本發(fā)明涉及礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別裝置及其識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

目前我國(guó)礦業(yè)領(lǐng)域，在礦石辨別依然采用傳統(tǒng)的人工肉眼識(shí)別方法，其存在的弊端是顯而易見(jiàn)。利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)越性：速度快、信息量大、功能多、效率高。如果將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用于礦石識(shí)別檢測(cè)，將具有人工檢測(cè)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。有效礦元素在礦石中的紋理分布和顏色獨(dú)特的重要特征，利用機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行檢測(cè)不僅可以排除人的主觀因素的干擾，而且還能夠?qū)@些指標(biāo)進(jìn)行定量描述，避免了因人而異的識(shí)別結(jié)果，減小礦石識(shí)別誤差，提高識(shí)別效率和精度。機(jī)器視覺(jué)建立在客觀分析和推理的基礎(chǔ)之上，有效避免了人工檢測(cè)的主觀性和個(gè)體差異性，提高了檢測(cè)精度。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)使用攝相機(jī)和圖像處理來(lái)完成類似人工的監(jiān)測(cè)。機(jī)器視覺(jué)研究的目的就是根據(jù)人類的視覺(jué)特性使機(jī)器更好的替代人來(lái)工作或者完成人類不能完成的工作，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，不斷提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)檢測(cè)方式相比，機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)具有顯著優(yōu)勢(shì)與巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，且檢測(cè)效率高，檢測(cè)具有連續(xù)性和可重復(fù)性。

然而，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)用于礦石識(shí)別，與人工肉眼礦物識(shí)別具有同樣的缺陷，即：只能對(duì)礦石定性和半定量。定性：根據(jù)礦石表面的顏色、紋理、光澤特性等對(duì)礦石進(jìn)行分類；半定量：根據(jù)礦石表面顏色、紋理的分布特性，對(duì)礦石有效元素的含量進(jìn)行近似估算。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)檢測(cè)原理源于人類視覺(jué)系統(tǒng)，無(wú)論方法如何優(yōu)化，也只能做到對(duì)礦石含量半定量，可以無(wú)限接近礦石含量真實(shí)值，但無(wú)法做到礦石含量全定量。目前，對(duì)礦石含量判別除化學(xué)檢驗(yàn)方法可以做到近似全定量之外，無(wú)論x射線技術(shù)，還是機(jī)器視覺(jué)技術(shù)均只能做到半定量分析。為此，我們提出了一種基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別裝置及其識(shí)別方法投入使用，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別裝置，包括機(jī)體，所述機(jī)體的頂部開有礦石進(jìn)料口，所述機(jī)體的內(nèi)腔頂部左右對(duì)稱安裝有兩組結(jié)構(gòu)相同的光電傳感器，所述機(jī)體的內(nèi)腔左右兩側(cè)壁對(duì)稱設(shè)有安裝板，所述安裝板的頂部通過(guò)安裝支架連接有光源組件，所述安裝板的底部通過(guò)安裝支架與高速相機(jī)連接，所述機(jī)體的左側(cè)壁安裝有控制器，所述機(jī)體的右側(cè)壁安裝有氣缸組件，所述氣缸組件的頂部設(shè)有支撐板，所述支撐板的頂部連接有撥料板，且撥料板的側(cè)壁與氣缸組件的輸出端連接，所述機(jī)體的底部開有兩組不同級(jí)別的礦石出料口，所述控制器分別與光電傳感器、光源組件、高速相機(jī)和氣缸組件電性連接。

優(yōu)選的，所述控制器為pc計(jì)算機(jī)或嵌入式控制器。

優(yōu)選的，所述光源組件的光源為白光或紅外線，且光源組件和高速相機(jī)均通過(guò)轉(zhuǎn)軸與安裝支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

優(yōu)選的，所述支撐板的頂端通過(guò)銷軸與撥料板活動(dòng)連接。

優(yōu)選的，一種基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別方法，該基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別方法的具體步驟如下：

s1：調(diào)節(jié)高速相機(jī)、光源組件與被識(shí)別礦石之間的采圖角度，并根據(jù)不同礦石調(diào)節(jié)光源組件的光源功率；

s2：高速相機(jī)對(duì)被識(shí)別礦石進(jìn)行圖像采集，并傳輸至控制器中；

s3：控制器通過(guò)其內(nèi)置的軟件對(duì)采集的礦石圖像進(jìn)行綜合分析，判定被識(shí)別礦石的礦種，并對(duì)其品位進(jìn)行預(yù)估。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明用于工業(yè)生產(chǎn)中的礦石識(shí)別及分選，具有速度快、信息量大、功能多、效率高的特點(diǎn)，有效避免了人工檢測(cè)的主觀性和個(gè)體差異性，可更好的替代人來(lái)工作或者完成人類不能完成的工作，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1機(jī)體、2礦石進(jìn)料口、3光電傳感器、4安裝板、5光源組件、6高速相機(jī)、7控制器、8氣缸組件、9支撐板、10撥料板、11礦石出料口。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別裝置，包括機(jī)體1，所述機(jī)體1的頂部開有礦石進(jìn)料口2，所述機(jī)體1的內(nèi)腔頂部左右對(duì)稱安裝有兩組結(jié)構(gòu)相同的光電傳感器3，所述機(jī)體1的內(nèi)腔左右兩側(cè)壁對(duì)稱設(shè)有安裝板4，所述安裝板4的頂部通過(guò)安裝支架連接有光源組件5，所述安裝板4的底部通過(guò)安裝支架與高速相機(jī)6連接，所述機(jī)體1的左側(cè)壁安裝有控制器7，所述機(jī)體1的右側(cè)壁安裝有氣缸組件8，所述氣缸組件8的頂部設(shè)有支撐板9，所述支撐板9的頂部連接有撥料板10，且撥料板10的側(cè)壁與氣缸組件8的輸出端連接，所述機(jī)體1的底部開有兩組不同級(jí)別的礦石出料口11，所述控制器7分別與光電傳感器3、光源組件5、高速相機(jī)6和氣缸組件8電性連接。

其中，所述控制器7為pc計(jì)算機(jī)或嵌入式控制器，所述光源組件5的光源為白光或紅外線，且光源組件5和高速相機(jī)6均通過(guò)轉(zhuǎn)軸與安裝支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述支撐板9的頂端通過(guò)銷軸與撥料板10活動(dòng)連接。

本發(fā)明還提供了一種基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別方法，該基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別方法的具體步驟如下：

s1：調(diào)節(jié)高速相機(jī)6、光源組件5與被識(shí)別礦石之間的采圖角度，并根據(jù)不同礦石調(diào)節(jié)光源組件5的光源功率；

s2：高速相機(jī)6對(duì)被識(shí)別礦石進(jìn)行圖像采集，并傳輸至控制器7中；

s3：控制器7通過(guò)其內(nèi)置的軟件對(duì)采集的礦石圖像進(jìn)行綜合分析，判定被識(shí)別礦石的礦種，并對(duì)其品位進(jìn)行預(yù)估。

光源組件5的光源為白光或紅外線，并將光源組件5固定在安裝支架上為高速相機(jī)6拍攝礦石，提供持續(xù)、穩(wěn)定的照明；高速相機(jī)6固定在安裝支架上，對(duì)被識(shí)別礦石進(jìn)行攝像或拍照，為礦石識(shí)別提供原始圖像分析數(shù)據(jù)；控制器7為pc計(jì)算機(jī)或者嵌入式控制計(jì)算器，并對(duì)礦石圖像進(jìn)行計(jì)算分析，確定礦石的種類和相應(yīng)礦石元素預(yù)估算，即定性半定量分析，實(shí)現(xiàn)礦石的識(shí)別辨析；安裝支架，用于安裝固定光源組件5和高速相機(jī)6，且角度可調(diào)節(jié)，為光源照明給高速相機(jī)6提供最佳角度。

通過(guò)礦石進(jìn)料口2放入待識(shí)別礦石，礦石進(jìn)入光電傳感器3傳感區(qū)域，同時(shí)光源組件5照亮礦石表面，光電傳感器3觸發(fā)高速相機(jī)6對(duì)礦石表面進(jìn)行拍照，拍下礦石表面成像圖像，然后傳輸至控制器7進(jìn)行圖像分析預(yù)測(cè)，輸出礦石識(shí)別結(jié)果，通過(guò)氣缸組件8外接高壓氣體，實(shí)現(xiàn)使撥料板10實(shí)現(xiàn)撥料的動(dòng)作，將不同品種的礦石分別撥入不同的礦石出料口11中，本發(fā)明提供的基于可見(jiàn)光或紅外線的礦石機(jī)器視覺(jué)識(shí)別裝置，可用于礦石識(shí)別教學(xué)與研究，也可拓展為多套光源、相機(jī)、傳感器等，用于工業(yè)礦石識(shí)別生產(chǎn)，具有識(shí)別精度高、效率高的特點(diǎn)，有效避免了人工礦石分辨的主觀性和個(gè)體差異性，可更好的替代人來(lái)工作或者完成人類不能完成的工作，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高礦石識(shí)別生產(chǎn)質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)效率。本發(fā)明中高速相機(jī)6使用25幀/秒的200萬(wàn)像素以上的彩色型號(hào)，光源組件5的光源采用6500k～7000k色溫的可見(jiàn)光光源，功率可調(diào)節(jié)，紅外光源選擇功率在30w以上的光源，防止由于光源色溫影響使采樣圖像引入噪聲，光源功率可根據(jù)不同礦石元素對(duì)光照的吸收與反射程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。