Система по оценке фракционного состава (гранулометрии), обнаружения негабаритов и подсчета объемов сыпучего материала

Программное обеспечение предназначено для автоматического обнаружения, сегментации и классификации элементов сыпучих пород (в том числе в процессе свободного скатывания гранул) в режиме реального времени. Система анализирует материал на конвейерной ленте, в желобе или при перевалке в открытый полувагон. Основная задача — измерение фракционного состава по классам от 5 мм до 1 м с формированием аналитических заключений для оператора технологического процесса (процентное соотношение фракций, наличие негабарита). Цель внедрения — оптимизация производственного процесса на основе получаемой аналитики. Создание системы направлено на достижение одного из целевых показателей: повышение качества продукции, снижение содержания негабаритной фракции или контроль результата управленческих воздействий.

Функциональные характеристики

1. Обнаружение и захват объектов: автоматическое детектирование потока сыпучей породы на движущейся конвейерной ленте, в желобе или при перевалке в полувагон с частотой обработки кадров не менее 10 fps (зависит от производительности вычислительного узла).

2. Сегментация гранул: выделение контуров отдельных элементов (гранул, кусков, негабарита) на изображении с использованием алгоритмов компьютерного зрения (нейросетевая сегментация); поддержка сцены со свободно скатывающимися гранулами без жёсткой фиксации.

3. Классификация по размерным категориям: отнесение каждого сегментированного объекта к одному из классов фракции в диапазоне от 5 мм до 1 м (классы настраиваются пользователем: например, 5–10 мм, 10–25 мм, 25–50 мм, 50–100 мм, 100–300 мм, 300–1000 мм). Размер вычисляется по калиброванной матрице с учётом удалённости точки съёмки.

4. Расчёт процентного распределения фракций: вычисление доли каждой размерной категории в общем объёме (или количестве гранул) за заданный интервал времени; построение гистограммы распределения в реальном времени.

5. Формирование аналитических заключений: генерация отчётов для оператора ТП о текущем фракционном составе, превышении порога негабаритной фракции (класс >300 мм или >500 мм — задаётся), трендах изменения гранулометрии.

6. Сигнализация о критических отклонениях: автоматическая выдача предупреждения (визуального/звукового/на АРМ оператора) при превышении заданного процента негабарита или при резком изменении распределения фракций, указывающем на сбой в дробильном или грохотильном оборудовании.

7. Хранение протоколов измерений: журналирование всех результатов классификации с привязкой ко времени, дате, смене, участку конвейера; возможность экспорта данных в CSV, JSON или через API в вышестоящие MES/ERP системы.

8. Калибровка под условия съёмки: ручной или автоматизированный ввод параметров камеры (разрешение, фокусное расстояние, дистанция до объекта, угол обзора) для перевода пиксельных размеров в физические миллиметры.

9. Работа в режиме реального времени: задержка обработки кадра (от момента захвата до выдачи результата) не более 500 мс на промышленном контроллере средней производительности (без учёта задержек самой камеры).

10. Интеграция с системами управления: предоставление REST API или OPC DA/UA для передачи рассчитанного фракционного состава в АСУ ТП с целью автоматической подстройки параметров дробилок, грохотов или скорости конвейера (опционально).