[发明专利]一种圆锯片磨损量在线测量方法

摘要

本发明公开了一种圆锯片磨损量在线测量方法，其实现步骤是工控机触发图像采集卡，通过工业相机获取圆锯片图像；对图像进行预处理；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；判断候选角点是否为邻域内唯一角点或其角点响应函数值最大，以剔除伪角点；判断角点是否为极大值点，否则剔除之，从而确定了圆锯片刀尖点的整像素坐标；利用三次曲面拟合法对刀尖点进行亚像素定位；使用最小二乘法求解刀尖点所在圆的半径值，通过相机标定关系得出圆锯片的实际磨损量。本发明具有实时性好、检测精度高，是一种有效的圆锯片磨损量在线检测方法，其检测结果为补偿机构执行补偿提供依据。

主权项

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CRFmax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ki1ki1=yi-yi-1xi-xi-1]]>角点与后一个角点连线的斜率ki2ki2=yi-yi+1xi-xi+1]]>(xi,yi)是第i个角点的像素坐标，(xi‑1,yi‑1)是第i个角点的前一个角点像素坐标，(xi+1,yi+1)是第i个角点的后一个角点像素坐标,剔除那些ki1<0且ki2>0的角点。