8-800-700-35-17
пн-пт 09.00 - 18.00

Система классификации алмазов по форме

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ (САМООБУЧАЕМАЯ) СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИИ АЛМАЗОВ ПО ФОРМЕ НА ОСНОВЕ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО МЕТОДА

Компания «Малленом Системс» в 2013-2014 гг. выполнила проект по разработке математического и программного обеспечения опытно-промышленного образца автомата сортировки природных алмазов по форме. Проект выполнялся по заказу Акционерной компании «АЛРОСА», генеральным подрядчиком выступило ОАО «НПП «Буревестник». В основу решения положен оптоэлектронный стереоскопический метод контроля, технологии машинного зрения и машинного обучения.

Рассказывает научный руководитель проекта Владимир Царев: «Сотрудниками нашей компании были разработаны метод, алгоритмы и соответствующее программное обеспечение для восстановления 3D-формы кристаллов алмазов и их классификации на основе пространственных признаков. Помимо этого нами было спроектировано оригинальное оптоэлектронное устройство регистрации алмазов, которое позволяет сформировать изображения проекций алмаза одновременно с 9 камер при его движении в свободном падении. Эти изображения и служат исходными данными для наших алгоритмов восстановления формы алмаза и его классификации по 10 технологическим группам:


п/п
Группа Подгруппа по степени искажения Подгруппа по характеру поверхности граней
1 Целые кристаллы: октаэдры, додекаэдры и ромбододекаэдры Изометричные: степень искажения 1,0-1,5 Гладкогранные и с незначительной округлостью и рельефностью граней
С небольшой и большой округлостью и рельефностью граней
С очень большой и резкой рельефностью граней
Искаженные: степень искажения больше 1,5 Гладкогранные и с незначительной округлостью и рельефностью граней
С небольшой и большой округлостью и рельефностью граней
С очень большой и резкой рельефностью граней
2 Обломки кристаллов, шпинелевые двойники и их обломки Изометричные: степень искажения 1,0-1,5 С незначительной и небольшой рельефностью граней
С большой и резкой рельефностью граней
Искаженные: степень искажения больше 1,5 С различным характером рельефности граней
3 Плоские: целые кристаллы, обломки кристаллов, шпине-левые двойники и их обломки Сильно искаженные, уплощенные С различным характером рельефности граней

Скорость классификации алмазов размером от 1,5 до 6 мм при такой схеме может достигать 15-20 кристаллов в секунду».

Разработчик математического обеспечения проекта, руководитель научно-исследовательского отдела «Малленом Системс» Юрий Бахвалов делится некоторыми секретами успеха: 

«Нам удалось решить ряд важных математических задач. Во-первых, мы разработали эффективные алгоритмы калибровки стереоскопической системы в составе аппарата сортировки. В ходе автоматической калибровки мы вычисляем все параметры оптической схемы, связываем 9 камер в единое пространство координат. Во-вторых, мы решили задачу точного восстановления 3D-формы алмаза по его пространственным проекциям. И самое важное, разработали метод и инструменты для обучения классификатора алмаза по неформально описанным категориям на основе заданных экспертом натуральным образцам. Таким образом, нам удалось обеспечить автоматическое решение сложной неформализованной задачи экспертной классификации объектов».

Синхронное получение девяти проекций алмаза в реальном времени

Восстановление 3D-формы алмаза и результаты его классификации

Ответственный исполнитель проекта, ведущий инженер-программист Потапов Алексей очень доволен полученными результатами и открывшимися перспективами:

«Испытания, которые прошли в начале 2014 г. на опытной установке в компании АЛРОСА, показали высокие показатели эффективности предложенных решений. Так, на различных выборках алмазов общим объемом до 20 тысяч карат вероятность правильной классификации составила 95 – 96%. В результате компания «АЛРОСА» приняла решение закупить 2 таких аппарата для промышленного использования в 2014 году. АК «АЛРОСА» и НПП «Буревестник» также имеют большие планы дальнейшего сотрудничества с нашей компанией по развитию целой линейки подобных аппаратов сортировки по форме, а также созданию аппаратов сортировки по цвету и качеству алмазов. Массовое внедрение таких аппаратов позволит резко сократить объемы ручного труда в компании, значительно повысить производительность и качество процессов сортировки сырья».