由于现有刮板输送机链轮轮齿磨损测量手段不具备过程简捷、高精度、高效率和低成本等优势,基于聚焦形貌恢复,设计了一种链轮轮齿序列图像采集装置。通过控制该装置运动模块移动,实现工业相机与某个轮齿轴向与周向的对中,进而控制轮齿径向步进电机每步进一次,采集一帧照片,重复此循环过程100次,完成该轮齿序列图像的采集。实验测试结果表明,该序列图像采集装置能够快速地完成轮齿对中并采集到清晰的轮齿序列图像,可为刮板输送机链轮磨损测量提供硬件支撑和积累图像数据样本。

聚焦形貌恢复性能提升的关键在于噪声序列图像的预处理以及初始深度值的连续化处理。通过对图像噪声类型识别理论及逼近技术的深入研究分析,实现了一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从含噪图像灰度直方图分布特性入手,在对序列图像未知噪声进行初步判断后,决定采用中值滤波进行图像预处理以减少噪声干扰;根据聚焦评价函数曲线特性,利用参数化的三次贝塞尔-伯因斯坦多项式对初始深度值进行插值处理,通过最值搜索方法得到插值曲线的峰值位置,进而实现深度值的精确估计。对不同表面特征,不同材质的实体对象进行形貌恢复实验,结果表明提出的方法兼具恢复的高精度性及有效性。