彩譜高光譜相機(jī)對于露天礦場礦石白度分級(jí)檢測應(yīng)用

一、引言

露天礦場的礦石白度分級(jí)檢測是一項(xiàng)重要的工作，對于礦產(chǎn)資源的有效利用和精細(xì)化加工具有決定性的影響。傳統(tǒng)的檢測方法主要依賴人工操作，不僅效率低下，而且易受主觀因素影響。因此，采用先進(jìn)的檢測技術(shù)對于提高礦石白度分級(jí)檢測的準(zhǔn)確性和效率至關(guān)重要。本文將介紹彩譜高光譜相機(jī)在露天礦場礦石白度分級(jí)檢測中的應(yīng)用。

二、背景

客戶需要大面積檢測礦山礦石的白度，但是通過人工或者手持白度儀檢測效率低下，急需一個(gè)效率更高的檢測方式。

本次分級(jí)檢測應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，采用彩譜科技（浙江）有限公司產(chǎn)品FS13進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。

         圖1                           圖2

三、實(shí)驗(yàn)室檢測

首先將四塊礦石放置在傳輸臺(tái)上使用FS-13進(jìn)行檢測后得出400-1000nm下不同白度碳酸鈣的反射率情況。

圖3

圖4

從圖4中看出一級(jí)白度和二級(jí)白度比較相似，依據(jù)整體波形可以將一二級(jí)納為一個(gè)類別，三級(jí)四級(jí)區(qū)分度很明顯。四級(jí)白度斜率高，三級(jí)斜率低，且整體與一級(jí)二級(jí)差異較大，容易區(qū)分。

四、現(xiàn)場檢測

拍攝時(shí)間：2023年11月07日15:00

圖5

圖5為現(xiàn)場搭設(shè)高光譜相機(jī)FS-23與臺(tái)架進(jìn)行檢測。

圖6

技術(shù)人員選定圖6中一塊白度為二級(jí)的碳酸鈣，距離其50m左右進(jìn)行拍攝，建模后標(biāo)定該波段曲線對圖中礦石進(jìn)行反演，右圖發(fā)紅光部位則是白度同為二級(jí)的碳酸鈣。

圖7

圖7為20m處二級(jí)碳酸鈣標(biāo)定實(shí)地拍攝圖，與反演效果圖。

圖8

圖8為20m處一級(jí)碳酸鈣標(biāo)定實(shí)地拍攝圖，與反演效果圖。

圖9

圖9為50m處一級(jí)碳酸鈣標(biāo)定實(shí)地拍攝圖，與反演效果圖。

圖10

圖10為50m處將參數(shù)值（相似度閾值，閾值越高對相似度要求越高）由0.993調(diào)整為0.99后，反選后的相似波段的一級(jí)碳酸鈣比例大幅度提升。

圖11

圖12

圖11和圖12為50m處選定一塊白度為二級(jí)碳酸鈣調(diào)整閾值進(jìn)行反演效果圖。

五、結(jié)論

1.實(shí)驗(yàn)室檢測

可使用400-1000nm高光譜相機(jī)FS-13+臺(tái)架，檢測碳酸鈣白度分級(jí)，在識(shí)別的可行性上來說，完全可行，同時(shí)發(fā)現(xiàn)一級(jí)白度和二級(jí)白度的反射率差異十分微小，僅發(fā)現(xiàn)倆處微小差異，如下圖所示：

2.現(xiàn)場檢測

可使用便攜式高光譜相機(jī)FS-23拍攝實(shí)地情況且反演出具體位置，主要反演了一級(jí)碳酸鈣和二級(jí)碳酸鈣，在調(diào)整模型閾值時(shí)，精度逐步提高，所以能將此區(qū)域的一級(jí)白度和二級(jí)白度反演出大致區(qū)域，不足之處是僅僅使用了單一模型，準(zhǔn)確性還有很大的提升空間。

3.無人機(jī)高光譜檢測

如后續(xù)需要進(jìn)行大面積、高效地檢測碳酸鈣白度級(jí)數(shù)，可采用無人機(jī)載高光譜測量系統(tǒng)進(jìn)行檢測，無人機(jī)載高光譜測量系統(tǒng)具有高效率、低功耗的特點(diǎn)，可提供高穩(wěn)定性的光譜圖像采集。

彩譜高光譜相機(jī)在露天礦場礦石白度分級(jí)檢測中的應(yīng)用取得了一定的成功。通過對彩譜高光譜數(shù)據(jù)的獲取和分析處理，實(shí)現(xiàn)了對礦石白度的精確檢測，提高了檢測的準(zhǔn)確性和效率，降低了人工操作的誤差。相信在未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，彩譜高光譜相機(jī)也將在露天礦場礦石的白度分級(jí)檢測領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，并且為礦產(chǎn)資源的有效利用和精細(xì)化加工提供更強(qiáng)大的技術(shù)支持。