[发明专利]矿石颗粒分割系统、方法和机器可读存储介质

说明书

本发明提供了一种矿石颗粒分割系统、方法和机器可读存储介质，涉及矿石分割技术领域，矿石颗粒分割系统包括依次连接的矿石传输子系统、图像处理子系统和预先训练好的矿石分割模型；其中，矿石传输子系统包括皮带；图像处理子系统用于对皮带上传输矿石的矿石深度图像和矿石彩色图像进行采集及同步处理，得到目标图像对；预先训练好的矿石分割模型用于对目标图像对进行矿石颗粒的分割，以分别得到每张图像的大矿石颗粒和小矿石颗粒。本发明克服了大小块矿石在形态学差异较大这一难题，提升了模型对大块矿石和小块矿石的识别准确率。

技术领域

本发明涉及矿石分割技术领域，尤其是涉及一种矿石颗粒分割系统、方法和机器可读存储介质。

背景技术

在矿山开采到目标矿物或元素提取完成之前，需要很复杂的富集过程。通常，在矿石从矿脉体剥离之后，首先需要对矿石和脉石进行分离，进而通过粗碎、中细碎过程将矿物进行破碎，对于有些工艺流程而言，破碎后的矿石还需要进一步分离、富集，从而满足更加经济的入选品位，实现经济效益最大化。

无论在上述的哪个环节而言，都有矿石在传送带上从某一工艺传递到下一个工艺的过程。然而，由于皮带矿石的粒级分布广泛，从亚毫米粒径到1000mm(露天采矿)或400mm(地下采矿)在皮带上均有分布，从而很难有一种统一的图像处理方法能够解决皮带中各类破碎后的矿石分割问题。

例如，由于大块矿石的部分边缘不完整，矿石表面存在台阶及凹陷，导致目前采用图像分割方法对彩色图像进行矿石形态学处理及分割容易出现过分割；而受分辨率及深度一维信息影响，较难区分中小矿石堆叠与大块凹陷矿石形态学的差异，易出现过分割。尽管大块矿石与小块矿石是同一类物质，但是大块矿石与小块矿石在形态学上的差异不仅仅是大小的差异，在纹理和结构上也存在着不同，小块矿石往往没有大块矿石中表面台阶以及破碎过程中的特异性触点，因此无法采用一个统一的方法对皮带上的多类矿石进行分割，导致矿石分割结果的精确性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿石颗粒分割系统、方法和机器可读存储介质，克服了大小块矿石在形态学差异较大这一难题，提升了模型对大块矿石和小块矿石的识别准确率。

第一方面，本发明提供一种矿石颗粒分割系统，矿石颗粒分割系统包括依次连接的矿石传输子系统、图像处理子系统和预先训练好的矿石分割模型；其中，矿石传输子系统包括皮带；图像处理子系统用于对皮带上传输矿石的矿石深度图像和矿石彩色图像进行采集及同步处理，得到目标图像对；预先训练好的矿石分割模型用于对目标图像对进行矿石颗粒的分割，以分别得到每张图像的大矿石颗粒和小矿石颗粒。

在可选的实施方式中，矿石传输子系统还包括皮带上设置的预设个数的托辊，以及每个托辊上安装的编码器；编码器用于通过产生压变脉冲记录皮带运动速度。

在可选的实施方式中，图像处理子系统包括图像采集模块、同步计数设备和相机控制模块；图像采集模块包括线扫描深度相机和线阵彩色相机；其中，扫描深度相机用于采集皮带上传输矿石的矿石深度图像；线阵彩色相机用于采集皮带上传输矿石的矿石彩色图像；同步计数设备用于产生同步脉冲计数；相机控制模块用于基于皮带运动速度和同步脉冲计数确定线扫描深度相机和线阵彩色相机的采集频率，以使处于采集频率时，同一皮带位置处采集的矿石深度图像与矿石彩色图像同步。

在可选的实施方式中，预先训练好的矿石分割模型包括第一特征提取子网络和第二特征提取子网络；以及分别与第一特征提取子网络和第二特征提取连接的分类子网络；第一特征提取子网络用于对目标图像对中的大粒径矿石图像进行特征提取；第二特征提取子网络用于对目标图像对的小粒径矿石图像进行特征提取；分类子网络用于对大粒径矿石图像和小粒径矿石图像进行图像维度统一及特征向量拼接，以输出目标图像对的大矿石颗粒和小矿石颗粒。