一种矿石拣选系统及矿石拣选系统误差溯源方法

本发明涉及矿物加工，尤其涉及一种矿石拣选系统及矿石拣选系统误差溯源方法。

背景技术：

1、矿石拣选是一种根据矿石颗粒群品位异质性差异预抛低品位废石的矿物加工工艺，该工艺有效推动了低品位矿石资源开发利用的发展，对降低矿山作业成本，完成双碳目标具有重要意义。

2、矿石拣选过程的准确度是目前限制拣选机大规模应用的关键因素。目前广泛应用的矿石拣选系统主要采用溜槽运输式xrf拣选系统和皮带运输式xrt拣选系统两种。溜槽运输式xrf拣选系统采用识别—分离执行同步策略，xrf传感器与分离执行机构位置布置相邻，根据矿石xrf信号同步传达分离执行控制信号，实现不同矿石分离。皮带运输式xrt拣选系统采用识别—分离执行异步策略，首先通过x射线投射图像实现矿石的定位与识别，然后通过分离执行机构分拣矿石。溜槽运输式xrf拣选系统只包括了矿石识别和分离子系统，缺少对矿石尺寸效应和矿石表面品位异质性的考虑，矿石的识别精度和分离精度较差。皮带运输式xrt拣选系统通过灰度图像识别矿石，缺少了矿石定位跟踪子系统功能，且灰度图像和矿石颗粒真实图像间存在误差，不利于判定矿石质心真实位置和控制分离执行动作时间节点。

技术实现思路

1、本发明提供了一种矿石拣选系统及系统误差溯源方法，解决现有技术中灰度图像和矿石颗粒真实图像间存在误差，不利于判定矿石质心真实位置和控制分离执行动作时间节点的问题。

2、为解决上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：一种矿石拣选系统，其特征在于，步骤包括：

3、矿石颗粒群动态定位跟踪子系统，用于获取矿石颗粒群实时动态分布情况，并将矿石颗粒的实时动态信号进行转化和处理；

4、矿石品位检测与识别子系统，用于获取每个矿石颗粒的目的元素品位相关信息，并对每个矿石颗粒进行品位检测和产品类型划分；

5、协同决策控制子系统，用于获取转化和处理后的矿石颗粒的实时动态信号，以及矿石颗粒产品类型标签信息，生成相应的分离动作执行程序；

6、分离执行控制子系统，用于接收分离动作执行程序，输出分离执行指令；

7、分离执行模块，用于接收分离执行指令，完成矿石的拣选。

8、优选地，系统还包括：高速摄像机，用于获取的矿石颗粒群实时动态分布情况以及每个矿石颗粒彩图；所述矿石颗粒群实时动态分布情况包括每个矿石颗粒的尺寸、形状和质心位置信息；所述所述彩图的信息包括：所述每个矿石颗粒的颜色、形貌以及纹理。

9、优选地，矿石颗粒的目的元素品位相关信息，包括：

10、每个矿石颗粒的颜色、形貌、纹理、x射线荧光信号和灰度信号。

11、优选地，系统还包括：x射线发生器和x射线响应信号接收器，用于获取的每个矿石颗粒的x射线荧光信号和灰度信号。

12、优选地，x射线发生器和x射线响应信号接收器还用于：根据目的元素品位相关信息，对矿石颗粒群多目标进行分类识别和标签化处理。

13、优选地，矿石品位检测与识别子系统，包括：

14、通过直接测量和间接测量方法对目的元素品位相关信息进行融合处理，得出每个矿石颗粒的品位并划分每个矿石颗粒的产品类型。

15、优选地，协同决策控制子系统，包括：

16、根据矿石颗粒群的多目标实时动态分布信息和矿石标签信息自编译生成相应的程序命令。

17、优选地，自编译生成程序命令包括：自动生成相应的分离动作执行程序命令，程序命令包括：分离动作执行时间节点、动作力度、幅度和动作时长信息。

18、一种矿石拣选系统误差溯源方法，方法用于上述的矿石拣选系统，方法包括：

19、s1、采集代表性矿石颗粒物料，并将所述矿颗粒物料均匀地分布在拣选机内的运输载具上，测量出每个矿石颗粒的真实质心分布位置信息pri；

20、s2、启动矿石颗粒群动态定位跟踪子系统，读取测量得到的每个矿石颗粒的质心位置pti；

21、s3、启动矿石品位检测与识别子系统，读取每个矿石颗粒的品位测量值vti；

22、s4、启动分离执行控制子系统，记录每个受到分离执行机构动作的矿石颗粒的运动响应和其最终进入的产品槽位置，并根据s3获得的每个矿石的品位测量值得出没有被分离执行机构正确分离的矿石颗粒个数ne；

23、s5、化验各产品中每个矿石的品位真实值vri；

24、s6、计算各子系统的误差值大小，进行误差溯源分析并针对性优化矿石智能拣选系统中误差较大的子系统软硬件设施。

25、优选地，根据下述公式(1)计算矿石颗粒群动态定位跟踪子系统的误差：

26、

27、其中，error1为矿石颗粒群动态定位跟踪子系统的误差值，n为测试用矿石颗粒数量，pti为通过矿石颗粒群动态定位跟踪子系统测量获得的矿石颗粒i的质心位置，pri为矿石颗粒i的质心真实位置。

28、优选地，根据下述公式(2)计算矿石品位检测与识别子系统的误差：

29、

30、其中，error2为矿石品位检测与识别子系统的误差值，n为测试用矿石颗粒数量，vti为通过矿石品位检测与识别子系统测量获得的矿石颗粒i的品位值，vri为矿石颗粒i的品位真实值；

31、根据下述公式(3)计算分离执行控制子系统的误差：

32、

33、其中，error3为分离执行控制子系统的误差值，n为测试用矿石颗粒数量，ne为受分离执行控制子系统执行分离动作响应后没有运动到正确产品槽位置的矿石颗粒数量。

34、一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述矿石拣选系统。

35、一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述矿石拣选系统。

36、上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：

37、上述方案，本发明采用模块化系统架构，将矿石拣选作业划分定位跟踪、矿石识别和分离执行三部分，通过协同决策控制子系统有效实现了矿石颗粒群动态定位跟踪子系统、矿石品位检测与识别子系统和分离执行控制子系统间的信息交流和信息整合，实现了定位跟踪、矿石识别和分离执行三部分的高效协同运行，此外，模块化架构设计方便了矿石分选误差原因溯源和分选准确度定向优化升级。

技术特征：

1.一种矿石拣选系统，其特征在于，系统步骤包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述矿石颗粒的目的元素品位相关信息，包括：

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述x射线发生器和x射线响应信号接收器还用于：根据所述目的元素品位相关信息，对矿石颗粒群多目标进行分类识别和标签化处理，得出每个矿石颗粒的品位并划分每个矿石颗粒的产品类型。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述协同决策控制子系统，包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述自编译生成程序命令包括：自动生成相应的分离动作执行程序命令，所述程序命令包括：分离动作执行时间节点、动作力度、幅度和动作时长信息。

8.一种矿石拣选系统误差溯源方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1～7任意一项所述的矿石拣选系统，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据下述公式(1)计算矿石颗粒群动态定位跟踪子系统的误差：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据下述公式(2)计算矿石品位检测与识别子系统的误差：

技术总结本发明提供一种矿石拣选系统及矿石拣选系统误差溯源方法，涉及矿物加工技术领域，包括：将矿石拣选作业划分定位跟踪、矿石识别和分离执行三部分，通过协同决策控制子系统有效实现了矿石颗粒群动态定位跟踪子系统、矿石品位检测与识别子系统和分离执行控制子系统间的信息交流和信息整合，实现了定位跟踪、矿石识别和分离执行三部分的高效协同运行，此外，模块化架构设计方便了矿石分选误差原因溯源和分选准确度定向优化升级。技术研发人员：刘政宇,寇珏,孙春宝,邵安林,曲福明受保护的技术使用者：北京科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9