[发明专利]一种圆锯片磨损量在线测量方法

权利要求书

1.一种圆锯片磨损量在线测量方法，包括以下步骤：

(1)获取圆锯片图像；

(2)对获取的图像进行降噪预处理；

(3)基于自适应阈值，运用8邻域灰度相似度筛选方法，找出圆锯片的候选角点；

(4)针对候选角点，判断其是否为邻域内唯一角点或其角点响应函数值最大，剔除掉伪角点；保留那些为其5×5邻域内为唯一角点的候选角点或其5×5邻域内的角点响应函数值最大的候选角点；

(5)判断角点是否为曲线上极大值点来剔除齿根点，从而确定圆锯片刀尖点的整像素坐标；

(6)利用三次曲面拟合法对刀尖点进行亚像素定位；

(7)使用最小二乘法求解刀尖点所在圆的半径值，通过工业相机标定关系得出圆锯片的实际磨损量；

其特征是，所述步骤6对刀尖点进行亚像素定位的方法如下：

整像素刀尖点(x,y)及其某邻域内各点的CRF二元三次函数表示形式：

CRF(xi,yi)=a00+a01yi+a02yi2+a03yi3+a10xi+a20xi2+a30xi3+a11xiyi+a21xi2yi+a12xiyi2]]>

拟合的误差平方和

ϵ=Σi=125(CRF(x,y)-CRF(xi,yi))2]]>

求得a₀₀，a₀₁，a₀₂，a₀₃，a₁₀，a₂₀，a₃₀，a₁₁，a₂₁，a₁₂

利用确定的三次曲面表达式求解整像素刀尖点细分为3×3亚像素点的CRF，取9个亚像素点中CRF最大值所对应的亚像素坐标作为该刀尖点的坐标；

其中，所述步骤3候选角点的确定方法是：

以(x,y)为中心的窗沿平移向量(u,v)移动引起的灰度变化E(u,v)为：

E(u,v)=Σx,yω(x,y)[I(x+u,y+v)-I(x,y)]2]]>

式中：I(x+u,y+v)为平移后的灰度值，I(x,y)为平移前的灰度值，ω(x,y)为高斯窗口函数,其微分形式为

E(u,v)=Σx,yω(x,y)(Ix2u2+2IxIyuv+Iy2v2)]]>

其中

其矩阵形式为

E(u,v)=uvMuv]]>

其中，M为目标像素点(x,y)的自相关函数矩阵

M=Σx,yω(x,y)Ix2IxIyIxIyIy2]]>

高斯窗口函数

目标像素点(x,y)的角点响应函数值CRF(x,y)：

CRF(x,y)＝det(M)-k(trace(M))²

其中det(M)表示矩阵M的行列式，trace(M)表示矩阵的迹，k取0.04～0.06，

将目标点(x,y)与其8邻域范围内各像素点图像灰度值的标准差作为8邻域灰度相似判定阈值t，最大角点响应函数值CRF_max的百分之一作为角点响应检测阈值T，

目标点(x,y)与其8邻域范围内各像素点的灰度值之差△I，统计△I在[-t,t]范围内的像素点个数n，满足2≤n≤6且其角点响应函数值大于T且局部最大的目标点为候选角点；

所述步骤5剔除圆锯片齿根点的方法如下：

角点与前一个角点连线的斜率k_i1

ki1=yi-yi-1xi-xi-1]]>

角点与后一个角点连线的斜率k_i2

ki2=yi-yi+1xi-xi+1]]>

(x_i,y_i)是第i个角点的像素坐标，(x_i-1,y_i-1)是第i个角点的前一个角点像素坐标，(x_i+1,y_i+1)是第i个角点的后一个角点像素坐标,

剔除那些k_i1<0且k_i2>0的角点。