基于深度机器视觉的稀土元素组分含量预测

作者:张水平*; 张奇涵; 王碧; 张小林; 蓝桥发; 郭浩然
来源:有色金属科学与工程, 2023, 14(04): 587-596.
DOI:10.13264/j.cnki.ysjskx.2023.04.018

摘要

稀土萃取过程中元素含量的快速检测有助于提高稀土产品质量,目前的检测仪器存在检测延时长和维护成本高等问题。基于部分稀土元素独特的颜色特征,如Pr离子、Nd离子,可将机器视觉方法用于元素组分含量的软测量。不同于传统机器视觉方法,本文首次引入卷积神经网络(CNN)提取Pr/Nd混合溶液原始图像抽象表征,同时采用深度神经网络构建回归模型,用于预测Pr/Nd混合溶液中各元素的含量。实验选取1 210张Pr/Nd混合溶液图像作为实验数据,相较于已有方法,数据规模提升近12倍。多次独立重复结果表明,预测的组分含量与真实组分含量间的最大相对误差绝对值为2.773 8%,满足实际萃取生产中对元素含量分布变化的精度要求,具有一定的实际意义。