煤炭科学技术

作者：马宏伟, 张烨, 王鹏, 曹现刚, 聂珍, 魏小荣, 周文剑, 张明臻,

关键词：拣矸就是拣图像, 图像识别, 图像特征提取, 图像驱动, 动态目标跟踪, 智能协同分拣,

煤矸石分拣是提高煤炭质量最基本、最有效、最重要的技术措施，提高煤矸石分拣的准确性、高效性是煤矸石分拣面临的严峻挑战。深入研究分析了现有“抓取分拣”“拨叉分拣”和“气动分拣”3种煤矸石智能分拣系统架构和原理，提出了“拣矸就是拣图像”的学术思想，建立了“拣矸就是拣图像”学术思想的逻辑架构，阐明了“拣矸就是拣图像”学术思想的基本内涵，主要包括基于图像的煤矸石识别、基于图像的煤矸石分拣特征提取、图像驱动的分拣器动态目标跟踪和基于图像序列的多任务多分拣器协同等关键技术。针对基于图像的煤矸石识别问题，提出了将视觉图像和射线图像融合的识别原理和方法，能够有效提高煤矸石识别的准确率；针对煤矸石图像分拣特征提取问题，提出了基于煤矸石图像的平面特征和深度特征提取和融合算法，构建了煤矸石分拣立方体，能够提高煤矸石分拣的准确性；针对动态煤矸石跟踪问题，提出了基于图像的煤矸石匹配跟踪和路径规划方法，能够提高分拣的精准性和可靠性；针对多分拣器智能协同分拣问题，提出了以煤矸石图像信息库为基础，构建分拣器综合收益函数实现多分拣器多任务最优分配，融合强化学习方法实现多分拣器智能协同控制以及分拣器数量最优配置，能够有效提高多分拣器系统的分拣效率。按照“拣矸就是拣图像”的学术思想，自主研发了双机械臂桁架式煤矸石分拣机器人实验平台，验证了该学术思想的正确性和可行性，并在铜川矿业公司玉华煤矿成功应用。“拣矸就是拣图像”的学术思想为破解煤矸石分拣智能化、精准化、高效化难题奠定了理论基础。

来源：2025年第5期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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