随着中国逐步进入“工业4.0”时代,数控机床在我国独资企业、外资企业等各层次制造企业中得到了广泛的应用。刀具测量仪是一种有助于提高数控机床效能的辅助仪器,主要功能是检测刀具长度、角度和圆弧半径等几何参数。目前,国内的刀具测量仪大多为光学投影式测量仪,速率较低,精度不高,无法达到使用标准。本课题研发的基于计算机视觉检测技术的刀具测量仪(简称数字刀具测量仪)是以数字图像处理技术为基础,将多学科集于一体的精密测量仪器,能将被测刀具参数传输到刀具库,有助于实现刀具预调,具有较快的测量速度,较高的测量精度与自动化程度。在课题中对数字刀具测量仪进行了系统研究,主要包括:(1)设计实现了数字刀具测量仪机械运动定位平台、视觉系统、数据采集系统与系统软件,并进行了整机性能分析与优化。(2)重点研究了刀具图像处理技术,主要有刀具图像灰度化、灰度图像二值化,滤波去噪,边缘检测,刀具识别与参数计算等。在典型边缘检测算法的基础上,提出一种基于Sobel算子与五次正交多项式最小二乘拟合的复合型亚像素边缘检测算法。(3)对自动调焦评价函数进行系统研究,探究了调焦函数灵敏度与光源、空间频率、调焦区域的关系,提出了一种新的复合型图像自动调焦搜索策略。(4)提出了一种新的网格式平行线标定方法,该主要利用亚像素定位技术与自动调焦搜索策略,可以有效避免部分影响不大的中间环节,直接得到纵向与横向的重复性像素当量。(5)在window平台利用VC++6.0语言完成了软件系统的编制,实现了手动测量与自动测量的各项功能,提供了刀具数据库管理功能。