: Verwendung von normalen Kameras zur Erfassung von 2D-Bildern der Haufwerke.
• Maßstabsmarkierungen: Einfügen von Maßstabsmarkierungen in die Aufnahmen zur genauen Kalibrierung.
• Bildanalyse: Anwendung digitaler Bildanalyseverfahren zur Identifikation und Messung der einzelnen Körner.
• Statistische Verfahren: Berechnung der Korngrößenverteilung mittels statistischer Methoden.

Optimierung der Korngrößenverteilung

Vorteile

• Präzision: Hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Korngrößen.
• Effizienz: Schnelle und effiziente Analyse.

Optimierung: Verbesserte Weiterverarbeitung durch optimierte Korngrößenverteilung.

Haufwerksanalyse - Korngrößen und  Kornformen

Ausgangsmaterial für die hier vorgestellte Korngrößen- und Kornformanalyse sind Einzelbildaufnahmen, die durch Scannen handelsüblicher Kleinbildfotografien oder durch Aufnahmen mit Digitalkameras gewonnen werden. Zur Auswertung werden ein Vergleichsmaßstab, der Böschungswinkel und der Aufnahmeabstand benötigt.

In der Weiterverarbeitung wird das Foto durch verschiedene digitale Filtertechniken im Grauwertbild für die Umwandlung in ein Binärbild vorbereitet. Das Binärbild stellt die einzelnen Körner im Vordergrund (weiß) und die Korngrenzen im Hintergrund (schwarz) dar. Ausgehend von diesem Binärbild werden die einzelnen Körner in einem iterativen Verfahren mit Erosions- und Dilatationsschritten extrahiert. Dabei werden zusammenhängende Körner vereinzelt und fehlerhafte Konturen geschlossen. Verschwindet ein Korn in einem Iterationsschritt, wird der Siebdurchmesser bestimmt (er entspricht dem des strukturierenden Elements) und entsprechend seiner Lage im Bild perspektivisch entzerrt. Anschließend wird die Form des Korns bestimmt. Aus den in diesem iterativen Prozess gewonnenen Erkenntnissen wird die maximale Sehnenlänge abgeleitet. Somit steht für jedes Korn im Bild neben dem Siebdurchmesser, der kürzesten Sehne, auch die längste Sehne zur Verfügung. Aus diesen beiden Parametern werden die unterschiedlich definierten Formfaktoren berechnet.

Dieses Verfahren wurde vollständig in eine PC-Software integriert, in der die Fotos zusammen mit den Aufnahmeparametern in einer Datenbank gespeichert werden. Die Auswertung erfolgt halbautomatisch. Der Bediener muss nur noch den Vergleichsmaßstab und den Auswertebereich im Bild markieren. Die weitere Verarbeitung erfolgt automatisch. Im ersten Schritt werden alle Kornparameter ermittelt und in der Datenbank gespeichert. Mit Hilfe dieser gespeicherten Parameter werden dann die verschiedenen Verteilungskurven erzeugt. Diese können auch über ganze Bildserien gemittelt werden. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen im geringen Eingriff in den Produktionsprozess und in der Möglichkeit einer einfachen Probenahme.