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原文传递基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统与方法

专利名称：	基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统与方法
摘要：	本公开提出了基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统与方法，岩块形状分析系统、图像识别系统、试样加工系统、光谱分析系统以及中央分析控制系统；所述中央分析控制系统根据图像识别系统传来的岩块识别结果和光谱分析系统传来的分析结果确定试样的最终岩性。本公开技术方案利用光谱技术识别矿物含量及种类，最后将光谱分析结果和图像识别结果融合分析最后给出岩块岩性，大大提高了岩石岩性识别精确度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东大学
发明人：	许振浩;石恒;谢辉辉;余腾飞;王文扬;黄鑫;杜毓超
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910271927.1
公开号：	CN110031493A
代理机构：	济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：	李圣梅
分类号：	G01N23/223(2006.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	250061 山东省济南市历下区经十路17923号
主权项：	1.基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统，其特征是，包括：岩块形状分析系统、图像识别系统、试样加工系统、光谱分析系统以及中央分析控制系统；所述岩块形状分析系统，对待测试样的形状信息进行采集并根据试样的形状信息预选多个XRF检测面，并根据不同检测面磨削工作量确定待测试样磨削位置，将待测试样磨削位置及磨削面平整度传输至中央分析控制系统；所述中央分析控制系统根据确定的待测试样磨削位置控制试样加工系统对试样进行磨削，直至满足X射线荧光分析对平整度的要求，将磨削好的岩块利用图像识别系统对岩石岩性初步判断；所述试样加工系统在对试样磨削至试样满足要求后，再对试样磨削过程中所产生的碎屑进行研磨，并利用图像识别系统对岩石粉末判断是否满足X射线衍射分析对岩石颗粒大小的要求；所述光谱分析系统对满足X射线衍射分析对岩石颗粒大小的要求的岩石粉末及试样分别进行X射线荧光分析并将各自的分析结果传输至中央分析控制系统；所述中央分析控制系统根据图像识别系统传来的岩块识别结果和光谱分析系统传来的分析结果确定试样的最终岩性。 2.如权利要求1所述的基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统，其特征是，所述岩块形状分析系统包括多个激光测距仪，所述激光测距仪位于待测试样的上方，多个激光测距仪指向竖直向下并在同一水平线上。 3.如权利要求2所述的基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统，其特征是，所述岩块形状分析系统还包括第一数据处理单元，待测试样在激光测距仪下方匀速旋转的同时激光测距仪将测距仪至岩块间的距离信息传递给第一数据处理单元；所述第一数据处理单元包括岩块形状生成模块及岩块XRF检测平面预选模块；所述岩块形状生成模块用于根据不同激光测距仪至岩块间的距离信息生成岩块形状信息；所述岩块XRF检测平面预选模块会根据岩块形状信息预设几个备选磨削位置，之后根据岩块形状信息计算这几个备选面的磨削工作量，根据磨削工作量优选出一个磨削位置。 4.如权利要求3所述的基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统，其特征是，所述第一数据处理单元还对试样的磨削面进行平整度计算，判断平整度是否满足XRF对平面检测的要求；第一数据处理单元会将岩块磨削位置和磨削面是否满足平整度要求的信息发送给中央分析控制系统。 5.如权利要求1所述的基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统，其特征是，所述试样加工系统包括相对待测试样对称布置的两个可伸缩旋转抓手、水平导轨、磨削件和研磨装置；所述可伸缩旋转抓手在抓紧待测试样的同时能在竖直平面内旋转，所述可伸缩旋转抓手抓紧试样在水平移动驱动装置的作用下能推动旋转抓手沿轨道滑动，继而实现在磨削件上水平移动，快速磨削试块；所述研磨装置对磨削后的碎屑进行研磨成粉末。 6.如权利要求5所述的基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统，其特征是，所述研磨装置包括：支撑横梁，伸缩构件、卡槽及磨石；所述伸缩构件的一端连接至支撑横梁，另一端与磨石球状连接；卡槽设置在伸缩构件末端圆面靠上的位置，在伸缩构件拉伸时能传递拉力将磨石拉起。 7.如权利要求6所述的基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统，其特征是，采用电机驱动磨石旋转；磨石下表面和研磨钵上表面曲率一致。 8.如权利要求1所述的基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统，其特征是，所述光谱分析系统，包含X射线荧光分析仪和X射线衍射分析仪；X射线荧光分析仪，识别出岩块样品所含元素种类及元素的含量；X射线衍射分析仪检测岩石所含矿物种类与含量；第二数据处理单元会将衍射分析结果和荧光分析结果整合验证判断检测结果误差是否符合要求；最后第二数据处理单元将整合结果传递给中央分析控制系统。 9.如权利要求1所述的基于图像与光谱技术的岩性智能识别系统，其特征是，所述图像识别系统，包括摄像机、岩石颗粒检测模型、岩石分类识别模型和第三数据处理单元；第三数据处理单元31在读入岩石粉末图片和岩石颗粒检测模型后判断粉末是否满足X射线衍射分析对岩石颗粒大小的要求；第三数据处理单元在读入岩石图片和岩石分类识别模型后通过计算给出岩石岩性初步判断；最终图像识别系统的第三数据处理单元将计算结果传递给中央分析控制系统。 10.基于图像与光谱技术的岩性智能识别方法，其特征是，包括：对待测试样的形状信息进行采集；根据岩石的形状信息选择XRF检测面，并根据检测面确定待测试样磨削位置；在确定待测试样磨削位置后对试样进行磨削直至满足X射线荧光分析对平整度的要求，将磨削好的岩块进行岩石岩性初步判断；在对试样磨削至试样满足X射线荧光分析对平整度的要求后，再对试样磨削过程中所产生的碎屑进行研磨，并对研磨后的岩石粉末判断是否满足X射线衍射分析对岩石颗粒大小的要求，若不满足，继续研磨直至满足要求；对满足X射线衍射分析对岩石颗粒大小的要求的岩石粉末及试样分别进行X射线荧光分析并获得各自的分析结果，根据岩石岩性初步判断及两种分析结果确定试样的最终岩性。
所属类别：	发明专利