一、引言

露天矿场的矿石白度分级检测是一项重要的工作，对于矿产资源的有效利用和精细化加工具有决定性的影响。传统的检测方法主要依赖人工操作，不仅效率低下，而且易受主观因素影响。因此，采用先进的检测技术对于提高矿石白度分级检测的准确性和效率至关重要。本文将介绍彩谱高光谱相机在露天矿场矿石白度分级检测中的应用。

二、背景

客户需要大面积检测矿山矿石的白度，但是通过人工或者手持白度仪检测效率低下，急需一个效率更高的检测方式。

本次分级检测应用了400-1000nm的高光谱相机，采用彩谱科技（浙江）有限公司产品FS13进行相关研究。光谱范围在400-1000nm，波长分辨率优于2.5nm，可达1200个光谱通道。采集速度全谱段可达128FPS，波段选择后最高3300Hz（支持多区域波段选择）。

图1

图2

三、实验室检测

首先将四块矿石放置在传输台上使用FS-13进行检测后得出400-1000nm下不同白度碳酸钙的反射率情况。

图3

图4

从图4中看出一级白度和二级白度比较相似，依据整体波形可以将一二级纳为一个类别，三级四级区分度很明显。四级白度斜率高，三级斜率低，且整体与一级二级差异较大，容易区分。

四、现场检测

拍摄时间：2023年11月07日15:00

图5

图5为现场搭设高光谱相机FS-23与台架进行检测。

图6

技术人员选定图6中一块白度为二级的碳酸钙，距离其50m左右进行拍摄，建模后标定该波段曲线对图中矿石进行反演，右图发红光部位则是白度同为二级的碳酸钙。

图7

图7为20m处二级碳酸钙标定实地拍摄图，与反演效果图。

图8

图8为20m处一级碳酸钙标定实地拍摄图，与反演效果图。

图9

图9为50m处一级碳酸钙标定实地拍摄图，与反演效果图。

图10

图10为50m处将参数值（相似度阈值，阈值越高对相似度要求越高）由0.993调整为0.99后，反选后的相似波段的一级碳酸钙比例大幅度提升。

图11

图12

图11和图12为50m处选定一块白度为二级碳酸钙调整阈值进行反演效果图。

五、结论

1.实验室检测

可使用400-1000nm高光谱相机FS-13+台架，检测碳酸钙白度分级，在识别的可行性上来说，完全可行，同时发现一级白度和二级白度的反射率差异十分微小，仅发现俩处微小差异，如下图所示：

2.现场检测

可使用便携式高光谱相机FS-23拍摄实地情况且反演出具体位置，主要反演了一级碳酸钙和二级碳酸钙，在调整模型阈值时，精度逐步提高，所以能将此区域的一级白度和二级白度反演出大致区域，不足之处是仅仅使用了单一模型，准确性还有很大的提升空间。

3.无人机高光谱检测

如后续需要进行大面积、高效地检测碳酸钙白度级数，可采用无人机载高光谱测量系统进行检测，无人机载高光谱测量系统具有高效率、低功耗的特点，可提供高稳定性的光谱图像采集。

彩谱高光谱相机在露天矿场矿石白度分级检测中的应用取得了一定的成功。通过对彩谱高光谱数据的获取和分析处理，实现了对矿石白度的精确检测，提高了检测的准确性和效率，降低了人工操作的误差。相信在未来，随着技术的进一步发展，彩谱高光谱相机也将在露天矿场矿石的白度分级检测领域发挥更大的作用，并且为矿产资源的有效利用和精细化加工提供更强大的技术支持。