基于混合现实的地下矿山设备巡检系统研究 被引量：14

1

作者 马新博 荆洪迪 +2 位作者 柳小波 于健洋 孙效玉 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第9期188-193,共6页

针对地下矿山设备巡检人员技术能力不足和巡检流程复杂,导致的巡检效率低、周期长和检修指导流程复杂等问题,设计了一种基于混合现实技术的地下矿山设备巡检系统。该系统基于混合现实设备,通过Unity3D平台搭建混合现实虚拟开发环境,建... 针对地下矿山设备巡检人员技术能力不足和巡检流程复杂,导致的巡检效率低、周期长和检修指导流程复杂等问题,设计了一种基于混合现实技术的地下矿山设备巡检系统。该系统基于混合现实设备,通过Unity3D平台搭建混合现实虚拟开发环境,建立真实设备三维模型和标准检修意见指导库,实现了巡检路径导航以及设备信息管理、设备模型展示、检修意见指导和待检部件标记等功能。阐述了该巡检系统的框架设计和功能,总结了模型建立过程和关键技术,以眼前山铁矿破碎机为例,从用户体验和性能相协调等角度对系统进行了综合测试。应用结果表明:该系统简化了传统巡检繁琐的工作流程,降低了巡检人员工作的复杂程度,有效提升了巡检效率并具有良好的人机交互性。 展开更多

关键词 地下矿山 HoloLens 混合现实 设备巡检 人机交互

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保国铁矿软岩巷道支护方式的数值模拟研究 被引量：3

2

作者 刘冬 邵安林 +3 位作者 金长宇 王旭刚 荆洪迪 范富泉 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第10期41-45,共5页

保国铁矿地下矿山软岩巷道围岩地质条件复杂,下盘围岩破碎,抗压强度低,遇水极易破碎、膨胀产生变形破坏,严重影响了矿山的开采和运输。为减缓该矿铁蛋山矿区地下开采过程中的巷道围岩变形破坏程度,提高地下工程的稳定性,保持矿山安全高... 保国铁矿地下矿山软岩巷道围岩地质条件复杂,下盘围岩破碎,抗压强度低,遇水极易破碎、膨胀产生变形破坏,严重影响了矿山的开采和运输。为减缓该矿铁蛋山矿区地下开采过程中的巷道围岩变形破坏程度,提高地下工程的稳定性,保持矿山安全高效生产,对+35 m水平分段巷道进行变形监测,并采用FLAC3D软件进行数值计算,分析了保国铁矿软岩巷道在不同支护方案下,无底柱分段崩落法沿脉运输巷道围岩的位移与塑性区等情况。结果表明:在重点破坏区域采用多支护手段联合支护方案,可显著提高该矿软岩巷道围岩强度和承载能力,有效遏制动压软岩巷道破坏趋势。 展开更多

关键词 岩体力学 软岩巷道 支护方案 变形监测 数值模拟

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基于RBF神经网络的露天矿爆破效果预测研究 被引量：15

3

作者 柳小波 袁鹏喆 张兴帆 《中国矿业》 北大核心 2020年第1期81-84,共4页

露天矿爆破是一个受诸多因素共同影响的系统工程,是露天开采的重要环节之一,其爆破效果的优劣直接影响后续工序的完成。提高爆破技术水平和爆破质量,对矿山安全和生产具有重要的意义。本文通过随机森林选择影响爆破效果的主要参数,结合... 露天矿爆破是一个受诸多因素共同影响的系统工程,是露天开采的重要环节之一,其爆破效果的优劣直接影响后续工序的完成。提高爆破技术水平和爆破质量,对矿山安全和生产具有重要的意义。本文通过随机森林选择影响爆破效果的主要参数,结合模糊评价确定爆破综合效果,建立了RBF神经网络爆破效果预测模型。将该模型应用于矿山爆破效果预测中,并将爆破现场实测的11组数据作为模型训练样本,另外5组现场数据作为预测样本进行测试,通过与BP神经网络比较,发现RBF神经网络的预测性能更为优越,可广泛应用于现场实践中。 展开更多

关键词 RBF神经网络 爆破效果 随机森林算法 模糊评价

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地表枯枝落叶层影响下的土壤混合光谱特征及解混方法研究 被引量：2

4

作者 赵伟 包妮沙 +2 位作者 刘善军 毛亚纯 肖冬 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2188-2193,共6页

针对草原土壤属性高光谱监测过程中地表枯落物对土壤光谱建模精度的影响。以呼伦贝尔典型草原土壤光谱为研究对象,通过室内模拟光谱实验及野外光谱实测验证,分析混合光谱特征,揭示枯枝落叶层对土壤光谱影响的规律,提出了基于光谱相似值... 针对草原土壤属性高光谱监测过程中地表枯落物对土壤光谱建模精度的影响。以呼伦贝尔典型草原土壤光谱为研究对象,通过室内模拟光谱实验及野外光谱实测验证,分析混合光谱特征,揭示枯枝落叶层对土壤光谱影响的规律,提出了基于光谱相似值约束下的盲源分离ICA算法,对混合光谱进行解混,削减枯枝落叶层对土壤光谱的影响。结果表明,(1)随枯枝落叶盖度增加,光谱纤维素吸收指数(CAI)增加,呈二次回归递增趋势,可有效检验混合光谱中枯枝落叶的覆盖程度;(2)混合光谱在700 nm跃迁波段有明显的斜率陡增现象,并在1 680及1 754 nm处存在微弱的木质素吸收特征,在2 100 nm附近处出现强吸收特征;(3)优化后的BSS-ICA算法可有效分离枯枝落叶同土壤的混合光谱,进而提升野外光谱估测有机碳含量的精度,分别利用偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)及随机森林(RF)对解混前后光谱建立预测有机碳预测模型;其中SVM模型预测精度最高,预测集的R^2从0.71提高到0.75, RMSE从4.82 g·kg^-1降低到4.50 g·kg^-1。通过实验研究对定向去除外部环境参数中的地表枯枝落叶层对土壤高光谱影响进行了实证,并通过野外实测数据验证解混算法的有效性,为完善野外原位光谱数据反演及监测土壤理化属性提供理论依据。 展开更多

关键词 土壤 地表枯枝落叶 盲源分离 混合光谱

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露天矿导航系统总体架构设计与关键技术研究 被引量：5

5

作者 钟小宇 赵庆丰 +2 位作者 孙效玉 孙健 肖开泰 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第9期184-190,共7页

针对露天矿道路网空间复杂、设备盲区较大、能见度较低存在的迷路、走错路的问题,设计了由数据访问层、业务逻辑层、接口层、应用层构成的系统总体架构。数据访问层确定了由点、路段、区域、路径组成的道路网数据结构与类结构,在运行于... 针对露天矿道路网空间复杂、设备盲区较大、能见度较低存在的迷路、走错路的问题,设计了由数据访问层、业务逻辑层、接口层、应用层构成的系统总体架构。数据访问层确定了由点、路段、区域、路径组成的道路网数据结构与类结构,在运行于服务端的业务逻辑层设计并开发了导航路径规划、路网匹配、运行距离与时间预测、路口转向提示等通用算法,应用层通过接口调用通用算法实现了终端应用功能。基于系统总体架构,定义了道路网结构,采用面向对象技术设计了道路网类的数据结构,对于业务逻辑层的关键算法进行了研究,再对算法进行了接口封装,最后以华能集团伊敏露天矿的道路网数据为基础,分为独立导航、百度地图导航两部分开发了系统。研究表明:系统总体架构的设计使得系统具有较强的通用性、实用性、扩展性;系统实现了导航路径规划、定位点修正与路段匹配、到达目的地的运行距离与行程时间预测、路口转向提示等功能,解决了驾驶员迷路、走错路的问题;系统既可独立运行,也可与百度地图API等有效衔接,可适应多种终端。 展开更多

关键词 露天矿 导航系统 架构设计 FLOYD算法 路网匹配算法

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基于YOLOv4-tiny的铁矿石品位识别技术研究 被引量：5

6

作者 何文轩 荆洪迪 +2 位作者 柳小波 于健洋 孙效玉 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第10期150-154,共5页

为实现矿山现场对不同铁矿石品位的智能化识别以及模型在便携设备上的搭载,对不同铁矿石的不同品位进行了数据增强处理并选择YOLOv4-tiny作为训练的神经网络算法。YOLOv4-tiny深度学习神经网络框架,采用CSPdarknet53tiny作为主干提取网... 为实现矿山现场对不同铁矿石品位的智能化识别以及模型在便携设备上的搭载,对不同铁矿石的不同品位进行了数据增强处理并选择YOLOv4-tiny作为训练的神经网络算法。YOLOv4-tiny深度学习神经网络框架,采用CSPdarknet53tiny作为主干提取网络并结合FPN对岩石图像进行特征提取和学习,在训练过程中采用迁移学习思想以及早停法对训练进行加速,进而生成铁矿石品位识别模型。最终通过测试集验证,模型对于每种矿石品位图像识别正确率大于91%。对于不同环境拍摄的图像以及视频识别也超过80%。模型可以很好地区分不同品位的铁矿石,试验证明模型的鲁棒性较强。 展开更多

关键词 铁矿 矿石品位 图像识别 YOLOv4-tiny 特征识别

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基于TOF相机的露天矿卡车装载体积测量实验研究 被引量：2

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作者 张烨佼 马连成 +4 位作者 段金刚 刘洪臻 孙效玉 刘煜祖 王仁炎 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第2期167-172,共6页

TOF相机作为新兴技术设备,在三维建模、体积计算等方面具有良好的应用前景。针对露天矿山多个环节都涉及到的矿用卡车装载计量的需求,为了更进一步提升矿用卡车装载计量评价效果,本研究利用TOF相机进行矿用卡车装载体积计量的方法。该... TOF相机作为新兴技术设备,在三维建模、体积计算等方面具有良好的应用前景。针对露天矿山多个环节都涉及到的矿用卡车装载计量的需求,为了更进一步提升矿用卡车装载计量评价效果,本研究利用TOF相机进行矿用卡车装载体积计量的方法。该方法首先采用TOF相机提取矿用卡车的点云,然后使用cloudcompare对点云进行降噪、分割等预处理,构建矿用卡车的点云表面模型,并对装载前后的点云模型进行配准,最后计算矿用卡车的装载体积,并且同时提供了2种矿用卡车装载体积计算的方法。实验室环境下对矿用卡车模型装载体积进行多次测试,同真实体积相比,平均误差小于5%。 展开更多

关键词 露天矿 TOF相机 点云处理 点云体积计算

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可见光-近红外光谱的低品位斑岩型铜矿反演模型 被引量：4

8

作者 毛亚纯 丁瑞波 +1 位作者 刘善军 包妮沙 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2474-2478,共5页

目前,国内外铜矿品位分析多以化学分析法为主,但由于化学分析法存在成本高、时间长和污染物残留等缺点,其相对配矿流程存在严重的滞后效应,致使尾矿铜含量过高,必然造成资源浪费。开展斑岩型铜矿可见光-近红外光谱特征与建模研究是解决... 目前,国内外铜矿品位分析多以化学分析法为主,但由于化学分析法存在成本高、时间长和污染物残留等缺点,其相对配矿流程存在严重的滞后效应,致使尾矿铜含量过高,必然造成资源浪费。开展斑岩型铜矿可见光-近红外光谱特征与建模研究是解决这一问题的有效途径。以121个乌山斑岩型铜矿的化学分析与光谱测试数据为数据源,分析了斑岩型铜矿可见光-近红外光谱特征,以主成分分析法(PCA)、局部线性嵌入算法(LLE)两种降维算法对原始光谱数据进行了处理,所降维数分别为3维和5维,同时利用遗传算法(GA)对原始光谱数据进行了波段选择,共选取了467个最佳波段。然后以BP神经网络为建模方法,并分别以92个和29个斑岩型铜矿可见光-近红外光谱数据作为建模样本和测试样本,建立了斑岩型铜矿可见光-近红外光谱的定量反演模型。利用原始数据所建模型的品位反演平均绝对误差为0.104%,利用主成分分析法、局部线性嵌入算法、遗传算法处理后的数据所建模型品位反演平均绝对误差分别为0.110%, 0.093%和0.045%,由此可见,利用主成分分析法处理后的数据所建模型品位反演精度较差,利用局部线性嵌入算法处理后的数据所建模型品位反演精度略有提高,而利用遗传算法处理后的数据所建模型品位反演精度有明显提高。研究结果表明,基于低品位斑岩型铜矿可见光-近红外光谱数据反演模型的品位分析具有一定的可行性,为我国低品位斑岩型铜矿的品位快速检测提供了一种有效的手段。 展开更多

关键词 斑岩型铜矿 可见光-近红外光谱 降维算法 遗传算法 反演模型

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基于U-Net和Res_UNet模型的传送带矿石图像分割方法 被引量：31

9

作者 柳小波 张育维 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1623-1629,共7页

针对传送带矿石图像中矿石粘连和边缘模糊造成的分割不准确问题,提出了一种基于U-Net和Res_UNet模型的传送带矿石图像分割方法.该方法首先将待分割图像经过灰度化、中值滤波和自适应直方图均衡化处理后,利用预训练的U-Net模型提取图像轮... 针对传送带矿石图像中矿石粘连和边缘模糊造成的分割不准确问题,提出了一种基于U-Net和Res_UNet模型的传送带矿石图像分割方法.该方法首先将待分割图像经过灰度化、中值滤波和自适应直方图均衡化处理后,利用预训练的U-Net模型提取图像轮廓;然后,将图像轮廓二值化后,利用预训练的Res_UNet模型进行轮廓优化;最后,利用OpenCV得到分割结果.与基于形态学重建的分水岭算法和NUR法分别对10张测试图进行实验比较,结果表明,所提出的利用深度学习实现矿石轮廓检测和优化方法分割的结果更加准确,证明了其对传送带矿石图像分割的有效性. 展开更多

关键词 传送带 U-Net Res_UNet 矿石分割 深度学习

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矿石块度视觉识别判断方法 被引量：9

10

作者 何文轩 胡健 +2 位作者 柳小波 荆洪迪 孙效玉 《中国矿业》 2021年第6期100-105,共6页

针对传送带矿石块度还需要人工测量的问题,提出了一种基于深度学习的矿石块度检测方法。该方法在Darknet框架下采用残差神经网络结构组成CSPDarkNet21主干特征提取网络,在考虑只需要识别判断大块矿石的条件下选用简单双向特征融合PANet... 针对传送带矿石块度还需要人工测量的问题,提出了一种基于深度学习的矿石块度检测方法。该方法在Darknet框架下采用残差神经网络结构组成CSPDarkNet21主干特征提取网络,在考虑只需要识别判断大块矿石的条件下选用简单双向特征融合PANet作为特征提取网络并将PANet由三个特征层简化为一个特征层,加快了模型训练及预测的速度,同时使用CIOU对loss值进行计算使训练更加稳定。在对矿石识别完成后,利用矿石块度判断结构对预测框像素面积进行计算得到矿石的真实尺寸。在最终测试中,在将图像经过灰度化、中值滤波处理后进行测试。结果表明,相比于单独UNet图像分割算法对矿石块度进行判断,IOR方法在降低6个百分点精确率的情况下减少2.7倍模型训练时间以及提升9.07倍模型运行效率,是一种能够快速训练及预测矿石块度的方法,非常适用于传送带等需要快速识别判断的现场环境使用,同时降低了边云端计算的设备及训练成本。 展开更多

关键词 矿石块度 传送带 深度学习 视觉识别

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基于WPF的露天矿生产作业图表可视化系统开发与应用 被引量：4

11

作者 钟小宇 辛凤阳 +3 位作者 孙效玉 田凤亮 孙健 肖开泰 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第1期172-178,共7页

针对此前基于WinForm界面开发的露天矿生产作业图表存在的界面不够友好,通用性、实用性、灵活性和规范性差的问题,以Visual C#2013为集成开发平台、SQL Server 2016为后台数据库,基于WPF开发了升级版的生产作业图表系统。该系统主要分... 针对此前基于WinForm界面开发的露天矿生产作业图表存在的界面不够友好,通用性、实用性、灵活性和规范性差的问题,以Visual C#2013为集成开发平台、SQL Server 2016为后台数据库,基于WPF开发了升级版的生产作业图表系统。该系统主要分为三大栏:从左至右依次为设备信息栏、设备产量栏和设备故障栏。设备信息栏为产量栏与故障栏提供横坐标定位,防止设备产量与故障之间产生定位错乱;故障栏具有故障输入、显示与统计功能;产量栏具有产量自动计入、显示、修改与统计等功能。产量栏与故障栏既能够实现设备故障、产量信息可视化的独立性和综合性,又能实现信息自动采集与人工编辑的统一。经过在伊敏露天矿进行测试与初步使用,生产作业图表取得了较为理想的效果。 展开更多

关键词 露天矿 设备管理 生产作业图表 智能可视化

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