[發(fā)明專利]一種基于過程尺寸特征的鋅礦品位軟測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810446660.0
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108647722B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐朝暉;牛亞輝;曾思迪;史偉東;高小亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 吝秀梅

一種基于過程特征的鋅浮選精礦品位的軟測量的方法，本發(fā)明綜合了專家知識和數(shù)據(jù)建模方法，首先根據(jù)現(xiàn)場工人看泡時的觀察重點利用圖像中的氣泡尺寸分布來表征泡沫圖像，根據(jù)現(xiàn)場工人需要觀察一段時間內(nèi)泡沫狀態(tài)來判斷當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)的特點提出用尺寸分布序列來數(shù)學(xué)化當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)，并提出一種對泡沫尺寸序列的建模方法，降低了特征向量的維數(shù)。在預(yù)測算法中利用積累的大量數(shù)據(jù)采用改進(jìn)的提升決策樹算法，有效的抑制由于學(xué)習(xí)太快導(dǎo)致的過擬合問題，提高了泛化能力。實驗證明本發(fā)明方法計算簡單，執(zhí)行速度較快，預(yù)測準(zhǔn)確度較高，便于在現(xiàn)場實際操作，可即時指導(dǎo)現(xiàn)場操作，優(yōu)化生產(chǎn)過程，解決了現(xiàn)鋅礦品位在線檢測難的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于泡沫浮選技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋅浮選精礦品位的預(yù)測方法。

背景技術(shù)

泡沫浮選是現(xiàn)今鋅冶煉中最主要的選礦方法之一，浮選是根據(jù)礦物顆粒表面物理化學(xué)性質(zhì)的不同，按礦物可浮性的差異進(jìn)行分選的方法，泡沫浮選是一個將粉碎后的有用礦物和其共生的脈石分離的過程，通過在浮選過程中不斷地攪拌和鼓風(fēng)，在礦漿中形成大量具有不同尺寸、形態(tài)、紋理等特征的氣泡，氣泡攜帶礦物顆粒上升至浮選槽表面形成泡沫層，從而實現(xiàn)礦物與脈石的分離。對于泡沫浮選這樣一個復(fù)雜的工業(yè)過程，因工藝流程長、子工序關(guān)聯(lián)耦合嚴(yán)重、部分關(guān)鍵性參量難以在線檢測等原因，浮選過程工況狀態(tài)缺乏有效的綜合感知手段，嚴(yán)重依賴于人工來回巡檢，憑借經(jīng)驗大致評判當(dāng)前生產(chǎn)是否處于正常狀態(tài)，以便進(jìn)一步實施相應(yīng)的操作策略。這種單一粗獷、嚴(yán)重依賴人工經(jīng)驗感知的方法，常產(chǎn)生并不恰當(dāng)?shù)纳a(chǎn)操作，無法保證生產(chǎn)的穩(wěn)定優(yōu)化運行。雖然選廠可以通過離線化驗分析得到精確的精礦品位來判定浮選過程的生產(chǎn)狀態(tài)，然而這往往需要數(shù)個小時，檢驗過程復(fù)雜且成本高嚴(yán)重滯后于生產(chǎn)過程。由于浮選工藝流程長、影響因素多，無法實現(xiàn)精礦品位的在線檢測，影響了對加藥量和其他參數(shù)的即時調(diào)整，最終影響了礦物的回收率。因此，研究浮選過程生產(chǎn)指標(biāo)的實時在線檢測方法，對指導(dǎo)生產(chǎn)操作和過程的優(yōu)化運行具有重要的意義。

隨著計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，將基于機(jī)器視覺的軟測量技術(shù)應(yīng)用于浮選過程給浮選指標(biāo)的實時監(jiān)測帶來了新的突破。機(jī)器視覺是一種模仿人類自身視覺感知能力來實現(xiàn)工業(yè)過程自動化測量和控制的重要手段，因其具有高精度、模塊化、智能化、無損感知等多種優(yōu)點，可以實現(xiàn)浮選過程精礦品位的在線檢測。通過圖像采集設(shè)備可以獲得大量的不同品位下的泡沫視頻，將這些視頻與采集到的相應(yīng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)組合起來，形成一個原始數(shù)據(jù)集，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動建模的方法建立泡沫圖像與精礦品位的數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)精礦品位的在線檢測。已有的精礦品位預(yù)測方法主要是采用B樣條偏最小二乘回歸、支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法，這些方法都存在著不同程度的缺陷，它們難以處理大樣本的數(shù)據(jù)，且對帶噪聲的數(shù)據(jù)比較敏感，在應(yīng)用上仍然存在一定問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對鋅浮選過程中精礦品位在線檢測困難，成本高，延遲大以及在鋅浮選精礦品位預(yù)測上的不足，本發(fā)明利用現(xiàn)場工人的經(jīng)驗知識與積累的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提出一種鉛鋅浮選泡沫圖像過程特征的構(gòu)造方法，同時構(gòu)造一種精礦品位的預(yù)測方法，該方法具有良好的預(yù)測精度，抗干擾能力且有較快的運行速度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案步驟如下：

S1：收集不同品位下的鋅浮選的泡沫視頻和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對采集到的鋅浮選數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,如下：

1)剔除測量到的數(shù)據(jù)取值超出變化范圍的錯誤數(shù)據(jù)；

2)剔除不匹配的數(shù)據(jù)以及存在空缺值的數(shù)據(jù)；

S2：利用浮選現(xiàn)場圖像采集系統(tǒng)所獲得的泡沫視頻讀取RGB泡沫圖像，將泡沫圖像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)化到HSI顏色空間，并提取亮度分量作為源圖像，得到一個圖像序列I＝[I₁,I₂,...,I_q]，q為視頻幀數(shù)；