惠国保，李东波，童一飞，王引

(1.南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094;2.东南大学机械工程学院，江苏南京211189)

随着数控机床加工制造业的发展，以人为本的发展原则的深入贯彻，对数控加工安全性的要求不断提高。一般数控机床加工安全方法有加机床防护罩或红外线感应装置。机床防护罩因其简单有效而应用比较普遍，但缺点有不利于观察加工情况、笨重、材料费和维修保养费较高。红外线感应装置近几年应用较多，但易受热源光源、环境温度和射频辐射等影响。随着计算机视觉的发展，将视觉监控技术应用于数控机床安全监控是一个新的突破，不仅进一步提升了数控机床的自动化水平，而且视觉安全监控不受环境的影响、成本低廉、效果明显。

以传统立柱式铣床为例，将CCD 相机安装在主轴的前上方，实时捕获工作台、工件、刀具及周围环境等信息，如图1所示。

捕获到图像信息后，先将图像分区，只对图像中各个区域里的像素作为重点观察对象。这些像素的像素值(灰度值或RGB 值)每帧是不一样的，统计学上是服从正态分布。由于车间灯光和机床震动等因素，使得一个像素在不同的条件下有不同的正态分布。在一般情况下将这些分布叠加在一起就构成了该像素的背景模型，背景模型的参数就刻画了这个像素特性［1］。

图1 视觉监控相机捕获到的图像及分区示意图

通过算法，对每一幅所捕获的图像帧进行学习，得到每个像素背景模型的参数估计。……