曾志伟，蒋代君

(西华大学 机械工程与自动化学院，成都 610039)

0 引言

机械加工中，刀具切削刃钝圆半径对切削力、应力分布、刀具磨损、能耗以及成品表面粗糙度等有重要影响［1-4］。切削刃钝圆半径的精确测量成为影响加工质量和效率的重要因素。三坐标测量仪是一种传统的测量工具，具有价格昂贵、操作复杂的弊端。随着计算机技术的发展，数字图像处理在刀具测量领域已得到越来越多的应用。其中的边缘检测和刃口曲线计算对系统测量精度最为重要。

一些经典算子可用于边缘检测，如Roberts、Sobel、Prewitt、Laplacian、LoG 和Canny 算 子 等［5-6］。Roberts算子边缘定位较准确，但不具备噪声抑制力。Sobel 和Prewitt 算子边缘定位较准确且有一定的噪声抑制力，但容易检测到多像素边缘。Laplacian 算子能准确定位阶跃型边缘，但容易检测到不连续边缘，噪声抑制力差。LoG 和Canny 算子具有较强的噪声抑制力，但同时也将尖锐边缘平滑掉。实际的图像总含有噪声且灰度递变地并不剧烈，上述算子难以得到连续单像素边缘，更不能实现边缘的亚像素级定位，所以不适用于刀具的精确测量。为此，Lim 等［7］提出在包含边缘的感兴趣区域(Region of Interest，ROI)，沿近似的梯度方向提取像素，拟合灰度曲线，在灰度函数一阶导数曲线上准确定位边缘点的方法，有效提高了切削刃钝圆半径测量精度。但该方法没有充分利用边缘附近灰度等值线分布规律，对梯度方向的近似计算还不够准确。对于刃口曲线计算，如今多数方法都是直接采用检测到的圆弧部分边缘点拟合刃口曲线。……