基于影像的刀具在线检测与补偿系统及方法

1、一种基于影像的刀具在线检测与补偿方法，用于在线检测机床上 的刀具磨损量并基于磨损量进行补偿，其特征在于，包括以下步骤：
布置摄像装置，且通过该摄像装置摄取设置在机床上的刀具的影像；
对所摄取的刀具的影像进行校正；
提取刀具的特征；
通过所述摄像装置参数标定，将刀具的特征转换为刀具的实际尺寸；
将刀具的实际尺寸与预设的刀具尺寸进行比较，生成补偿信号；以 及
将所述补偿信号供给至机床控制器，并利用机床控制器来驱动伺服 电机补偿刀具磨损所产生的偏差。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，布置摄像装置的步骤 进一步包括布置光源，以辅助照明进而帮助提高所获取刀具影像的质量。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，影像校正步骤包括下 面步骤中的一个或多个：仰角校正、倾斜度校正、桶形畸变校正或线性 插值的方法对所获取的影像进行矫正，以消除镜头引起的畸变。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，提取刀具的特征进一 步包括以下步骤：
对校正后的影像执行刀具区域提取；
对校正后的影像执行边界特征提取；
利用区域提取的结果剔除边缘提取结果中的噪声，得到刀具轮廓。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在得到刀具轮廓之后， 确定具有亚像素精度的边缘位置，然后利用直线拟合算法得到道路各轮 廓边缘的参数，并求取各条直线的交点，以确定刀具的磨损位置计量点； 对比两条直线组成的区域和对未磨损刀具的差别，以得到对刀具磨损程 度的估计量。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将道具的特征转换为 刀具的实际尺寸具体是通过下面方法来标定，假定一已知尺寸L距摄像头 距离为D时获得的影像像素数是P，则在同样位置上的物体，如其获取影 像像素数是PN时，则对应的物体尺寸值LPN是：
$L_{\mathrm{PN}}=\frac{L}{P}\times P_N$
7、一种基于影像的刀具在线检测与补偿系统，用于在线检测机床上 的刀具磨损量并基于磨损量进行补偿，其特征在于，包括：
摄像装置，用于摄取设置在机床上的刀具的影像；
处理器，该处理器与所述摄像装置适配，用于对所摄取的刀具影像 进行处理，以提取出刀具的特征，并将该刀具特征转换为实际尺寸，进 而将该实际尺寸与预设的刀具尺寸进行对比，以获得刀具的磨损量的补 偿信号，并将补偿信号以机床控制器可识别的刀补指令的格式发送至机 床控制器；
机床控制器，与所述处理器的输出端口相连，用于接收补偿信号， 并驱动与之相连的伺服电机；以及
伺服电机，用于驱动刀具来执行切割指令。
8、根据权利要求7中所述系统，其特征在于，所述摄像装置进一步 包括光源，用于辅助照明进而帮助提高所获取刀具影像的质量。
9、一种基于影像的刀具在线检测与补偿方法，用于在线检测机床上 的刀具切割后的零件的尺寸并将该磨损量与未磨损刀具切割后的零件尺 寸进行比对，以进行补偿，其特征在于，包括以下步骤：
布置摄像装置，且通过该摄像装置摄取设置在机床上的刀具切割后 的零件的影像；
对所摄取的零件的影像进行校正；
提取零件的特征；
通过所述摄像装置参数标定，将零件的特征转换为零件的实际尺寸；
将零件的实际尺寸与未磨损的刀具切割后的零件尺寸进行比较，生 成补偿信号；以及
将所述补偿信号供给至机床控制器，并利用机床控制器来驱动伺服 电机补偿刀具磨损所产生的偏差。

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