模拟暗湿工况下煤矸混合体态势热敏图像精准辨识试验 - 单鹏飞; 李晨炜; 来兴平; 孙浩强; 梁旭; 陈兴周; 符立梅 (煤炭学报, 2023)
TD752; 煤矸井下智能分选作为智慧矿山建设的重要组成,可有效提升矿井资源绿色利用.现阶段可见光图像识别技术针对井下昏暗潮湿环境中煤矸混合体的辨识还有待完善.基于热红外成像技术和改进 YOLOv5 算法模型,提出了一种暗湿工况下煤矸混合态势热敏图像辨识方法.将YOLOv5 模型的Neck部分改用加权双向特征金字塔(BiFPN)结构,通过多层次特征融合提高煤矸的辨识效率,采用CIOU函数作为损失函数,提升煤矸检测精准率;构建了煤矸混合体热敏采集试验平台,模拟了井下密闭空间低照度、高湿度、高风速环境,通过CLAHE与LAPLACE算子对红外摄像机所采集的热敏图像进行对比度增强和边缘强化预处理,以不同数据集、不同改进模块、不同算法模型等多个角度系统分析了煤矸混合体态势热敏图像辨识结果,探究了湿度变化对暗湿工况下煤矸识别准确率的影响规律.研究结果表明:预处理后的图像平均精准率较原始图像提升了1.7%,F-Measure值提升了6.9%;改进后的YOLOv5 模型平均精度均值和F-Measure达到了80.2%和84.6%,高于经典模型的74.6%和 79.7%,可有效提升煤矸热敏图像检测精度;环境相对湿度与识别准确率呈现先正相关,湿度达到一定阈值后负相关的变化规律.提出了热敏图像可准确识别昏暗潮湿密闭环境中的煤矸混合体,为实现井下暗湿工况煤矸混合态势精准辨识提供了科学依据.