[实用新型]一种基于FPGA加速的矿石分选装置及系统

说明书

本实用新型公开了一种基于FPGA加速的矿石分选装置及系统，其中分选装置包括PC机和FPGA加速卡，所述PC机与所述FPGA加速卡连接；所述FPGA加速卡用于执行图像信息形成、图像预处理、图像分割和分离执行过程，所述PC机用于执行图像识别过程。减少PC机其它运行线程，提高PC机图像识别性能，从而可以继续提升算法精度，而不用担心计算超时；该方案降低了对PC机的性能要求，可有效降低成本；利用FPGA并行计算特性，可对图像预处理及图像分割进行并行加速处理，耗时比PC机处理时间大大减小。

技术领域

本实用新型涉及矿石分选技术领域，尤其涉及一种基于FPGA加速的矿石分选装置及系统。

背景技术

目前国内外矿石分选自动化设备，其主流的照射和检测系统分为X射线、颜色、电磁感应方式对矿石进行图像采集并传输给PC机进行算法处理及矿石分离执行处理，其中的图像信息形成、算法处理(包含图像预处理、图像分割、图像识别)、矿石分离执行都在工业PC机上运行，如图1所示，由于矿石分选往往对产能有较大要求，传送带速度较高，这造成对PC机的实时处理能力要求较高，否则矿石分离系统达不到实时分离的效果，同时算法的复杂度及PC操作系统非实时性也会影响分离执行效果。目前使用高性能的PC机能够实现实时分离，但是成本太高；若使用低性能的PC机，虽然成本能够降低，但难以达到实时分离的效果。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于FPGA加速的矿石分选装置及系统，以解决现有矿石分选装置成本较高的问题。

第一方面，提供了一种基于FPGA加速的矿石分选装置，包括PC机和FPGA加速卡，所述PC机与所述FPGA加速卡连接；所述FPGA加速卡用于执行图像信息形成、图像预处理、图像分割和分离执行过程，所述PC机用于执行图像识别过程。

矿石分选过程中图像信息形成、图像预处理、图像分割、图像识别和分离执行均为现有公知的处理过程，但是现有分选设备中，上述五个处理过程均由PC机执行，为了实现实时分选的效果，对PC机性能要求较高，导致成本较高。上述提供的一种基于FPGA加速的矿石分选装置，通过增设一个FPGA加速卡和PC机配合，由FPGA加速卡执行图像信息形成、图像预处理、图像分割和分离执行过程，由PC机执行计算量最大的图像识别过程，从而减轻PC机实时处理负载，即减少PC机其他运行线程，提高PC机图像识别性能，实现实时分选；该方案降低了对PC机的性能要求，可有效降低成本，且不用担心计算超时导致无法实现实时分选。

第二方面，提供了一种基于FPGA加速的矿石分选系统，包括矿石传输装置、图像采集装置、分离执行机构及如上所述的基于FPGA加速的矿石分选装置；

图像采集装置设置于所述矿石传输装置上方，用于采集所述矿石传输装置上矿石的图像并发送至所述基于FPGA加速的矿石分选装置；

所述基于FPGA加速的矿石分选装置用于接收采集的矿石的图像并进行矿石识别，还用于生成分离指令并发送至分离执行机构；

所述分离执行机构用于接收分离指令进行矿石分离作业。

进一步地，所述矿石传输装置为皮带输送机。

进一步地，所述分离执行机构为机械手或喷气气嘴。

有益效果

本实用新型提出了一种基于FPGA加速的矿石分选装置及系统，其通过增设FPGA加速卡执行图像信息形成、图像预处理、图像分割和分离执行过程，而PC机只单独执行图像识别过程并将执行结果发送给FPGA加速卡，该方案并不涉及图像处理过程中计算机程序的改进，仅是将现有的图像处理过程的步骤分拆由FPGA加速卡和PC机两个硬件设备来实现，是属于结构的改进。且该方案具有以下优点：

(1)减少PC机其它运行线程，提高PC机图像识别性能，从而可以继续提升算法精度，而不用担心计算超时；该方案降低了对PC机的性能要求，可有效降低成本；