综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法、装置和介质与流程

1.本涉及采矿工程领域，具体而言，涉及一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法、装置和介质。


背景技术：

2.在科学技术日益发展的现代，煤矸识别技术也逐渐智能化，现有的煤矸识别通常是通过获取落下矿物的图像，再经过图像处理来识别煤和矸石，但目前精准的图像设备较为昂贵，而简易的图像识别设备又无法做到较为准确的识别煤和矸石，导致煤矸识别成为了采矿工程中较为困难的一项。


技术实现要素：

3.因此，本发明实施例提供一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法、装置和介质，解决了简易图像识别装置识别煤矸不准确的问题。
4.为解决上述问题，本发明提供一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法，包括：在输送带上设置导电面，使落下的矿物输送时都经过所述导电面；在所述导电面上方设置图像识别装置，通过所述图像识别装置识别经过所述导电面的矿物；在所述导电面两侧设置电流识别装置，通过所述电流识别装置获取所述矿物经过所述导电面产生的电流，并与设定电流进行比较；通过所述电流与所述设定电流的比较结果以及所述图像识别装置的识别结果，判断经过所述导电面的所述矿物中煤和矸各自所占的比例；通过所述比例的大小来判断所述输送带是否停止输送所述矿物。
5.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置测量矿物经过导电面时产生的电流以及获取图像，并把电流与设定电流比较得出比较结果，且与图像识别结果结合，判断经过导电面的煤的比例，能快速得知识别目前输送带上煤和矸石的比例，帮助操作人员快速判断目前是否需要停止输送并进行线下操作，通过电流比例和简单图像识别的双重识别，不仅在图像识别装置上的成本上大大降低，同时通过结合电流比例的判断，使判断结果更加的精准，同时电流识别的操作也更加方便，提高了操作人员的操作效率。
6.在本发明的一个实例中，所述在所述导电面上方设置图像识别装置，通过所述图像识别装置识别经过所述导电面的矿物，还包括：通过所述图像识别装置识别所述矿物的特征并获得图像数据；通过卷积神经网络，结合颜色特征、纹理特征、几何特征、局部二值模式特征对所述图像数据进行特征提取；使用分类器对所述特征提取的结果进行分类，得到分类结果。
7.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置图像识别装置识别矿物的特征并获得对应的图像数据，且通过卷积神经网络来结合不同的特征对图像进行特征提取，并用分类器获得分类结果，使通过图像识别装置识别到的图像中的各种矿物的特征都被识别，使不同的矿物进入不同的分类以此得出经过导电面的矿物的种类比例，能进行初步判断其中煤的比例，方便操作人员进行识别操作，同时通过分类器还能得知其中
不同的矿物不同的比例，方便操作人员得知目前矿物层的矿物结构以及分布，提高了采矿的效率。
8.在本发明的一个实例中，所述在所述导电面两侧设置电流识别装置，通过所述电流识别装置获取所述矿物经过所述导电面产生的电流，包括：把所述电流识别装置识别到的电流信号通过电流放大器进行放大。
9.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置电流放大器放大电流识别装置识别到的电流信号，使电流信号能更容易反映当前的电流情况，同时帮助操作人员更加方便的识别到目前输送带上的矿物经过导电面的电流，方便操作人员进行识别以助于判断当前输送带上的矿物情况，提高了操作人员的工作效率。
10.在本发明的一个实例中，所述在所述导电面两侧设置电流识别装置，通过所述电流识别装置获取所述矿物经过所述导电面产生的电流，并与所述设定电流进行比较，还包括：所述导电面产生的电流通过公式i'=u（g1 g2）进行计算，并把计算的结果传输到终端设备；其中，u为导电面两端的电压，g1为导电面的电导，g2为经过导电面的矿物的电导。
11.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置电流使用公式i'=u（g1 g2）进行计算，其中导电面的电导和经过导电面的矿物的电导方便查询计算，能通过上述公式快速得出通过的电流，并传输到终端设备，能帮助操作人员进行快速的初步判断，目前输送带上的矿物情况，使操作人员对目前开采的矿物的比例更加清楚，同时方便操作人员进行后续的识别操作，提高了操作人员的工作效率。
12.在本发明的一个实例中，所述在所述导电面两侧设置电流识别装置，通过所述电流识别装置获取所述矿物经过所述导电面产生的电流，并与所述设定电流进行比较，还包括：通过所述电流计算匹配率k，通过所述匹配率来判断单位时间内经过所述导电面煤的比例，其中，匹配率k，所述匹配率k通过公式进行计算；其中，i为当通过所述导电面的矿物都为煤时所产生的电流值，n为单位时间内经过所述导电面的矿物组数，n为大于1的自然数，通过单位时间内n组矿物经过所述导电面产生电流的平均值，与通过所述导电面的矿物都为煤时所产生的电流值的比例，来判断单位时间内经过所述导电面煤的比例。
13.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置匹配率来反映电流与设定电流的比例情况，并通过公式计算，其中i为提前测试计算好的值，能直接进行使用，其他参数也能通过查阅和简单测量快速得到，即能通过公式快速计算出目前通过导电面的煤的比例，能帮助操作人员进行快速判断目前采矿的情况，同时判断目前矿层是否还能继续开采，方便操作人员进行控制开采进度，提高了操作效率。
14.在本发明的一个实例中，煤矸识别方法还包括：所述匹配率越小，则当前通过所述导电面的煤越少，矸石越多；所述匹配率越大，则当前通过所述导电面的煤越多，矸石越少。
15.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过匹配率的大小能帮助操作人员进行快速的判断，当操作人员检测到匹配率大时，表明当前输送带上的煤较多，采矿作业正常，而当操作人员检测到匹配率小时，表明当前输送带上煤较少，矸石较多，需要注意输送矿石，也能快速知道当前采矿的矿层的矿物种类的大概比例，能帮助操作人员进
行判断是否需要进行分拣或者更换采矿点，提高了操作人员的采矿效率。
16.在本发明的一个实例中，煤矸识别方法还包括：结合所述分类结果和所述匹配率，判断所述输送带上煤和矸石的比例大小。
17.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过结合图像的分类结果和匹配率，使操作人员判断当前输送带上的矿物种类能更加精准快捷，避免了由于图像模糊不清导致的判断失误，通过增加匹配率来帮助操作人员进行判断，使操作人员能更好地识别煤和矸石，提高了采矿的效率。
18.在本发明的一个实例中，所述通过所述比例的大小来判断所述输送带是否停止输送所述矿物，还包括：若所述比例大，则控制所述输送带继续运送矿物；若所述比例小，则控制所述输送带停止运送矿物，并通过发送装置发送信号至操作终端。
19.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置判断输送带上煤的比例的大小来控制输送带，使当煤的比例小的时候，通过发送装置发送信号至操作终端，使操作人员能更加方便的得知当前输送带上的具体情况，同时方便操作人员对整个过程有个把控，提高了操作人员的识别效率。
20.本发明提供一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别装置，包括：识别模块：在输送带上设置导电面，使落下的矿物输送时都经过所述导电面；在所述导电面上方设置图像识别装置，通过所述图像识别装置识别经过所述导电面的矿物；在所述导电面两侧设置电流识别装置，通过所述电流识别装置获取所述矿物经过所述导电面产生的电流，并与设定电流进行比较；判断模块：通过所述电流与所述设定电流的比较结果以及所述图像识别装置的识别结果，判断经过所述导电面的所述矿物中煤的比例；控制模块：通过所述比例的大小来判断所述输送带是否停止输送所述矿物。
21.本发明提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行实现如上述中任一项所述的综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法的步骤。
22.采用该技术方案有以下有益效果：（1）通过设置测量矿物经过导电面时产生的电流以及获取图像，并把电流与设定电流比较得出比较结果，且与图像识别结果结合，判断经过导电面的煤的比例，能快速得知识别目前输送带上煤和矸石的比例，帮助操作人员快速判断目前是否需要停止输送并进行线下操作，通过电流比例和简单图像识别的双重识别，不仅在图像识别装置上的成本上大大降低，同时通过结合电流比例的判断，使判断结果更加的精准，同时电流识别的操作也更加方便，提高了操作人员的操作效率。
23.（2）通过设置图像识别装置识别矿物的特征并获得对应的图像数据，且通过卷积神经网络来结合不同的特征对图像进行特征提取，并用分类器获得分类结果，使通过图像识别装置识别到的图像中的各种矿物的特征都被识别，使不同的矿物进入不同的分类以此得出经过导电面的矿物的种类比例，能进行初步判断其中煤的比例，方便操作人员进行识别操作，同时通过分类器还能得知其中不同的矿物不同的比例，方便操作人员得知目前矿物层的矿物结构以及分布，提高了采矿的效率。
24.（3）通过设置电流使用公式i'=u（g1 g2）进行计算，其中导电面的电导和经过导电面的矿物的电导方便查询计算，能通过上述公式快速得出通过的电流，并传输到终端设备，
能帮助操作人员进行快速的初步判断，目前输送带上的矿物情况，使操作人员对目前开采的矿物的比例更加清楚，同时方便操作人员进行后续的识别操作，提高了操作人员的工作效率。
25.（4）通过设置匹配率来反映电流与设定电流的比例情况，并通过公式计算，其中i为提前测试计算好的值，能直接进行使用，其他参数也能通过查阅和简单测量快速得到，即能通过公式快速计算出目前通过导电面的煤的比例，能帮助操作人员进行快速判断目前采矿的情况，同时判断目前矿层是否还能继续开采，方便操作人员进行控制开采进度，提高了操作效率。
26.（5）通过设置判断输送带上煤的比例的大小来控制输送带，使当煤的比例小的时候，通过发送装置发送信号至操作终端，使操作人员能更加方便的得知当前输送带上的具体情况，同时方便操作人员对整个过程有个把控，提高了操作人员的识别效率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中待要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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；图1为本发明实施例一提供的一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法的流程图；图2为本发明实施例二提供的一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别装置的结构框图；图3为本发明实施例三为可读存储介质的结构示意图；附图标记说明：100为综放开采放落过程复杂工况煤矸识别装置；110为识别模块；120为判断模块；130为控制模块；200为可读存储介质；210为计算机可执行指令。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.【第一实施例】参见图1，一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法，包括：s10：在输送带上设置导电面，使落下的矿物输送时都经过所述导电面；在所述导电面上方设置图像识别装置，通过所述图像识别装置识别经过所述导电面的矿物；在所述导电面两侧设置电流识别装置，通过所述电流识别装置获取所述矿物经过所述导电面产生的电流，并与设定电流进行比较；
s20：通过所述电流与所述设定电流的比较结果以及所述图像识别装置的识别结果，判断经过所述导电面的所述矿物中煤和矸各自所占的比例；s30：通过所述比例的大小来判断所述输送带是否停止输送所述矿物。
30.具体的，综放开采的概念在厚煤层（一般煤厚≥5m）下部布置一个综采工作面，高2～3m，支架尾梁有放煤功能，在工作面前后分别布置一台刮板输送机，采煤机组切割的矿物由前输送机运出，而其中矿物会夹杂着矸石，通过在前输送机临近后输送机的输送带上设置一个导电面，且在导电面的两端设置电流识别装置，即在导电面两侧安装一个电源，当矿物经过导电面时连入至导电面和电源形成的电路中，使经过导电面的电流发生变化，并被电流识别装置捕捉并与设定电流比较。
31.进一步的，其中设定电流为人为测定值，即可在实验中模拟当全是煤经过导电面时所产生的电流，通过矿物经过时，由于矸石和煤的电导不同，导致电流发生变化，并通过电流放大器进行放大，与设定电流进行比较得知煤的比例大小。
32.优选的，通过设置测量矿物经过导电面时产生的电流以及获取图像，并把电流与设定电流比较得出比较结果，且与图像识别结果结合，判断经过导电面的煤的比例，能快速得知识别目前输送带上煤和矸石的比例，帮助操作人员快速判断目前是否需要停止输送并进行线下操作，通过电流比例和简单图像识别的双重识别，不仅在图像识别装置上的成本上大大降低，同时通过结合电流比例的判断，使判断结果更加的精准，同时电流识别的操作也更加方便，提高了操作人员的操作效率。
33.具体的，所述在所述导电面两侧设置电流识别装置，通过所述电流识别装置获取所述矿物经过所述导电面产生的电流，并与所述设定电流进行比较，还包括：所述导电面产生的电流通过公式i'=u（g1 g2）进行计算，并把计算的结果传输到终端设备；其中，u为导电面两端的电压，g1为导电面的电导，g2为经过导电面的矿物的电导。
34.具体的，所述导电面产生的电流，并与所述设定电流进行比较，还包括：通过所述电流计算匹配率k，通过所述匹配率来判断单位时间内经过所述导电面煤的比例，其中，匹配率k，所述匹配率k通过公式进行计算；其中，i为当通过所述导电面的矿物都为煤时所产生的电流值，n为单位时间内经过所述导电面的矿物组数，n为大于1的自然数，通过单位时间内n组矿物经过所述导电面产生电流的平均值，与通过所述导电面的矿物都为煤时所产生的电流值的比例，来判断单位时间内经过所述导电面煤的比例。
35.具体的，当矿物被开采经过前输送机输送后，经过导电面时，连入了导电面和电源形成的电路，通过带入公式i'=u（g1 g2）进行计算电流，举例来说，u=12，g1=1，g2=0.5，则i'=6，同时由于经过导电面的矿物在一段时间内有多组，则需要计算一段时间内的产生电流的平均数，举例来说，i'1=6，i'2=5，i'3=4，且i根据实验设定为10，则代入公式，得知k=1/2，其中0＜k≤1。
36.优选的，通过设置电流放大器放大电流识别装置识别到的电流信号，使电流信号能更容易反应当前的电流情况，同时帮助操作人员更加方便的识别到目前输送带上的矿物经过导电面的电流，方便操作人员进行识别以助于判断当前输送带上的矿物情况，提高了
操作人员的工作效率。
37.优选的，通过设置电流使用公式i'=u（g1 g2）进行计算，其中导电面的电导和经过导电面的矿物的电导方便查询计算，能通过上述公式快速得出通过的电流，并传输到终端设备，能帮助操作人员进行快速的初步判断，目前输送带上的矿物情况，使操作人员对目前开采的矿物的比例更加清楚，同时方便操作人员进行后续的识别操作，提高了操作人员的工作效率。
38.优选的，通过设置匹配率来反应电流与设定电流的比例情况，并通过公式计算，其中i为提前测试计算好的值，能直接进行使用，其他参数也能通过查阅和简单测量快速得到，即能通过公式快速计算出目前通过导电面的煤的比例，能帮助操作人员进行快速判断目前采矿的情况，同时判断目前矿层是否还能继续开采，方便操作人员进行控制开采进度，提高了操作效率。
39.具体的，即可得知目前煤的比例占一半，此时操作人员就可以得知目前输送机输送的矿物的大概占比，方便对其进行调控。
40.进一步的，所述匹配率越小，则当前通过所述导电面的煤越少，矸石越多；所述匹配率越大，则当前通过所述导电面的煤越多，矸石越少。
41.具体的，在所述导电面上方设置图像识别装置，通过所述图像识别装置识别经过所述导电面的矿物，还包括：通过所述图像识别装置识别所述矿物的特征并获得图像数据；通过卷积神经网络，结合颜色特征、纹理特征、几何特征、局部二值模式特征对所述图像数据进行特征提取；使用分类器对所述特征提取的结果进行分类，得到分类结果。
42.具体的，图像识别装置可为高速照相机，拍摄经过导电面的每一组矿物的图像信息，并上传至数据终端进行处理，数据终端中，通过卷积神经网络与分类器对图像数据进行处理，并得到图像中矿物的分类情况，包括数量和比例。
43.进一步的，卷积神经网络（英文全称convolutiional neural network，英文简称cnn），卷积神经网络由一个或多个卷积层和顶端的全连接层（对应经典的神经网络）组成，同时也包括关联权重和池化层（pooliing layer）等。与其他深度学习架构相比，卷积神经网络能够在图像和语音识别方面给出更好的结果。局部二值模式特征（英文全称local biinary patterns，英文简称lbp），为特征分析中常用的特征，通过局部二值模式特征来更好的反映第二图像数据的纹理信息，使第二图像数据的特征提取更加精准。
44.优选的，通过设置图像识别装置识别矿物的特征并获得对应的图像数据，且通过卷积神经网络来结合不同的特征对图像进行特征提取，并用分类器获得分类结果，使通过图像识别装置识别到的图像中的各种矿物的特征都被识别，使不同的矿物进入不同的分类以此得出经过导电面的矿物的种类比例，能进行初步判断其中煤的比例，方便操作人员进行识别操作，同时通过分类器还能得知其中不同的矿物不同的比例，方便操作人员得知目前矿物层的矿物结构以及分布，提高了采矿的效率。
45.进一步的，采用分类器，将特征库中的数据进行类别划分，获得分类结果，包括：采用支持向量机分类器、xboost分类器、softmax分类器中的至少一者，将特征库中的数据进行类别划分，获得分类结果。
46.优选的，通过设置分类器来对特征库中数据进行分类划分，通过采用支持向量机分类器、xboost分类器、softmax分类器中的至少一者来使分类结果更加准确，同时使用其中至少一个分类器使分类时更加快捷，如采用支持向量机分类器，使特征库的特征的分类结果更加精确，而且支持向量机分类器发展完善，使用快捷方便，大大提高了特征库分类的效率和准确度。
47.具体的，结合所述分类结果和所述匹配率，判断所述输送带上煤和矸石的比例大小。
48.具体的，操作人员在操作终端上看到上传的分类结果和匹配率的结果，操作人员通过分类结果反映的煤的数量和比例，在结合匹配率反映的煤的比例，能更精准的判断目前输送带上的煤的比例，以助于后续判断开采矿物的进度。
49.具体的，所述通过所述比例的大小来判断所述输送带是否停止输送所述矿物，还包括：若所述比例大，则控制所述输送带继续运送矿物；若所述比例小，则控制所述输送带停止运送矿物，并通过发送装置发送信号至操作终端。
50.具体的，操作人员当观测到分类结果和匹配率都显示煤的比例小，则能快速判断需要停止采矿作业的进行，或者派遣人员进行调换位置或者进行分拣，能更好的帮助操作人员对采矿作业的进度判断。
51.优选的，通过设置判断输送带上煤的比例的大小来控制输送带，使当煤的比例小的时候，通过发送装置发送信号至操作终端，使操作人员能更加方便的得知当前输送带上的具体情况，同时方便操作人员对整个过程有个把控，提高了操作人员的识别效率。
52.【第二实施例】参见图2，本发明提供一种综放开采放落过程复杂工况煤矸识别装置，包括：识别模块：在输送带上设置导电面，使落下的矿物输送时都经过所述导电面；在所述导电面上方设置图像识别装置，通过所述图像识别装置识别经过所述导电面的矿物；在所述导电面两侧设置电流识别装置，通过所述电流识别装置获取所述矿物经过所述导电面产生的电流，并与设定电流进行比较；判断模块：通过所述电流与所述设定电流的比较结果以及所述图像识别装置的识别结果，判断经过所述导电面的所述矿物中煤的比例；控制模块：通过所述比例的大小来判断所述输送带是否停止输送所述矿物。
53.在一个具体实施例中，识别模块110、判断模块120和控制模块130，配合实现如上第一实施例的综放开采放落过程复杂工况煤矸识别方法，此处不再赘述。
54.【第三实施例】参见图3，本发明实施例还提供一种可读存储介质200，所述可读存储介质200存储有计算机可执行指令210，所述计算机可执行指令210被处理器读取并运行时，控制所述可读存储介质200所在的空调器实施如第一实施例中所述的实现隐私保护和资源优化的车联网模型训练方法。
55.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
56.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以
存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read－only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本各实施例技术方案的精神和范围。