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专利号: 2024103651703
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种骨料基因的数字图像生成方法,其特征在于,所述方法包括:

步骤1:制作模型,创建多尺度的基础骨料模型库和具有导电率的导电物质模型;

步骤2:将基础骨料模型和导电物质合并为导电骨料模型,同时获取所述导电骨料模型的基因特性导电率大小,得到具有导电基因特性的第一骨料模型并存入模型库中,并为每一种第一骨料模型创建名为导电率的浮点型变量同时赋予对应导电率大小;

步骤3:为第一骨料模型的内部和表面增加水体,同时获取其基因特性含水率大小,得到具有含水率基因特性的第二骨料模型并存入模型库中,同时获取所有第二骨料模型的基因特性粒径大小,并为每一种第二骨料模型创建名为含水率和粒径的浮点型变量同时赋予对应基因特性大小;

步骤4:创建现实拟真场景和场景观测器,所述现实拟真场景包括太阳光照、体积雾、天空云层和/或地面及周边环境的场景,并创建摄像头朝向地面作为场景观测器,在地面上随机位置生成随机数量的骨料模型库中的随机种类的骨料模型,实现原图像智能提取,并通过蓝图,遍历生成的所有骨料,提取所述骨料的基因特性包括导电率、含水率、粒径大小,对粒径大小进行公式计算获取级配;

步骤5:将地面渲染第一色体材质,将生成的骨料渲染第二色体材质,将其中的导电物质渲染成第三色体,并进行标签图像智能提取,其中第一色体、第二色体以及第三色体为不同颜色的色体;

步骤6:将第一色体材质的地面还原为现实拟真材质并删除生成的骨料,重复所述步骤

4和所述步骤5,获取多组原图、标签图和基因特性,得到骨料导电率、含水率、粒径级配识别训练集。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1中通过虚幻商城或者建模软件制作获取模型,创建多尺度的基础骨料模型库和具有导电率的导电物质模型。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2中对步骤1中获取的基础骨料模型和导电物质模型基于UE5的可视化模型编辑功能进行二次建模,通过合并、放大、缩小功能,将导电物质模型合并在基础骨料模型的外表面,使其成为具有导电基因特性的骨料模型并存入模型库中,同时在UE5中为每一种第一骨料模型创建一个名为导电率的浮点型全局变量,获取其基因特性导电率大小并赋予给此变量。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3中对步骤2中的模型库里的骨料模型进行二次建模,基于UE5的水体插件,为第一骨料模型的内部和表面增加水体,同时获取其基因特性含水率大小,得到具有一定含水率基因特性的骨料模型并存入模型库中,同时通过UE5的测量工具智能获取所有骨料模型的基因特性粒径大小,并为每一种第二骨料模型创建一个名为含水率和一个名为粒径的浮点型全局变量,并输入对应大小,最后将导电率、含水率、粒径一起放入名为基因特性的变量组中。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤4中:

在UE5中创建现实拟真场景,即创建一个拥有太阳光照,体积雾,天空云层以及以长方体为地面和周边环境的场景,同时创建一个朝向地面的摄像头Actor作为场景观测器,用于智能提取原图和标签图;

基于UE5的蓝图功能,通过创建并连接五个节点,实现骨料智能建模,所述五个节点分别为从类生成Actor、While循环、范围内随机整数、范围内随机浮点、选择;

从骨料模型库中随机选择多种种类,在地面上同一高度的观测器观测范围内随机不同位置处生成随机适宜数量的选择的骨料模型,使其自由下落在地面形成随机状态,然后实现原图像智能提取,当所有骨料达稳定状态后,观测器拍摄提取原图;

通过创建并连接三个蓝图节点,所述三个蓝图节点分别为获取类的所有Actor、For Each Loop、将项目添加至数组,遍历在地面上生成的所有骨料的基因特性变量组,提取它们的导电率、含水率和粒径大小的值,并将粒径大小依次存储到一个全局数组变量中,通过公式获取级配。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤5中基于UE5材质功能,创建纯白色自发光、纯蓝色自发光和纯黑色的材质,创建并连接四个蓝图节点,所述四个蓝图节点分别为获取类的所有Actor、类型转换为骨料类、For Each Loop、设置材质,将地面的材质设置为纯黑色材质,将生成的所有骨料的材质设置为纯白色自发光材质,将骨料中的导电物质模型的材质设置为纯蓝色自发光材质,将天空光照强度设置为0,通过观测器拍摄进行标签图像智能提取,获得有白色、蓝色和黑色三种颜色的标签图。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤6中通过创建并连接六个蓝图节点,将黑色材质的地面还原为现实拟真材质并删除生成的骨料,所述六个蓝图节点包括获取类的所有Actor、类型转换为骨料类、For Each Loop、设置材质、销毁Actor、清除数组。

8.一种骨料基因的数字图像生成装置,其特征在于,所述装置包括:

模型制作模块,被配置为制作模型,创建多尺度的基础骨料模型库和具有导电率的导电物质模型;

第一骨料模型制作模块,被配置为将基础骨料模型和导电物质合并为导电骨料模型,同时获取所述导电骨料模型的基因特性导电率大小,得到具有导电基因特性的第一骨料模型并存入模型库中,并为每一种第一骨料模型创建名为导电率的浮点型变量同时赋予对应导电率大小;

第二骨料模型制作模块,被配置为为第一骨料模型的内部和表面增加水体,同时获取其基因特性含水率大小,得到具有含水率基因特性的第二骨料模型并存入模型库中,同时获取所有第二骨料模型的基因特性粒径大小,并为每一种第二骨料模型创建名为含水率和粒径的浮点型变量同时赋予对应基因特性大小;

真实场景模拟模块,被配置为创建现实拟真场景和场景观测器,所述现实拟真场景包括太阳光照、体积雾、天空云层和/或地面及周边环境的场景,并创建摄像头朝向地面作为场景观测器,在地面上随机位置生成随机数量的骨料模型库中的随机种类的骨料模型,实现原图像智能提取,并通过蓝图,遍历生成的所有骨料,提取所述骨料的基因特性包括导电率、含水率、粒径大小,对粒径大小进行公式计算获取级配;

颜色标记模块,被配置为将地面渲染第一色体材质,将生成的骨料渲染第二色体材质,将其中的导电物质渲染成第三色体,并进行标签图像智能提取,其中第一色体、第二色体以及第三色体为不同颜色的色体;

识别训练集生成模块,被配置为将第一色体材质的地面还原为现实拟真材质并删除生成的骨料,重复创建现实拟真场景和场景观测器,在地面上随机位置生成随机数量的骨料模型库中的随机种类的骨料模型,实现原图像智能提取,并通过蓝图,遍历生成的所有骨料,提取所述骨料的基因特性包括导电率、含水率、粒径大小,对粒径大小进行公式计算获取级配;以及将地面渲染第一色体材质,将生成的骨料渲染第二色体材质,将其中的导电物质渲染成第三色体,并进行标签图像智能提取,获取多组原图、标签图和基因特性,得到骨料导电率、含水率、粒径级配识别训练集。

9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述模型制作模块被进一步配置为通过虚幻商城或者建模软件制作获取模型,创建多尺度的基础骨料模型库和具有导电率的导电物质模型。

10.一种存储有指令的非暂时性计算机可读存储介质,当所述指令由处理器执行时,执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。