权利要求

1.一种基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：包括，

同步建模模块，采集传输带运行参数并测定成像执行区间距，建立传输带位移时间映射关系，生成同步参数集;

图像采集模块，基于同步参数集，在稳定光源条件下按等位移触发方式对传输带表面的金矿石进行连续扫描，获取原始矿石图像流，并对每帧矿石图像进行图像预处理，通过连通域分割获取矿石候选区域图像集合及矿石位置信息;

识别分选模块，将矿石候选区域图像集合输入图像识别模型，通过像素级分割生成矿石类别概率图，并根据分选执行控制参数和矿石位置信息，将矿石类别概率图映射并离散至分选控制网格中，生成初始矿石分选方案;

决策执行模块，对初始矿石分选方案进行不确定性评估与拒判复检判别，确定矿石分选方案，并在分选执行区通过矿石分选方案执行矿石自动分选，生成矿石分选报告。

2.如权利要求1所述的基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：所述采集传输带运行参数并测定成像执行区间距，建立传输带位移时间映射关系，生成同步参数集，具体步骤如下，

采集传输带运行参数，并对传输带运行参数进行时间标记形成可追溯运行数据，根据可追溯运行数据确定传输带在各时间点对应的运动变化关系;

通过相机视场在传输带上的投影范围确定成像区域，根据分选执行机构对传输带产生分选作用的有效作用范围确定分选执行区域，测定成像区域与分选执行区域在传输方向上的对应基准线间距，获取成像执行区间距。

3.如权利要求1所述的基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：所述建立传输带位移时间映射关系，生成同步参数集，具体步骤如下，

按照运动变化关系对传输带位移进行逐时刻更新，以成像执行区间距作为判定条件确定对应时间，获取传输带位移时间映射关系;

将传输带运行参数、成像执行区间距和传输带位移时间映射关系进行统一封装，形成同步参数集。

4.如权利要求3所述的基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：所述基于同步参数集，在稳定光源条件下按等位移触发方式对传输带表面的金矿石进行连续扫描，获取原始矿石图像流，具体步骤如下，

调用同步参数集中的传输带位移时间映射关系，将传输带的连续运动过程转换为可预测位移节点序列并作为唯一触发基准;

对传输带运行过程进行实时跟踪，并在传输带位移达到预设等位移条件时生成成像触发信号;

利用成像触发信号在稳定光源工作状态中对传输带表面的金矿石进行逐次成像采集，并按照位移触发顺序对矿石图像进行排序与编号，形成原始矿石图像流。

5.如权利要求1所述的基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：所述对每帧矿石图像进行图像预处理，具体步骤如下，

按照原始矿石图像流的时序顺序，为当前帧与相邻前后帧建立时序关联关系;

根据时序关联关系对当前帧执行亮度归一化处理，并对归一化后的帧执行多尺度边缘增强与背景抑制处理，获得标准矿石图像。

6.如权利要求5所述的基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：所述通过连通域分割获取矿石候选区域图像集合及矿石位置信息，具体步骤如下，

对标准矿石图像进行二值化处理，并基于像素连通性对相邻像素进行聚合标记，形成初始连通区域集合;

将初始连通区域集合与相邻帧中对应位置的连通区域进行时序一致性校验，保留在连续位移帧中的空间重叠连通区域，并剔除单帧噪声区域，获取矿石候选区域;

按照每个矿石候选区域在当前帧中的像素范围裁剪候选区域图像，并将候选区域图像按照采集顺序汇集，形成矿石候选区域图像集合;

同时记录每个矿石候选区域在原始矿石图像流中的位置信息，通过同步参数集映射到传输带位移坐标体系中，生成矿石位置信息。

7.如权利要求4所述的基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：所述等位移条件是通过对传输带运行参数的持续采集与位移跟踪，将连续位移过程离散为固定步长的位移节点，并基于相邻位移节点间的位移间隔设定的。

8.如权利要求6所述的基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：所述将矿石候选区域图像集合输入图像识别模型，通过像素级分割生成矿石类别概率图，具体步骤如下，

将矿石候选区域图像集合按照采集顺序与位移触发编号进行重组，并基于时序一致性关系，将同一矿石的矿石候选区域跨帧关联为候选目标时序实例;

将每个候选目标时序实例绑定在原始矿石图像流中的像素位置，并将像素位置映射至矿石位置信息对应的传输带位移坐标体系中，获取候选目标时序实例集合;

将候选目标时序实例集合输入图像识别模型，为每个候选目标时序实例建立跨帧记忆表征，并在候选区域尺度上执行像素级分割，输出矿石类别概率图。

9.如权利要求6或8所述的基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：所述根据分选执行控制参数和矿石位置信息，将矿石类别概率图映射并离散至分选控制网格中，生成初始矿石分选方案，具体步骤如下，

对同一位移节点内并行存在的多个候选目标时序实例，调用集合交互识别机制对各候选目标时序实例的中间识别表征进行交互建模，形成上下文一致性约束;

基于上下文一致性约束对像素级分割解码过程进行约束与修正，并对矿石类别概率图进行一致性修正，获得稳定矿石概率图;

根据矿石位置信息与分选执行控制参数建立三级映射链;基于三级映射链，将稳定矿石概率图中像素对应的矿石类别概率映射并离散至分选控制网格;

对分选控制网格中各网格节点承载的矿石类别概率进行网格级离散化判定，生成初始矿石分选方案。

10.如权利要求9所述的基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其特征在于：所述对初始矿石分选方案进行不确定性评估与拒判复检判别，确定矿石分选方案，并在分选执行区通过矿石分选方案执行矿石自动分选，生成矿石分选报告，具体步骤如下，

基于初始矿石分选方案中各矿石对应的图像识别置信分布与时序一致性，评估初始分选结果的不确定性程度;

基于不确定性程度，对不满足预设可信条件的初始分选结果执行拒判，并触发复检判别确定矿石分选方案;

依据矿石分选方案在分选执行区执行对应的矿石自动分选操作，获取矿石自动分选结果，通过汇总与记录，生成矿石分选报告。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及图像识别视觉技术领域，特别是一种基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统。

背景技术

[0002]随着矿产资源开发向规模化、智能化方向不断推进，矿石分选作为矿物加工流程中的关键环节，其自动化与精细化水平直接影响矿山生产效率及资源利用率。在金矿开采与选矿过程中，皮带输送方式因其连续性强、适应性好而被广泛应用于原矿输送与预选作业。现有金矿皮带矿石分选技术中，逐步引入了基于图像识别的检测手段，通过工业相机获取矿石表面图像，并利用图像识别对矿石外观特征进行分析，以实现矿石类别或品位的判别。该类技术相较于传统人工分选或单一物理特性分选方式，在信息获取维度、非接触式检测以及自动化程度方面具有明显优势，已成为当前智能选矿领域的重要发展方向之一。

[0003]在现有基于图像识别的金矿皮带矿石分选技术中，图像识别结果与实际分选执行之间的时空匹配精度仍然是制约系统性能的重要因素之一。由于皮带输送过程具有连续运动特性，矿石在成像区域完成图像采集后，需要经过一定时间与位移才能到达分选执行区域，若缺乏对皮带运行参数、成像区与执行区空间关系的精确建模，容易导致图像识别结果与实际分选位置之间存在偏差。此外，现有技术多侧重于提升图像识别模型本身的识别精度，而对图像识别结果在皮带动态场景下的同步映射与执行控制关注不足，在高速运行或矿石分布密集的情况下，难以充分发挥图像识别技术在矿石自动分选中的整体效能。

发明内容

[0004]鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

[0005]因此，本发明提供了一种基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统解决图像识别结果难以实现精准同步与可靠执行的问题。

[0006]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，其包括，同步建模模块，采集传输带运行参数并测定成像执行区间距，建立传输带位移时间映射关系，生成同步参数集;

图像采集模块，基于同步参数集，在稳定光源条件下按等位移触发方式对传输带表面的金矿石进行连续扫描，获取原始矿石图像流，并对每帧矿石图像进行图像预处理，通过连通域分割获取矿石候选区域图像集合及矿石位置信息;

识别分选模块，将矿石候选区域图像集合输入图像识别模型，通过像素级分割生成矿石类别概率图，并根据分选执行控制参数和矿石位置信息，将矿石类别概率图映射并离散至分选控制网格中，生成初始矿石分选方案;

决策执行模块，对初始矿石分选方案进行不确定性评估与拒判复检判别，确定矿石分选方案，并在分选执行区通过矿石分选方案执行矿石自动分选，生成矿石分选报告。

[0007]作为本发明所述基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的一种优选方案，其中：所述采集传输带运行参数并测定成像执行区间距，建立传输带位移时间映射关系，生成同步参数集，具体步骤如下，

采集传输带运行参数，并对传输带运行参数进行时间标记形成可追溯运行数据，根据可追溯运行数据确定传输带在各时间点对应的运动变化关系;

通过相机视场在传输带上的投影范围确定成像区域，根据分选执行机构对传输带产生分选作用的有效作用范围确定分选执行区域，测定成像区域与分选执行区域在传输方向上的对应基准线间距，获取成像执行区间距。

[0008]作为本发明所述基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的一种优选方案，其中：所述建立传输带位移时间映射关系，生成同步参数集，具体步骤如下，

按照运动变化关系对传输带位移进行逐时刻更新，以成像执行区间距作为判定条件确定对应时间，获取传输带位移时间映射关系;

将传输带运行参数、成像执行区间距和传输带位移时间映射关系进行统一封装，形成同步参数集。

[0009]作为本发明所述基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的一种优选方案，其中：所述基于同步参数集，在稳定光源条件下按等位移触发方式对传输带表面的金矿石进行连续扫描，获取原始矿石图像流，具体步骤如下，

调用同步参数集中的传输带位移时间映射关系，将传输带的连续运动过程转换为可预测位移节点序列并作为唯一触发基准;

对传输带运行过程进行实时跟踪，并在传输带位移达到预设等位移条件时生成成像触发信号;

利用成像触发信号在稳定光源工作状态中对传输带表面的金矿石进行逐次成像采集，并按照位移触发顺序对矿石图像进行排序与编号，形成原始矿石图像流。

[0010]作为本发明所述基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的一种优选方案，其中：所述对每帧矿石图像进行图像预处理，具体步骤如下，

按照原始矿石图像流的时序顺序，为当前帧与相邻前后帧建立时序关联关系;

根据时序关联关系对当前帧执行亮度归一化处理，并对归一化后的帧执行多尺度边缘增强与背景抑制处理，获得标准矿石图像。

[0011]作为本发明所述基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的一种优选方案，其中：所述通过连通域分割获取矿石候选区域图像集合及矿石位置信息，具体步骤如下，

对标准矿石图像进行二值化处理，并基于像素连通性对相邻像素进行聚合标记，形成初始连通区域集合;

将初始连通区域集合与相邻帧中对应位置的连通区域进行时序一致性校验，保留在连续位移帧中的空间重叠连通区域，并剔除单帧噪声区域，获取矿石候选区域;

按照每个矿石候选区域在当前帧中的像素范围裁剪候选区域图像，并将候选区域图像按照采集顺序汇集，形成矿石候选区域图像集合;

同时记录每个矿石候选区域在原始矿石图像流中的位置信息，通过同步参数集映射到传输带位移坐标体系中，生成矿石位置信息。

[0012]作为本发明所述基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的一种优选方案，其中：所述等位移条件是通过对传输带运行参数的持续采集与位移跟踪，将连续位移过程离散为固定步长的位移节点，并基于相邻位移节点间的位移间隔设定的。

[0013]作为本发明所述基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的一种优选方案，其中：所述将矿石候选区域图像集合输入图像识别模型，通过像素级分割生成矿石类别概率图，具体步骤如下，

将矿石候选区域图像集合按照采集顺序与位移触发编号进行重组，并基于时序一致性关系，将同一矿石的矿石候选区域跨帧关联为候选目标时序实例;

将每个候选目标时序实例绑定在原始矿石图像流中的像素位置，并将像素位置映射至矿石位置信息对应的传输带位移坐标体系中，获取候选目标时序实例集合;

将候选目标时序实例集合输入图像识别模型，为每个候选目标时序实例建立跨帧记忆表征，并在候选区域尺度上执行像素级分割，输出矿石类别概率图。

[0014]作为本发明所述基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的一种优选方案，其中：所述根据分选执行控制参数和矿石位置信息，将矿石类别概率图映射并离散至分选控制网格中，生成初始矿石分选方案，具体步骤如下，

对同一位移节点内并行存在的多个候选目标时序实例，调用集合交互识别机制对各候选目标时序实例的中间识别表征进行交互建模，形成上下文一致性约束;

基于上下文一致性约束对像素级分割解码过程进行约束与修正，并对矿石类别概率图进行一致性修正，获得稳定矿石概率图;

根据矿石位置信息与分选执行控制参数建立三级映射链;基于三级映射链，将稳定矿石概率图中像素对应的矿石类别概率映射并离散至分选控制网格;

对分选控制网格中各网格节点承载的矿石类别概率进行网格级离散化判定，生成初始矿石分选方案。

[0015]作为本发明所述基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的一种优选方案，其中：所述对初始矿石分选方案进行不确定性评估与拒判复检判别，确定矿石分选方案，并在分选执行区通过矿石分选方案执行矿石自动分选，生成矿石分选报告，具体步骤如下，

基于初始矿石分选方案中各矿石对应的图像识别置信分布与时序一致性，评估初始分选结果的不确定性程度;

基于不确定性程度，对不满足预设可信条件的初始分选结果执行拒判，并触发复检判别确定矿石分选方案;

依据矿石分选方案在分选执行区执行对应的矿石自动分选操作，获取矿石自动分选结果，通过汇总与记录，生成矿石分选报告。

[0016]本发明有益效果为：通过构建传输带位移-时间映射并采用等位移触发方式进行矿石成像，使基于图像识别的矿石图像数据与矿石实际位置实现精准同步;进一步通过图像识别中的像素级分割生成矿石类别概率图，并将其映射离散至分选控制网格，形成可直接执行的分选方案，有效提升矿石自动分选的同步一致性、识别可靠性及执行稳定性。

附图说明

[0017]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它的附图。

[0018]图1为基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统的示意图。

[0019]图2为生成同步参数基础数据的流程图。

[0020]图3为等位移触发连续成像采集的流程图。

[0021]图4为初始矿石分选方案生成的流程图。

具体实施方式

[0022]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0023]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0024]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

[0025]参照图1~图4，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种基于图像识别的金矿皮带矿石自动分选系统，包括以下步骤：

同步建模模块，采集传输带运行参数并测定成像执行区间距，建立传输带位移时间映射关系，生成同步参数集。

[0026]采集传输带运行参数，并对传输带运行参数进行时间标记形成可追溯运行数据，根据可追溯运行数据确定传输带在各时间点对应的运动变化关系。

[0027]更进一步，在传输带运行过程中，以固定采样周期持续采集用于表征传输带运动状态的传输带运行参数，包括传输带运行速度、累计位移或位移增量以及对应的驱动状态参数;为每一条传输带运行参数采样记录写入对应的时间标记，通过将传输带运行参数采样记录与时间标记绑定形成可追溯运行数据;基于时间标记对可追溯运行数据进行顺序组织，建立传输带运行参数时间索引表，并按照时间索引顺序对相邻运行参数采样记录进行运动参数换算处理，从而确定传输带在各时间点对应的运动变化关系。

[0028]需要说明的是，固定采样周期根据传输带运行速度与后续成像触发精度设定。

[0029]通过相机视场在传输带上的投影范围确定成像区域，根据分选执行机构对传输带产生分选作用的有效作用范围确定分选执行区域，测定成像区域与分选执行区域在传输方向上的对应基准线间距，获取成像执行区间距。

[0030]更进一步，根据相机视场在传输带上的投影范围，沿传输方向确定相机视场覆盖传输带表面的起始边界与终止边界，并以起始边界与终止边界之间的投影覆盖范围确定成像区域;根据分选执行机构对传输带产生分选作用的有效作用范围，沿传输方向确定分选执行机构作用起始边界与分选执行机构作用终止边界，并以分选执行机构作用起始边界与分选执行机构作用终止边界之间的有效作用范围，确定分选执行区域;在成像区域与分选执行区域中分别选取传输方向上的对应基准线，成像区域对应基准线采用成像区域在传输方向上的参考边界线，分选执行区域对应基准线采用分选执行区域在传输方向上的参考边界线，通过在同一传输方向坐标下测定成像区域对应基准线与分选执行区域对应基准线之间的线性距离，获取成像执行区间距。

[0031]需要说明的是，成像区域对应基准线通过对相机视场在传输带表面的投影范围进行标定获得，并优选选取该投影范围在传输方向上的起始边界线或终止边界线作为成像区域对应基准线;

分选执行区域对应基准线通过对分选执行机构在传输带上的有效作用范围进行结构标定或控制参数解析获得，并优选选取该有效作用范围在传输方向上的作用起始边界线或作用终止边界线作为分选执行区域对应基准线。

[0032]按照运动变化关系对传输带位移进行逐时刻更新，以成像执行区间距作为判定条件确定对应时间，获取传输带位移时间映射关系。

[0033]更进一步，基于传输带在各时间点对应的运动变化关系，按照传输带运行参数时间索引表的时间标记顺序对传输带累计位移进行逐时刻更新，并在逐时刻更新过程中将传输带累计位移与成像执行区间距进行比对，当传输带累计位移满足成像执行区间距对应的位移条件时确定对应时间标记或插值时间，进而建立成像执行区间距对应的传输带位移时间映射关系。

[0034]将传输带运行参数、成像执行区间距和传输带位移时间映射关系进行统一封装，形成同步参数集。

[0035]更进一步，将传输带运行参数、成像执行区间距和传输带位移时间映射关系按照统一数据结构进行整理，并对三者建立明确的对应关系，将每一组传输带运行参数与对应的成像执行区间距和传输带位移时间映射关系进行绑定封装，形成同步参数集。

[0036]图像采集模块，基于同步参数集，在稳定光源条件下按等位移触发方式对传输带表面的金矿石进行连续扫描，获取原始矿石图像流，并对每帧矿石图像进行图像预处理，通过连通域分割获取矿石候选区域图像集合及矿石位置信息(包括矿石候选区域在原始矿石图像流中的位移触发编号、对应帧中的像素空间位置，以及经同步参数集映射后在传输带位移坐标体系中的传输方向位移位置)。

[0037]调用同步参数集中的传输带位移时间映射关系，将传输带的连续运动过程转换为可预测位移节点序列并作为唯一触发基准。

[0038]更进一步，从同步参数集中读取传输带位移时间映射关系，并按照传输带位移时间映射关系中记录的位移条件与对应时间标记，将传输带累计位移的连续变化过程离散为一组按位移递增排序的位移节点，同时为每一个位移节点关联传输带位移时间映射关系给出的对应时间标记或对应时间;将位移节点与对应时间标记或对应时间汇集形成可预测位移节点序列，并将可预测位移节点序列作为唯一触发基准。

[0039]对传输带运行过程进行实时跟踪，并在传输带位移达到预设等位移条件时生成成像触发信号。

[0040]更进一步，在传输带运行过程中持续采集传输带运行参数并写入同步参数集对应的时间标记序列，基于传输带运行参数中的累计位移或位移增量对传输带累计位移进行实时更新，实现对传输带运行过程的实时跟踪;将实时更新得到的传输带累计位移与预设等位移条件对应的目标位移节点进行逐次比对，当传输带累计位移达到或跨越目标位移节点时，立即生成与目标位移节点一一对应的成像触发信号，并将成像触发信号与目标位移节点编号和时间标记同步记录以保持触发顺序可追溯。

[0041]需要说明的是，等位移条件是通过对传输带运行参数的持续采集与位移跟踪，将连续位移过程离散为固定步长的位移节点，并基于相邻位移节点间的位移间隔设定的;

等位移条件用于定义相邻触发之间的固定位移步长，其中，唯一触发基准是指以传输带位移为唯一判据所构建的触发基准体系;而基于该等位移条件离散形成的位移节点序列构成具体可执行的触发基准;在传输带运行过程中，所有成像触发均以位移节点序列中的位移节点为触发目标，达到预设等位移条件仅作为判定当前位移是否到达下一位移节点的判断规则，从而确保成像触发始终由位移节点序列统一控制。

[0042]利用成像触发信号在稳定光源工作状态中对传输带表面的金矿石进行逐次成像采集，并按照位移触发顺序对矿石图像进行排序与编号，形成原始矿石图像流。

[0043]更进一步，在稳定光源工作状态保持不变的条件下，接收成像触发信号并在每次成像触发信号到达时对传输带表面的金矿石完成一次成像采集，得到对应的矿石图像帧;将每一帧矿石图像帧与成像触发信号对应的位移节点编号和时间标记进行绑定记录，并按照位移触发顺序对矿石图像帧进行排序与编号，按编号顺序连续汇集矿石图像帧形成原始矿石图像流。

[0044]按照原始矿石图像流的时序顺序，为当前帧与相邻前后帧建立时序关联关系。

[0045]更进一步，按照原始矿石图像流的编号顺序依次遍历矿石图像帧，将每一帧矿石图像帧确定为当前帧，并分别定位当前帧编号相邻的上一帧矿石图像帧与下一帧矿石图像帧;依据位移触发顺序的连续性，将当前帧矿石图像帧与上一帧矿石图像帧和下一帧矿石图像帧建立一一对应的索引关联，并将当前帧编号、上一帧编号和下一帧编号及对应时间标记写入时序关联记录，从而形成当前帧与相邻前后帧的时序关联关系。

[0046]根据时序关联关系对当前帧执行亮度归一化处理，并对归一化后的帧执行多尺度边缘增强与背景抑制处理，获得标准矿石图像。

[0047]更进一步，读取时序关联关系中当前帧矿石图像帧与上一帧矿石图像帧和下一帧矿石图像帧的对应关系，统计时序关联范围内的亮度分布差异，并以统一亮度参考对当前帧矿石图像帧执行亮度归一化处理;在亮度归一化处理后的当前帧矿石图像帧上执行多尺度边缘响应计算与叠加强化，并同步进行背景抑制处理，以降低传输带背景纹理与噪声影响，输出标准矿石图像。

[0048]对标准矿石图像进行二值化处理，并基于像素连通性对相邻像素进行聚合标记，形成初始连通区域集合。

[0049]更进一步，对标准矿石图像的像素值与二值化阈值进行逐像素比较，将满足目标前景条件的像素标记为前景像素并将其余像素标记为背景像素，得到二值化图像;在二值化图像上基于像素连通性规则对相邻前景像素执行连通域标记与聚合，并将具有相同连通区域标识的像素集合汇总，形成初始连通区域集合。

[0050]需要说明的是，二值化阈值通过对标准矿石图像的像素亮度分布进行统计计算得到，具体方式为在标准矿石图像中计算像素亮度直方图，根据前景矿石区域与传输带背景区域在亮度分布上的差异确定分割位置，并基于分割位置对应的亮度值设定的;

目标前景条件通过对标准矿石图像中矿石区域与传输带背景区域的像素特征差异进行确定获得;

像素连通性规则通过在图像处理阶段预先选定并固定设置所采用的邻域连通方式获得，并在对标准矿石图像执行连通域标记处理前作为连通区域聚合的判定依据进行调用。

[0051]将初始连通区域集合与相邻帧中对应位置的连通区域进行时序一致性校验，保留在连续位移帧中的空间重叠连通区域，并剔除单帧噪声区域，获取矿石候选区域。

[0052]更进一步，基于时序关联关系定位当前帧矿石图像帧及相邻帧矿石图像帧的初始连通区域集合，以当前帧连通区域标识对应的像素范围为参考，在相邻帧初始连通区域集合中计算空间重叠关系并完成时序一致性校验，保留在连续位移帧中满足空间重叠条件的连通区域并剔除仅在单帧出现的连通区域，得到矿石候选区域。

[0053]需要说明的是，在相邻帧初始连通区域集合中计算空间重叠关系，表达式为：

;

式中，是当前帧矿石图像帧中的连通区域与相邻帧矿石图像帧中的连通区域在空间位置上的重叠比例，用于量化两个连通区域在像素层面的空间一致程度;是当前帧矿石图像帧中某一连通区域标识对应的像素范围，像素范围由属于同一连通区域标识的全部像素位置组成;是与当前帧矿石图像帧相邻的矿石图像帧中某一连通区域标识对应的像素范围，像素范围由相邻帧中属于同一连通区域标识的全部像素位置组成;是当前帧矿石图像帧在原始矿石图像流中的时序索引;是与当前帧矿石图像帧相邻的矿石图像帧的时序索引，表示上一帧矿石图像帧或下一帧矿石图像帧，;

还需要说明的是，空间重叠条件是指当前帧矿石图像帧中的连通区域标识对应的像素范围与上一帧矿石图像帧或下一帧矿石图像帧中连通区域标识对应的像素范围在空间位置上存在重叠关系;

空间重叠条件通过对不同时序矿石图像帧中连通区域标识对应的像素范围进行逐像素位置比对，计算像素交集或重叠面积比例得到的。

[0054]按照每个矿石候选区域在当前帧中的像素范围裁剪候选区域图像，并将候选区域图像按照采集顺序汇集，形成矿石候选区域图像集合。

[0055]更进一步，在当前帧矿石图像帧中遍历矿石候选区域的连通区域标识，读取每个连通区域标识对应的像素范围并计算像素范围的外接矩形裁剪边界;按照外接矩形裁剪边界从当前帧矿石图像帧中裁剪得到候选区域图像，并将候选区域图像与当前帧矿石图像帧的位移触发编号和连通区域标识进行绑定记录;按照原始矿石图像流的采集顺序对候选区域图像进行顺序追加汇集，形成矿石候选区域图像集合。

[0056]同时记录每个矿石候选区域在原始矿石图像流中的位置信息，通过同步参数集映射到传输带位移坐标体系中，生成矿石位置信息。

[0057]更进一步，在裁剪候选区域图像时记录矿石候选区域在当前帧矿石图像帧中的位移触发编号、外接矩形裁剪边界和像素范围中心位置，并从同步参数集中读取传输带位移时间映射关系与成像执行区间距，将位移触发编号对应的传输带累计位移作为位移基准;根据相机视场在传输带上的投影范围，将矿石候选区域像素范围中心位置在传输方向上的像素坐标换算为位移增量，并与位移基准叠加映射到传输带位移坐标体系中，生成与矿石候选区域一一对应的矿石位置信息。

[0058]传输带位移坐标体系是通过对传输带运行过程进行标定建立，以传输方向为主轴，以预设基准位置作为零点，将同步参数集中的位移信息映射到统一位移参考框架中形成的。

[0059]识别分选模块，将矿石候选区域图像集合输入图像识别模型，通过像素级分割生成矿石类别概率图，并根据分选执行控制参数和矿石位置信息，将矿石类别概率图映射并离散至分选控制网格中，生成初始矿石分选方案。

[0060]将矿石候选区域图像集合按照采集顺序与位移触发编号进行重组，并基于时序一致性关系，将同一矿石的矿石候选区域跨帧关联为候选目标时序实例。

[0061]更进一步，按照原始矿石图像流的采集顺序遍历矿石候选区域图像集合，并以位移触发编号为索引键重组为按位移触发编号递增排列的候选区域序列;在相邻位移触发编号对应的候选区域序列之间，基于像素范围空间重叠关系执行跨帧匹配，将满足空间重叠条件的矿石候选区域按位移触发编号顺序关联汇集，形成候选目标时序实例。

[0062]将每个候选目标时序实例绑定在原始矿石图像流中的像素位置，并将像素位置映射至矿石位置信息对应的传输带位移坐标体系中，获取候选目标时序实例集合。

[0063]更进一步，逐一遍历候选目标时序实例，读取候选目标时序实例中各位移触发编号对应的矿石候选区域像素范围，并将像素范围在原始矿石图像流中的矿石图像帧编号和外接矩形裁剪边界进行绑定记录，以完成候选目标时序实例的像素位置绑定;在像素位置绑定基础上，按照矿石位置信息生成步骤中的同步参数集映射方式，将像素位置换算为传输方向位移增量并与位移触发编号对应的传输带累计位移叠加映射到传输带位移坐标体系中，汇集形成候选目标时序实例集合。

[0064]将候选目标时序实例集合输入图像识别模型，为每个候选目标时序实例建立跨帧记忆表征，并在候选区域尺度上执行像素级分割，输出矿石类别概率图。

[0065]更进一步，候选目标时序实例集合按照候选目标时序实例标识逐一输入图像识别模型，图像识别模型在连续位移触发编号对应的候选区域图像序列上提取特征并将上一帧特征与当前帧特征进行融合累积，形成每个候选目标时序实例的跨帧记忆表征;基于跨帧记忆表征，在候选区域尺度上对候选区域图像执行像素级分割解码，对候选区域图像的每个像素输出对应矿石类别的概率值，并将像素级概率值按矿石类别通道组织形成矿石类别概率图。

[0066]需要说明的是，对候选区域图像的每个像素输出对应矿石类别的概率值，表达式为：

;

式中，是候选区域图像中像素位置属于矿石类别的概率值，用于表征像素位置被判定为矿石类别的置信程度;是矿石类别标识，用于表示像素级分割任务中区分的不同矿石类别;是候选区域图像中的像素位置索引，用于标识候选区域图像中被执行像素级分割的具体像素位置;是像素位置在矿石类别上对应的类别得分值，用于表征像素位置与矿石类别的匹配强度;是像素位置在矿石类别上对应的类别得分值，用于表征像素位置与矿石类别的匹配强度;是矿石类别索引，用于遍历像素位置对应的所有矿石类别;是矿石类别的总数量，用于表示像素级分割输出中参与概率归一化计算的矿石类别数目;其中，类别得分值是通过图像识别模型在像素级分割解码过程中，对像素位置的跨帧记忆特征通过矿石类别对应的分类通道输出的未归一化类别得分;类别得分值是图像识别模型在像素级分割解码过程中，对像素位置的跨帧记忆特征通过各矿石类别对应的分类通道并行输出的未归一化类别得分。

[0067]还需要说明的是，图像识别模型是面向矿石候选区域图像集合与候选目标时序实例集合的像素级分割识别网络，图像识别模型以候选区域图像为输入，在像素位置尺度输出矿石类别概率图，并在候选目标时序实例的连续帧输入条件下融合跨帧信息形成跨帧记忆表征，用于提升矿石类别概率图在连续位移帧中的稳定性。

[0068]图像识别模型包含特征提取编码层级、跨帧记忆表征层级、像素级分割解码层级和矿石类别概率输出层级，其中：特征提取编码层级由多级卷积子层与下采样子层顺序连接构成，用于形成多尺度编码特征;跨帧记忆表征层级由时序特征融合结构构成，用于将当前帧编码特征与上一位移触发编号对应的记忆特征进行融合并生成更新后的记忆特征;像素级分割解码层级由多级上采样子层与卷积子层交替连接构成，并在对应层级与特征提取编码层级的输出特征进行拼接融合;矿石类别概率输出层级由像素级分类映射结构与Softmax归一化结构连接构成。

[0069]特征提取编码层级通过多层卷积运算与下采样运算逐级提取候选区域图像的局部纹理特征与高层语义特征;跨帧记忆表征层级通过对连续位移触发编号对应的帧特征执行时序融合运算，将上一帧记忆特征与当前帧编码特征进行融合并更新记忆状态，形成跨帧记忆表征;像素级分割解码层级通过上采样运算与卷积运算将跨帧记忆表征逐级恢复到候选区域图像的空间分辨率，并在每个像素位置生成矿石类别得分向量;矿石类别概率输出层级通过对矿石类别得分向量执行Softmax归一化运算得到每个像素位置的矿石类别概率值并组装为矿石类别概率图。

[0070]特征提取编码层级与跨帧记忆表征层级通过特征接口直接连接，特征提取编码层级的输出端口与跨帧记忆表征层级的输入端口一一对应;跨帧记忆表征层级的输出端口与像素级分割解码层级的输入端口直接连接，形成顺序级联结构;特征提取编码层级中不同空间分辨率的中间输出端口通过并行连接方式分别接入像素级分割解码层级中对应的上采样子层，用于特征拼接;像素级分割解码层级的最终输出端口与矿石类别概率输出层级的输入端口直接连接，从而构成包含顺序连接与跨层并行连接的图像识别模型。

[0071]训练图像识别模型：以矿石候选区域图像集合为训练输入，并为每个矿石候选区域图像配置像素级矿石类别标注图作为监督信号，同时按候选目标时序实例集合组织连续帧输入以满足跨帧记忆表征层级的时序学习条件;前向计算阶段将连续帧候选区域图像输入图像识别模型输出矿石类别概率图，损失计算阶段将矿石类别概率图与像素级矿石类别标注图计算像素级分割损失，参数更新阶段对像素级分割损失执行反向传播并更新图像识别模型参数，迭代训练直至验证集像素级分割指标收敛。

[0072]对同一位移节点内并行存在的多个候选目标时序实例，调用集合交互识别机制对各候选目标时序实例的中间识别表征进行交互建模，形成上下文一致性约束。

[0073]更进一步，在同一位移节点内汇集并行存在的候选目标时序实例对应的中间识别表征，调用集合交互识别机制对中间识别表征执行成对相似性计算与加权信息交互，得到融合邻域候选目标语义信息的更新中间识别表征，并基于更新中间识别表征生成用于约束后续像素级分割解码的上下文一致性约束。

[0074]需要说明的是，集合交互识别机制是指在同一位移节点内，对多个候选目标时序实例的中间识别表征进行联合建模的识别方法，通过对候选目标时序实例之间的中间识别表征执行相似性计算与信息交互，使每一个候选目标时序实例的中间识别表征同时包含自身特征信息与同位移节点内其他候选目标的上下文特征信息;

集合交互识别机制通过在图像识别模型中预先构建支持多实例特征输入的交互计算结构获得，交互计算结构在图像识别模型训练阶段利用同一位移节点内多矿石同时出现的样本进行学习，从而形成稳定的候选目标间交互建模能力。

[0075]基于上下文一致性约束对像素级分割解码过程进行约束与修正，并对矿石类别概率图进行一致性修正，获得稳定矿石概率图。

[0076]更进一步，将上下文一致性约束输入像素级分割解码过程，在解码阶段依据同一位移节点内多个候选目标时序实例之间的语义一致性结果，对像素级分类通道的输出得分施加调节权重，对与上下文一致性约束匹配的矿石类别对应的像素级类别得分进行增强，对与上下文一致性约束偏离的矿石类别对应的像素级类别得分进行抑制;在完成解码后，进一步对矿石类别概率图中与上下文一致性约束不一致的类别概率进行归一化校正，使各候选目标在同一位移节点内保持一致、稳定的语义判别结果，从而获得稳定矿石概率图。

[0077]需要说明的是，像素级分割解码过程是指在图像识别模型中，将跨帧记忆表征通过上采样运算与卷积运算逐级恢复至候选区域图像的空间分辨率，并在每个像素位置生成对应矿石类别得分的特征解码过程。

[0078]根据矿石位置信息与分选执行控制参数建立三级映射链;基于三级映射链，将稳定矿石概率图中像素对应的矿石类别概率映射并离散至分选控制网格。

[0079]更进一步，基于矿石位置信息中的传输带位移坐标与候选区域图像像素位置，建立稳定矿石概率图像素位置到传输带位移坐标的第一映射关系，并基于同步参数集中的成像执行区间距与传输带位移时间映射关系，将传输带位移坐标映射到分选执行区域对应的到达时间或到达位移的第二映射关系;基于分选执行控制参数中分选控制网格的网格划分规则与执行单元对应关系，建立分选执行区域到网格节点的第三映射关系，从而形成三级映射链;对稳定矿石概率图逐像素读取矿石类别概率，按照三级映射链将像素对应的传输带位移坐标转换为分选控制网格中的目标网格节点，并将矿石类别概率按目标网格节点进行聚合统计后执行离散化分配，使稳定矿石概率图中的矿石类别概率被映射并离散至分选控制网格。

[0080]需要说明的是，网格划分规则是通过对分选执行机构进行结构与功能标定，采集各分选执行单元在传输带坐标体系中的实际安装位置、作用起止边界及有效分选覆盖范围;结合执行单元的响应时序与最小控制分辨率，对分选执行区域在传输方向和宽度方向上进行离散划分;并将离散划分结果与各执行单元的控制编号建立对应关系生成的。

[0081]对分选控制网格中各网格节点承载的矿石类别概率进行网格级离散化判定，生成初始矿石分选方案。

[0082]更进一步，对分选控制网格中的每一个网格节点读取承载的矿石类别概率向量，通过网格级离散化判定确定网格节点对应的矿石类别或拒判状态，并将全部网格节点的判定结果按分选控制网格顺序汇集，生成初始矿石分选方案。

[0083]决策执行模块，对初始矿石分选方案进行不确定性评估与拒判复检判别，确定矿石分选方案，并在分选执行区通过矿石分选方案执行矿石自动分选，生成矿石分选报告。

[0084]基于初始矿石分选方案中各矿石对应的图像识别置信分布与时序一致性，评估初始分选结果的不确定性程度。

[0085]更进一步，对初始矿石分选方案中每一项分选结果，读取对应的矿石类别概率向量形成图像识别置信分布，并结合候选目标时序实例集合中连续位移触发编号下的矿石类别概率变化情况计算时序一致性指标，先对矿石类别概率向量的分布集中程度进行量化，以表征当前分选结果在类别判定上的置信强弱;再对连续位移触发编号下矿石类别概率变化的稳定程度进行量化，以表征分选结果在时序维度上的一致性;随后对上述两类量化结果进行归一化处理，并按照预设权重进行加权融合，形成用于表征分选结果可靠性的综合评估值，将综合评估值映射为不确定性度量值，从而形成初始分选结果的不确定性程度。

[0086]基于不确定性程度，对不满足预设可信条件的初始分选结果执行拒判，并触发复检判别确定矿石分选方案。

[0087]更进一步，将初始矿石分选方案中各分选结果对应的不确定性程度与预设可信条件进行比较，对不满足预设可信条件的初始分选结果执行拒判并触发复检判别，基于复检判别结果与满足预设可信条件的初始分选结果共同确定矿石分选方案。

[0088]需要说明的是，预设可信条件通过在训练样本与历史分选结果上统计图像识别置信分布与时序一致性指标的取值范围，并根据分选准确率与拒判率的平衡要求设定的。

[0089]依据矿石分选方案在分选执行区执行对应的矿石自动分选操作，获取矿石自动分选结果，通过汇总与记录，生成矿石分选报告。

[0090]更进一步，根据矿石分选方案中的分选执行指令，结合矿石位置信息与分选执行控制参数，在分选执行区对到达分选执行位置的矿石执行对应的矿石自动分选操作并同步记录执行时间、执行位置和执行结果，得到矿石自动分选结果;对矿石自动分选结果按分选执行编号与时间顺序进行汇总，并与矿石分选方案的判定结果对应记录，生成矿石分选报告。

[0091]综上，本发明通过：构建传输带位移-时间映射并采用等位移触发方式进行矿石成像，使基于图像识别的矿石图像数据与矿石实际位置实现精准同步;进一步通过图像识别中的像素级分割生成矿石类别概率图，并将其映射离散至分选控制网格，形成可直接执行的分选方案，从而在皮带连续运行条件下有效提升矿石自动分选的同步一致性、识别可靠性及执行稳定性。

[0092]应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

说明书附图(4)