[发明专利]基于激光成像的人工智能矿石识别装置和方法

说明书

本发明公开了基于激光成像的人工智能矿石识别装置和方法，涉及光电检测、光电成像和光电测量技术领域，能够对矿石进行精确识别，实时性和适用性较高。其中装置包括激光照射模块、信号传输模块、成像模块、信息识别模块。激光照射模块用于发射激光束照射传送带上的待识别矿石，并获取待识别矿石的返回信号处理得到矿石的数据信息。待识别矿石的数据信息经信号传输模块传输至成像模块。成像模块根据待识别矿石的数据信息对待识别矿石进行三维成像，得到待识别矿石的纹理信息和外形信息，送入信息识别模块。信息识别模块，对待识别矿石的纹理信息和外形信息进行归一化处理，并使用卷积神经网络对归一化处理后的信息进行识别，输出矿石识别结果。

技术领域

本发明涉及光电检测、光电成像和光电测量技术领域，具体涉及基于激光成像的人工智能矿石识别装置和方法。

背景技术

基于现状煤矿、选煤厂、矿山都有煤块/矿石和煤矸石/杂石料的分选需求。以煤炭洗选加工为例，每洗选1亿吨炼焦煤排放矸石量2000多万吨。这么大的矸石筛选，目前大都还是以人工拣选为主，效率低下，管理难度和劳动强度大，同时也会造成职业病的高发。

目前矿石领域的成像识别方法主有高清相机成像法、红外相机成像法和X射线成像法。其中高清相机成像法通过相机拍摄传送带上的矿石，然后对矿石信息进行一系列信息处理后提取矿石的灰度和纹理和外形等特征，最后运用分类算法或卷积神经网络对其分类。

由于工作环境恶劣、射线危害和识别准确性、实时性差等原因而使得这些方法在矿石识别方面应用效果不佳。

因此目前亟需一种具有高实时性和高适用性的矿石识别技术。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了基于激光成像的人工智能矿石识别装置和方法，能够对矿石进行精确识别，实时性和适用性较高。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：基于激光成像的人工智能矿石识别装置，包括激光照射模块、信号传输模块、成像模块、信息识别模块。

激光照射模块用于发射激光束照射传送带上的待识别矿石，并获取待识别矿石的返回信号处理得到矿石的数据信息。

待识别矿石的数据信息经信号传输模块传输至成像模块。

成像模块根据待识别矿石的数据信息对待识别矿石进行三维成像，得到待识别矿石的纹理信息和外形信息，送入信息识别模块。

信息识别模块，对待识别矿石的纹理信息和外形信息进行归一化处理，并使用卷积神经网络对归一化处理后的信息进行识别，输出矿石识别结果。

进一步地，激光照射模块包括激光雷达以及光电开关对。

光电开关对包含两个光电开关，两个光电开关相对设置于传送带两侧边并形成直线对射。

待识别矿石经过光电开关对的直线对射处时，光电开关对的直线对射中断，光电开关对向激光雷达发送触发信号。

激光雷达接收到触发信号之后，开始发射激光照射传送带上的待识别矿石。

激光雷达接收待识别矿石反射的激光返回信号，进行数据转换，得到待识别矿石的点云数据作为待识别矿石的数据信息。

进一步地，激光照射模块包括激光发射器以及摄像机；激光发射器设置于传送带的正上方；激光发射器发射激光束照射传送带上的待识别矿石；

摄像机设置于传送带的斜上方，拍摄照射在待识别矿石上的激光束进行拍摄，并将拍摄的视频数据作为待识别矿石的数据信息。

进一步地，成像模块根据待识别矿石的数据信息对待识别矿石进行三维成像，具体为：待识别矿石的数据信息中具有激光束在矿石上照射过程的视频数据，通过视频数据中每个时刻激光束在矿石上的变化情况，通过合成还原得到待识别矿石的三维成像结果。