煤矸分选方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种煤矸分选方法、装置及电子设备，涉及煤矿技术领域，上述煤矸分选方法包括：获取煤流的X射线成像图像，作为目标图像；基于预先训练得到的神经网络模型对目标图像进行目标识别，得到目标图像中各待分选目标的目标类别和目标位置；其中，神经网络模型基于预先标注后的训练样本训练得到，训练样本包括多张X光成像得到的煤流图像，目标类别包括煤炭和矸石；基于各待分选目标的目标类别及目标位置对煤流中的煤炭和矸石进行分选。本发明专利技术能够实现对煤炭和矸石的精确分离，提升了煤矸分选的准确率。

【技术实现步骤摘要】
煤矸分选方法、装置及电子设备
本专利技术涉及煤矿
，尤其是涉及一种煤矸分选方法、装置及电子设备。
技术介绍
煤层形成过程中会存在一种与煤层伴生的矸石层，煤矸石是一种含碳量较低、主要成分为二氧化硅的岩石。在煤矿开采过程中，开采的煤流中会含有一定比例的矸石，从而煤的产品质量产生影响，因此，如何将煤炭和矸石进行分离称为亟待解决的问题。现有的煤矸分选技术主要采用干选法将煤和矸石分离，诸如采用图像处理技术将煤和矸石分离，然而，采用普通摄像机采集煤流图像时，容易受到灰尘和水等外界环境带来的影响，导致采集的视频或图像数据质量较低，影响图像处理分辨煤和矸石的准确率。因此，现有的煤矸分选技术还存在煤矸分离准确率较低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种煤矸分选方法、装置及电子设备，能够实现对煤炭和矸石的精确分离，提升了煤矸分选的准确率。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种煤矸分选方法，应用于煤矸分选系统，所述煤矸分选系统包括皮带输送机、X光检测装置和分离执行装置，所述煤矸分选方法包括：获取煤流的X射线成像图像，作为目标图像；基于预先训练得到的神经网络模型对所述目标图像进行目标识别，得到所述目标图像中各待分选目标的目标类别和目标位置；其中，所述神经网络模型基于预先标注后的训练样本训练得到，所述训练样本包括多张X光成像得到的煤流图像，所述目标类别包括煤炭和矸石；基于各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置对所述煤流中的煤炭和矸石进行分选。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述基于预先训练得到的神经网络模型对所述目标图像进行目标识别，得到所述目标图像中各待分选目标的目标类别和目标位置的步骤，包括：将所述目标图像输入预先训练得到的神经网络模型；基于所述神经网络模型对所述目标图像进行图像分割，得到所述目标图像中的各待分选目标的目标框及对应的目标类型，基于所述目标框的顶点坐标确定所述待分选目标的目标位置。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述分离执行装置包括喷枪；所述基于各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置对所述煤流中的煤炭和矸石进行分选的步骤，包括：根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间，并在达到所述启动延时时间后启动所述喷枪将煤炭和矸石分离。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间的步骤，包括：当所述待分选目标的目标类别为煤炭或者矸石时，基于所述煤炭或矸石在目标图像中的目标位置，确定所述煤炭或矸石在所述皮带输送机上的实际位置；基于所述实际位置与所述皮带输送机终点的距离及所述皮带输送机的运输速度，确定所述煤炭或矸石运动到所述皮带输送机终点所需的时间，得到所述喷枪的启动延时时间。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述目标位置包括所述待分选目标在目标图像中的中心点坐标；所述根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间的步骤，包括：获取所述目标图像中像素坐标系的纵轴与所述皮带输送机终点的实际距离；其中，所述待分选目标沿所述像素坐标系的横轴方向运动；当所述中心点坐标的横坐标值为零时，基于所述实际距离及所述皮带输送机的运输速度，确定所述煤炭或矸石运动到所述皮带输送机终点所需的时间，得到所述喷枪的启动延时时间。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间之后，所述方法还包括：基于预设的目标跟踪算法对所述目标图像中的所述待分选目标进行跟踪，并将所述待分选目标与对应的启动延时时间进行绑定。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间之前，所述方法还包括：对所述目标图像中中心点的横坐标处于预设范围内的待分选目标进行标记，得到标记目标；获取所述目标图像的下一帧图像，当所述标记目标的中心点坐标的横坐标值的最小值大于所述下一帧图像中的待分选目标的中心点坐标的横坐标时，执行所述根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间的步骤。进一步，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述皮带输送机上设置可在运行方向的垂直方向上将煤流划分为至少两列的分流装置，所述分离执行装置包括分别对应于划分后的各列煤流的喷枪，所述目标位置包括所述待分选目标在目标图像中的中心点坐标；在根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间之前，所述方法还包括：基于所述待分选目标的中心点坐标的纵坐标值处于的坐标值范围，确定所述待分选目标对应的喷枪。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种煤矸分选装置，应用于煤矸分选系统，所述煤矸分选系统包括皮带输送机、X光检测装置和分离执行装置，所述煤矸分选装置包括：图像获取模块，用于获取煤流的X射线成像图像，作为目标图像；图像识别模块，用于基于预先训练得到的神经网络模型对所述目标图像进行目标识别，得到所述目标图像中各待分选目标的目标类别和目标位置；其中，所述神经网络模型基于预先标注后的训练样本训练得到，所述训练样本包括多张X光成像得到的煤流图像，所述目标类别包括煤炭和矸石；煤矸分离模块，用于基于各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置对所述煤流中的煤炭和矸石进行分选。第三方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器和存储装置；所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如第一方面任一项所述的方法。本专利技术实施例提供了一种煤矸分选方法、装置及电子设备，基于X射线技术获取煤流图像，并基于预先训练得到的神经网络模型识别煤流图像中的各个待分选目标的目标类别和中心点坐标，由于煤炭和矸石在X射线下成像时会呈现不同的颜色，通过结合X光技术和机器学习对煤流图像中的煤炭和矸石进行识别，可以准确定位皮带输送机上各个待分选目标的目标类别和目标位置，根据各个待分选目标的目标类别和目标位置将煤炭和矸石进行分离，实现了对煤炭和矸石的精确分离，提升了煤矸分选的准确率。本专利技术实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本专利技术实施例的上述技术即可得知。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。...

【技术保护点】
1.一种煤矸分选方法，应用于煤矸分选系统，所述煤矸分选系统包括皮带输送机、X光检测装置和分离执行装置，其特征在于，所述煤矸分选方法包括：/n获取煤流的X射线成像图像，作为目标图像；/n基于预先训练得到的神经网络模型对所述目标图像进行目标识别，得到所述目标图像中各待分选目标的目标类别和目标位置；其中，所述神经网络模型基于预先标注后的训练样本训练得到，所述训练样本包括多张X光成像得到的煤流图像，所述目标类别包括煤炭和矸石；/n基于各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置对所述煤流中的煤炭和矸石进行分选。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矸分选方法，应用于煤矸分选系统，所述煤矸分选系统包括皮带输送机、X光检测装置和分离执行装置，其特征在于，所述煤矸分选方法包括：
获取煤流的X射线成像图像，作为目标图像；
基于预先训练得到的神经网络模型对所述目标图像进行目标识别，得到所述目标图像中各待分选目标的目标类别和目标位置；其中，所述神经网络模型基于预先标注后的训练样本训练得到，所述训练样本包括多张X光成像得到的煤流图像，所述目标类别包括煤炭和矸石；
基于各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置对所述煤流中的煤炭和矸石进行分选。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先训练得到的神经网络模型对所述目标图像进行目标识别，得到所述目标图像中各待分选目标的目标类别和目标位置的步骤，包括：
将所述目标图像输入预先训练得到的神经网络模型；
基于所述神经网络模型对所述目标图像进行图像分割，得到所述目标图像中的各待分选目标的目标框及对应的目标类型，基于所述目标框的顶点坐标确定所述待分选目标的目标位置。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离执行装置包括喷枪；所述基于各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置对所述煤流中的煤炭和矸石进行分选的步骤，包括：
根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间，并在达到所述启动延时时间后启动所述喷枪将煤炭和矸石分离。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间的步骤，包括：
当所述待分选目标的目标类别为煤炭或者矸石时，基于所述煤炭或矸石在目标图像中的目标位置，确定所述煤炭或矸石在所述皮带输送机上的实际位置；
基于所述实际位置与所述皮带输送机终点的距离及所述皮带输送机的运输速度，确定所述煤炭或矸石运动到所述皮带输送机终点所需的时间，得到所述喷枪的启动延时时间。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标位置包括所述待分选目标在目标图像中的中心点坐标；
所述根据各所述待分选目标的目标类别及所述目标位置，确定所述喷枪的启动延时时间的步骤，包括：
获取所述目标图像中像素坐标系的纵轴与所述皮带输送机终点的实际距离；其中，所述待分选目标沿所述像素坐标系的横轴方向运动；
当所述中心点坐标的横坐标值为零时，基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠义，赵存会，吴喆峰，朱晓宁，李园园，
申请(专利权)人：精英数智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14