矿用截齿是煤矿机械中与煤岩直接接触的零件,其性能的好坏和寿命的长短直接影响到采煤的效率和煤矿机械的使用寿命。矿用截齿会承受与煤炭相互作用产生的巨大冲击载荷、扭矩和应力,其失效形式有截齿表面磨损、齿身断裂和变形等,其中磨损是截齿失效的主要形式,对矿用截齿磨损程度的研究,能够提醒工作人员及时更换截齿及提供新技术用于矿用截齿的生产。由于受测量设备的限制,传统矿用截齿的磨损测量方法过程繁琐且精度不高,因此对矿用截齿磨损区域的测量手段提出了更高的要求。聚焦形貌恢复技术能弥补传统磨损测量方法的不足,具有不存在遮挡、实用性强、精度高和算法简单等优势,为截齿磨损测量提供了新方法。针对传统聚焦形貌恢复算法恢复精度较低的问题,提出了正态分布算子滤波图像处理方法和改进的聚焦评价函数;然后整合聚焦形貌恢复技术现有算法及优化方法,开发了矿用截齿磨损测量系统,并通过逆向工程技术验证系统测量结果的精度。以中值滤波为基础,提出了正态分布算子滤波图像处理方法,此方法可通过正态分布中的均值和方差对图像中的噪声点进行检测,筛选图像中的非噪声点,并对图像中的噪声点进行中值滤波;此方法可以有效去除图像中的噪声点,最大程度保留图像的原始信息,有利于图像的后续处理。此外,基于灰度差分函数,提出了一种改进的聚焦评价函数,该函数综合考虑邻域内所有像素点对中心像素点的影响。将正态分布算子图像滤波方法和改进的聚焦评价函数应用于矿用截齿磨损测量的研究,可以精确的恢复矿用截齿三维表面形貌。结果表明,相比于传统三维形貌恢复算法,本文提出的聚焦评价算法具备更好的准确性、可行性和有效性。整合聚焦形貌恢复的不同关键技术现有算法及优化方法,选用合适的编程语言设计系统框架及系统功能,构造不同的功能模块,实现不同模块的连接,开发基于聚焦形貌恢复的矿用截齿磨损测量系统;利用硬件设备搭建图像采集试验台,采集矿用截齿序列图像,并导入该系统,通过参数设置进行矿用截齿三维形貌重构,获得矿用截齿三维表面形貌恢复图,实现矿用截齿体积的测量,为截齿磨损测量提供精确高效的测量平台。通过逆向工程技术,重构矿用截齿顶部圆锥部分的三维实体模型。将该模型与原三维实体模型重心重合并进行布尔运算,得到重合部分的公共实体。分别计算重构三维实体模型和原三维模型与公共实体的体积差,求得两个体积差之和,并与原三维模型体积进行比较,得到本系统的恢复精度。试验结果表明,本文得到的系统测量结果精度达到97.5%以上。