CN111415354A - 铣刨刀具监测系统、铣刨机和刀具磨损识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铣刨刀具监测系统、铣刨机和铣刨刀具磨损识别方法。其中，铣刨刀具监测系统用于具有铣刨鼓的铣刨机，铣刨鼓上设有多个铣刨刀具，铣刨刀具监测系统包括：影像采集装置，设于铣刨机上，用以采集铣刨鼓已完成铣削作业的待识别路面的影像信息；控制器，与影像采集装置电连接，控制器根据影像信息识别铣刨刀具的磨损状态；提示装置，设于铣刨机上，提示装置与控制器电连接，以根据铣刨刀具的磨损状态输出提示信息。通过本发明的技术方案，可实现铣刨刀具在施工过程中的实时动态监测，且铣刨刀具的磨损状态识别结果不受铣刨刀具表面附着物的影响，准确性更高。

Description

铣刨刀具监测系统、铣刨机和刀具磨损识别方法

技术领域

本发明涉及铣刨机技术领域，具体而言，涉及一种铣刨刀具监测系统、一种铣刨机和一种铣刨刀具磨损识别方法。

背景技术

目前，铣刨机在进行铣削作业过程中，铣刨刀具容易磨损，当铣刨刀具发生严重磨损时，将会影响施工作业的质量和效率。为及时对磨损严重的铣刨刀具进行更换，需设置专门的监测系统对铣刨刀具的磨损程度进行监测。现有技术中提供了一种测量铣刨刀具磨损状态的方案，通过对铣刨刀具的轮廓位置点信息进行非接触式测量，确定磨损状态，但该方案需在铣刨刀具处于静态时进行测量，无法对铣刨刀具进行动态测量，且铣刨刀具表面的附着物容易影响轮廓位置点信息，测量结果的准确性不高。

发明内容

本发明旨在至少改善现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提供一种铣刨刀具监测系统。

本发明的另一个目的在于提供一种铣刨机。

本发明的又一个目的在于提供一种铣刨刀具磨损识别方法。

为了实现上述目的，本发明的第一方面技术方案提供了一种铣刨刀具监测系统，用于具有铣刨鼓的铣刨机，铣刨鼓上设有多个铣刨刀具，铣刨刀具监测系统包括：影像采集装置，设于铣刨机上，用以采集铣刨鼓完成铣削作业的待识别路面的影像信息；控制器，与影像采集装置电连接，控制器根据影像信息识别铣刨刀具的磨损状态；提示装置，设于铣刨机上，提示装置与控制器电连接，以根据铣刨刀具的磨损状态发出提示信息。

根据本发明第一方面技术方案，铣刨刀具监测系统包括影像采集装置、控制器和提示装置。影像采集装置设于铣刨机上，用以采集铣刨鼓完成铣削作业的待识别路面的影像信息。具体地，影像采集装置可设于铣刨机的底部或尾部，以便于进行影像采集。控制器与影像采集装置电连接，以接收影像采集装置所采集的影像信息，并根据影像信息中的待识别路面的刀痕信息识别铣刨机的铣刨刀具的磨损状态。其中，控制器可通过影像信息中影像特征来识别已完成铣削作业的路面的刀痕信息，影像特征包括但不限于颜色、灰度、轮廓线。提示装置设于铣刨机上，用于输出提示信息。提示装置与控制器电连接，以根据铣刨刀具的磨损状态输出提示信息，以便于操作人员及时获知铣刨刀具的磨损状态，以及时对发生严重磨损的铣刨刀具进行更换，防止因铣刨刀具的严重磨损而影响铣刨机的正常作业质量和效率。其中，严重磨损指铣刨刀具发生损坏或磨损程度超出正常使用规定的限度。此外，电连接的形式可以是有线连接或无线连接。

本方案中的铣刨刀具监测系统，可对铣刨刀具进行间接的、非接触式的监测，不受铣刨刀具的状态限制，可实现动态监测，且影像采集装置不易受损，有利于降低维护成本；通过完成铣削作业的待识别路面的影像特征确定铣刨刀具的磨损状态，不受铣刨刀具的附着物的影响，准确度更高。

需要说明的是，影像采集装置包括但不限于照相机或摄像机，影像信息可以是图片或视频。

另外，本发明提供的上述技术方案中的铣刨刀具监测系统还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，铣刨刀具监测系统还包括：存储器，存储器与控制器和影像采集装置电连接，存储器用于存储待识别路面的影像信息，并生成历史影像信息，其中，控制器根据存储器中的历史影像信息以及影像采集装置采集的影像信息，识别铣刨刀具的磨损状态。

在该技术方案中，通过设置有与影像采集装置电连接的存储器，以对影像采集装置采集的影像信息进行存储，并生成历史影像信息，以用于后期对影像信息的识别。通过设置存储器与控制器电连接，使得控制器可调取存储器中的历史影像信息，并通过对比影像采集装置所采集的影像信息和存储器中的历史影像信息，以识别铣刨刀具的磨损状态，确定铣刨刀具是否发生严重磨损，从而提高识别操作的准确性和效率。其中，存储器中存储有相应的计算机程序，控制器可通过执行该计算机程序，根据存储器中存储的历史影像信息实现人工智能和自我学习，以提高识别操作的准确性和效率。可以理解，历史影像信息的数量越多，对铣刨刀具的磨损状态识别操作的参照信息也越多，对磨损状态的识别结果也越准确。其中，存储器可以设置于铣刨机上，也可以是远程存储器；存储器可以通过有线连接或无线连接的方式与控制器实现电连接。

需要强调的是，铣刨刀具监测系统中的控制器对铣刨刀具的磨损状态识别过程可以有多种实现方法。例如，可以是边采集边识别，即实时识别铣刨刀具的磨损状态；实现方式也可以是在采集影像信息后，在存储器中存储或转换后，延迟一段时间后通过控制器进行分析识别；实现方式还可以是先采集影像信息，并在存储器中形成历史影像信息，控制器通过对比历史影像信息和影像采集装置所采集的影像信息，识别铣刨刀具的磨损状态。本方案中铣刨刀具监测系统可在每次识别过程进行自我学习和升级，不断提高识别准确性和识别效率。

在上述技术方案中，影像采集装置包括：底座，底座连接于铣刨机上，并位于铣刨鼓的后方；摄像头，可转动地连接于底座上，用于采集铣刨鼓后方的待识别路面的影像信息。

在该技术方案中，影像采集装置包括底座和摄像头。底座设于铣刨鼓的后方，并与铣刨机相连接，可使影像采集装置靠近已完成铣削作业的待识别路面，防止采集影像过程中受到其他部件的阻挡。其中，底座可连接于铣刨机的机架上，也可以连接于铣刨鼓的连接架上。通过设置摄像头可转动地连接于底座上，以使摄像头可相对于底座进行转动，从而扩大摄像头的覆盖范围。

在上述技术方案中，影像采集装置还包括：导向结构，设于铣刨机的底部，导向结构沿铣刨机的宽度方向设置；驱动机构，与底座传动连接，驱动机构与控制器电连接，其中，底座与导向结构活动连接，驱动机构根据控制器的控制指令驱动底座沿导向结构的延伸方向移动；和/或影像采集装置的数量为多个，且多个影像采集装置设于铣刨机上的不同位置。

在该技术方案中，通过在铣刨机底部设置导向结构，且底座与导向结构活动连接，使得影像采集装置可沿导向结构进行移动。其中，导向结构沿铣刨机的宽度方向设置，使得影像采集装置可沿铣刨机的宽度方向进行移动，以从不同的视角对已完成铣削作业的待识别路面进行影像采集，有利于提高影像信息的可对比性，提高铣刨刀具的磨损状态的识别准确性和效率。通过设置于底座传动连接的驱动机构，以向底座提供驱动力。驱动机构与控制器电连接，以使驱动机构根据控制器的控制指令运行，进而底座沿导向结构的延伸方向进行移动。

本方案中的影像采集装置的数量还可以是多个，通过在铣刨机上的不同位置设置多个影像采集装置，以通过多个影像采集装置从不同的视角采集路面的影像信息进行拼接，一方面可以扩大影像采集范围，另一方面可以通过对不同视角采集的影像信息进行分析，以识别铣刨刀具的磨损状态，有利于提高识别过程的准确性和效率。

在上述技术方案中，摄像头与待识别路面之间的距离大于距离阈值；和/或影像采集装置还包括：照明装置，设于摄像头上，用以对待识别路面提供照明。

在该技术方案中，通过限定摄像头与待识别路面之间的距离大于距离阈值，以扩大摄像头的视角，增大摄像头的覆盖范围，防止所采集的影像信息发生遗漏。可以理解，若摄像头距离待识别路面较近，摄像头的视角变窄，容易导致待识别路面两侧靠近边缘处的影像无法正常采集，影像铣刨刀具磨损状态的识别准确性和效率。此外，还可以降低摄像头受到铣刨鼓进行铣削作业所产生的飞溅物碰撞的可能性，有利于降低影像采集装置的维护成本。其中，距离阈值可以为0.3m至1.0m，具体尺寸可根据铣刨机的型号以及待识别路面的宽度进行确定。

通过在摄像头上设有照明装置，用于对待识别路面进行照明，从而在光线昏暗的环境下或者夜间施工时，通过照明装置提供充足的光照，以便于影像采集装置对待识别路面进行影像采集操作，从而进一步扩大了铣刨刀具监测系统的适用范围。可以理解，铣刨机的施工现场环境复杂，例如隧道、涵洞、山谷等施工环境中，或者在夜间施工时，光线较为昏暗，不利于影像采集装置的正常工作，通过本方案中的照明装置可以有效缓解光线对影像采集操作的影响。

在上述技术方案中，提示装置包括：显示设备，设于铣刨机内，显示设备与控制器电连接，以根据铣刨刀具的磨损状态输出可视化的提示信息；和/或语音设备，设于铣刨机内，语音设备与控制器电连接，以根据铣刨刀具的磨损状态输出语音提示信息；和/或蜂鸣器，设于铣刨机内，蜂鸣器与控制器电连接，以根据铣刨刀具的磨损状态输出声音提示信息。

在该技术方案中，提示装置包括显示设备。通过在铣刨机内设置与控制器电连接的显示设备，使得控制器可对显示设备的显示内容进行控制，以使显示设备可根据铣刨刀具的磨损状态输出可视化的提示信息，以便于操作人员通过可视化的提示信息获知铣刨刀具的磨损状态，并对发生严重磨损的铣刨刀具进行及时更换。其中，可视化的提示信息包括但不限于图形、文字以及指示灯。

提示装置还可以包括语音设备。通过在铣刨机内设置于控制器电连接的语音设备，使得控制器可控制语音设备的运行，并根据铣刨刀具的磨损状态输出语音提示信息，以便于操作人员通过语音提示信息获知铣刨刀具的磨损状态，并对发生严重磨损的铣刨刀具进行及时更换。可以理解，语音提示信息可实现操作人员的被动接收，即无需主动观测铣刨机的仪表盘或其他设备，即可接收到语音提示信息，信息的传输效率更高。

提示装置还可以包括蜂鸣器。通过在铣刨机内设置蜂鸣器，控制器于蜂鸣器电连接，以根据铣刨刀具的磨损状态控制蜂鸣器发出声音提示信息，以对操作人员进行警报提示，使操作人员及时获知铣刨刀具的磨损状态。

本发明第二方面技术方案中提供了一种铣刨机，包括：铣刨机车体；铣刨鼓，设于铣刨机车体的底部，铣刨鼓的外表面设有多个铣刨刀具；如上述第一方面技术方案中任一项的铣刨刀具监测系统，铣刨刀具监测系统中的影像采集装置设于铣刨机车体上，以采集铣刨鼓完成铣削作业的待识别路面的影像信息，铣刨刀具监测系统中的控制器根据影像信息识别铣刨刀具的磨损状态，并根据磨损状态控制提示装置输出提示信息。

根据本发明第二方面技术方案，铣刨机包括铣刨机车体、铣刨鼓和上述第一方面技术方案中的铣刨刀具监测系统。铣刨机车体用于承载铣刨机的各个作业系统，并实现铣刨机的行驶。铣刨鼓设于铣刨机车体的底部，用于对路面进行铣削操作。具体地，铣刨鼓的外表面设有多个铣刨刀具，通过多个铣刨刀具随铣刨鼓进行转动，对路面进行铣削作业。铣刨刀具监测系统中的影像采集装置设于铣刨机车体上，用以采集铣刨鼓完成铣削作业的待识别路面的影像信息。铣刨刀具监测系统中的控制器根据影像信息识别铣刨刀具的磨损状态，并根据磨损状态控制提示装置输出提示信息，以对操作人员进行提醒，便于操作人员及时获知铣刨刀具的磨损状态。此外，本方案中的铣刨机还应具有上述第一方面技术方案中的铣刨刀具监测系统的全部有益效果，在此不再赘述。

在上述技术方案中，铣刨机还包括：操作设备，设于铣刨机车体内，操作设备与控制器电连接，用于向控制器发送控制指令，以控制影像采集装置运行。

在该技术方案中，通过在铣刨机车体内设置与控制器电连接的操作设备，以便于操作人员输入操作指令，控制影像采集装置的运行，从而使得影像采集装置可根据操作人员的需求进行影像采集操作，以便于获得更加准确有效的影像信息，有利于提高对铣刨刀具的磨损状态识别的准确性和效率。

本发明的第三方面技术方案中，提供了一种铣刨刀具磨损识别方法，用于上述第二方面技术方案中的铣刨机。铣刨刀具磨损识别方法包括：步骤S100：获取待识别路面的影像信息以及历史影像信息；步骤S200：根据影像信息确定待识别路面中灰度值和宽度值，根据历史影像信息确定灰度阈值和宽度阈值；步骤S300：根据灰度值、宽度值以及灰度阈值和宽度阈值，确定铣刨刀具是否达到使用极限，其中，灰度阈值大于历史影像信息中异常路面的灰度区间的最大值，且小于历史影像信息中正常路面的灰度区间的最小值，宽度阈值为历史影像信息中异常路面的宽度区间的最小值。

根据本发明的第三方面技术方案，通过铣刨刀具磨损识别方法确定铣刨刀具是否达到使用极限。通过步骤S100和步骤S200，根据待识别路面的影像信息确定待识别路面中的灰度值和宽度值，根据历史影像信息确定正常路面的灰度区间以及异常路面的灰度区间和宽度区间，进而确定灰度阈值和宽度阈值。其中，灰度阈值大于异常路面的灰度区间的最大值，且小于正常路面的灰度区间的最小值；宽度阈值为异常路面的宽度区间的最小值。通过步骤S300，根据灰度值、宽度值以及灰度阈值和宽度阈值，确定铣刨刀具是否达到使用极限，从而在铣刨刀具达到使用极限时，以使铣刨机的操作人员及时获知铣刨刀具的磨损状态，以便于及时对达到使用极限的铣刨刀具进行更换，从而降低对施工作业的影响，提高铣刨机的施工质量和效率。其中，异常路面指历史影像信息中由发生磨损的铣刨刀具铣削作业形成的路面。使用极限指超过正常使用规定的限度。

举例而言，在历史影像信息中，异常路面的灰度区间为a-b，正常路面的灰度区间为c-d，灰度阈值为m，其中，a＜b＜c＜d，则灰度阈值m的取值范围为b-c，即b＜m＜c。异常路面的宽度区间为e-f，宽度阈值为n，则宽度阈值n＝e。

需要说明的是，根据所采集的历史影像信息的数量不同，历史影像信息中正常路面的灰度区间以及异常路面的灰度区间和宽度区间会发生变化，灰度阈值和宽度阈值能够根据以上变化自适应调整，随着历史影像信息数量的增加，灰度阈值和宽度阈值的取值将更加准确，对铣刨刀具磨损程度的识别准确性也将进一步提高，从而实现人工智能自我学习。

在上述技术方案中，步骤S300：根据灰度值、宽度值以及灰度阈值和宽度阈值，确定铣刨刀具是否达到使用极限，具体包括：步骤S310：判断灰度值是否小于灰度阈值，生成第一判断结果；若第一判断结果为是，执行步骤S320：判断宽度值是否大于或等于宽度阈值，生成第二判断结果；若第一判断结果为否，执行步骤S340：确定铣刨刀具未达到使用极限；若第二判断结果为是，执行步骤S330：确定铣刨刀具达到使用极限；若第二判断结构为否，执行步骤S340：确定铣刨刀具未达到使用极限。

在该技术方案中，通过步骤S310，判断待识别路面的影像信息中的灰度值与灰度阈值之间的大小关系，以通过灰度值对铣刨刀具的磨损状态进行初步识别。若灰度值小于灰度阈值，则通过步骤S320，进一步判断待识别路面的影像信息中的宽度值与宽度阈值之间的大小关系，若宽度值大于或等于宽度阈值，则表面铣刨刀具的磨损程度已达到使用极限，无法继续使用，需立即更换。本方案通过灰度值和宽度值两个维度进行判断，确定铣刨刀具的磨损程度是否达到使用极限，准确性更高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的铣刨机监测系统的示意框图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的铣刨机的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的影像采集装置的工作状态示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的铣刨机监测系统的示意框图；

图5示出了图2中A部分的放大图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的影像采集装置的示意图；

图7示出了根据本发明的一个实施例的影像采集装置的示意图；

图8示出了根据本发明的一个实施例的影像采集装置的示意图；

图9示出了根据本发明的一个实施例的铣刨机监测系统的示意框图；

图10示出了根据本发明的一个实施例的铣刨机监测系统的示意框图；

图11示出了根据本发明的一个实施例的铣刨机监测系统的示意框图；

图12示出了根据本发明的一个实施例的铣刨机的示意图；

图13示出了图12中B部分的放大图；

图14示出了根据本发明的一个实施例的影像采集装置的工作状态示意图；

图15示出了根据本发明的一个实施例的铣刨机的示意图；

图16示出了根据本发明的一个实施例的铣刨刀具磨损识别方法的流程图；

图17示出了根据本发明的一个实施例的铣刨刀具磨损识别方法的流程图。

其中，图1至图15中附图标记与部件之间的对应关系如下：

1铣刨机，11铣刨机车体，111机架，12铣刨鼓，121铣刨刀具，13连接架，14操作设备，2铣刨刀具监测系统，21影像采集装置，211底座，212摄像头，213导向结构，214驱动机构，22控制器，23提示装置，231显示设备，232语音设备，233蜂鸣器，24存储器，25照明装置，3待识别路面，31异常路面。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图17描述本发明一些实施例的铣刨刀具监测系统、铣刨机和铣刨刀具磨损识别方法。

实施例一

本实施例中提供了一种铣刨刀具监测系统2，用于铣刨机1，铣刨机1具有表面设有多个铣刨刀具121的铣刨鼓12，用于铣削作业。如图1所示，铣刨刀具监测系统2包括影像采集装置21、控制器22和提示装置23。

如图2和图3所示，影像采集装置21用于采集完成铣削作业的待识别路面3的影像信息，连接于铣刨机1上。由于铣刨机1行驶过程中，已完成铣削作业的待识别路面3在铣刨鼓12的后方，因而影像采集装置21可设于铣刨机1的底部或尾部，以便于进行影像采集。

控制器22与影像采集装置21电连接，控制器22可接收到影像采集装置21所采集的影像信息，并对影像信息中的影像特征进行分析，识别影像信息中待识别路面3的刀痕信息，进而识别铣刨机1的铣刨刀具121的磨损状态。其中，影像特征包括但不限于颜色、灰度、轮廓线。

提示装置23设于铣刨机1上，并与控制器22电连接，以根据控制器22识别的铣刨刀具121的磨损状态输出提示信息，从而使操作人员能够及时获知铣刨刀具121的磨损状态，以便于及时对发生严重磨损的铣刨刀具121进行更换，防止因铣刨刀具121的严重磨损而影响铣刨机1的正常作业质量和效率。其中，严重磨损指铣刨刀具121发生损坏或磨损程度超出正常使用规定的限度。提示信息包括但不限于可视化的提示信息、声音信息或语音信息。

需要说明的是，影像采集装置21包括但不限于照相机或摄像机，影像信息可以是图片或视频。其中，影像采集装置21可以设于铣刨机1的机架111上或铣刨鼓12的连接架13上。此外，电连接的形式可以是有线连接或无线连接。

实施例二

本实施例中提供了一种铣刨刀具监测系统2，用于铣刨机1，其中铣刨机1具有表面设有多个铣刨刀具121的铣刨鼓12，用于铣削作业。铣刨刀具监测系统2包括影像采集装置21、控制器22、存储器24和提示装置23。

如图2和图3所示，影像采集装置21用于采集完成铣削作业的待识别路面3的影像信息，连接于铣刨机1上。由于铣刨机1行驶过程中，已完成铣削作业的待识别路面3在铣刨鼓12的后方，因而影像采集装置21可设于铣刨机1的底部或尾部，以便于进行影像采集。

如图4所示，控制器22与影像采集装置21电连接，控制器22可接收到影像采集装置21所采集的影像信息，并对影像信息中的影像特征进行分析，识别影像信息中待识别路面3的刀痕信息，通过发现待识别路面中的异常路面31，进而识别铣刨机1的铣刨刀具121的磨损状态。其中，影像特征包括但不限于颜色、灰度、轮廓线。存储器24与影像采集装置21电连接，以对待识别路面3的影像信息进行存储，并生成历史影像信息。控制器22与存储器24电连接，控制器22可调取存储器24中的历史影像信息，以在识别过程中，通过历史影像信息与影像采集装置21所采集的影像信息中的影像特征，确定影像信息中的待识别路面3是否由严重磨损的铣刨刀具121完成作业，进而确定铣刨刀具121的磨损状态。

具体地，控制器22对铣刨刀具的磨损状态识别过程可以有多种实现方法。例如，可以是边采集边识别，即控制器22对影像采集装置21所采集的影像信息进行实时识别，以确定铣刨刀具121的磨损状态；实现方式也可以是在影像采集装置21采集影像信息后，在存储器24中存储或转换后，延迟一段时间后通过控制器22进行分析识别；实现方式还可以是影像采集装置21先采集影像信息，并在存储器24中形成历史影像信息，控制器22通过对比历史影像信息和影像采集装置所采集的影像信息，识别铣刨刀具121的磨损状态。其中，存储器24可以设置于铣刨机1上，也可以是远程存储器；存储器24可以通过有线连接或无线连接的方式与控制器22实现电连接。

提示装置23设于铣刨机1上，并与控制器22电连接，以根据控制器22识别的铣刨刀具121的磨损状态输出提示信息，从而使操作人员能够及时获知铣刨刀具121的磨损状态，以便于及时对发生严重磨损的铣刨刀具121进行更换，防止因铣刨刀具121的严重磨损而影响铣刨机1的正常作业质量和效率。其中，严重磨损指铣刨刀具121发生损坏或磨损程度超出正常使用规定的限度。提示信息包括但不限于可视化的提示信息、声音信息或语音信息。

需要说明的是，影像采集装置21包括但不限于照相机或摄像机，影像信息可以是图片或视频。其中，影像采集装置21可以设于铣刨机1的机架111上或铣刨鼓12的连接架13上。

实施例三

本实施例中提供的铣刨刀具监测系统2，在实施例一的基础上做了进一步改进。

如图5所示，影像采集装置21包括底座211和摄像头212。底座211设于铣刨鼓12的后方，并连接于铣刨机1的机架111上，以使影像采集装置21靠近完成铣削作业的待识别路面3，可便于影像采集，同时可防止采集影像过程中受到其他部件的阻挡。摄像头212设于底座211上，并与底座211可转动连接，以使摄像头212可相对于底座211进行转动，从而改变摄像头212的朝向，扩大了摄像头212的覆盖范围。

实施例四

本实施例中提供的铣刨刀具监测系统2，在实施例三的基础上做了进一步改进。

如图6和图7所示，影像采集装置21还包括导向结构213和驱动机构214。导向结构213设于铣刨机1底部，底座211与导向结构213活动连接，并可沿导向结构213的延伸方向进行移动，从而带动摄像头212一同移动。具体地，导向结构213沿铣刨机1的宽度方向设置，使得摄像头212可沿铣刨机1的宽度方向进行移动，可实现从不同的视角对已完成铣削作业的待识别路面3进行影像采集，所采集的影像信息的对比性更强，有利于提高铣刨刀具121磨损状态的识别准确性和效率。

驱动机构214与底座211传动连接，用以向底座211提供驱动力，驱动底座211沿导向结构213的延伸方向进行移动。驱动机构214与控制器22电连接，以使驱动机构214根据控制器22的控制指令运行，进而驱动底座211沿导向结构213的延伸方向进行移动。

实施例五

本实施例中提供的铣刨刀具监测系统2，在实施例三的基础上做了进一步改进。

影像采集装置21的数量为多个，多个影像采集装置21分别设于铣刨机1上的不同位置，多个影像采集装置21可从不同的视角采集待识别路面3的影像信息，并进行拼接，以扩大影像采集范围。控制器22通过不同视角的影像信息对待识别路面3进行分析和识别，进而识别铣刨刀具121的磨损状态，识别过程的准确性和效率更高。

实施例六

本实施例中提供的铣刨刀具监测系统2，在实施例三的基础上做了进一步改进。

摄像头212与待识别路面3之间的距离大于距离阈值，一方面可以扩大摄像头212的视角，增大覆盖范围，以防止所采集的影像信息发生遗漏，特别是待采集路面两侧靠近边缘处，另一方面，可以降低摄像头212受到铣刨鼓12进行铣削作业所产生的飞溅物碰撞的可能性。其中，距离阈值可以为0.3m至1.0m，具体尺寸可根据铣刨机1的型号以及待识别路面3的宽度进行确定。

进一步地，如图8所示，影像采集装置21上还设有照明装置25，以在铣刨机1在光线昏暗的环境下或夜间施工过程中，对待识别路面3提供照明，使影像采集操作能够正常进行。

实施例七

本实施例中提供的铣刨刀具监测系统2，在实施例一的基础上做了进一步改进。

如图9所示，提示装置23包括显示设备231，设于铣刨机1的驾驶室内。控制器22与显示设备231电连接，以控制显示设备231的运行。控制器22根据铣刨刀具121的磨损状态，控制使显示设备231输出可视化的提示信息，例如图形、文字、指示灯，以对操作人员进行提醒，便于操作人员及时获知铣刨刀具121的磨损状态，并对发生严重磨损的铣刨刀具121进行及时更换，以提高铣刨机1的作业质量和效率。

实施例八

本实施例中提供的铣刨刀具监测系统2，在实施例一的基础上做了进一步改进。

如图10所示，提示装置23包括语音设备232。语音设备232设于铣刨机1内，具体地，设于铣刨机1的驾驶室内，用于输出语音提示信息。控制器22与语音设备232电连接，以控制语音设备232的运行。控制器22根据铣刨刀具121的磨损状态控制语音设备232输出语音提示信息，以便于操作人员通过语音提示信息获知铣刨刀具121的磨损状态，从而及时发现严重磨损的铣刨刀具121，并及时进行更换。

如图11所示，提示装置23还可以包括蜂鸣器233。控制器22与蜂鸣器233电连接，以根据铣刨刀具121的磨损状态控制蜂鸣器233发出声音提示信息，从而对操作人员进行警报提示，使操作人员及时获知铣刨刀具121的磨损状态，有利于及时发现严重磨损的铣刨刀具121。

本实施例中的语音提示信息和声音提示信息均可实现被动接收，即无需操作人员主动观测铣刨机1的仪表盘或操作其他设备，即可接收到语音提示信息，信息的传输效率更高。

实施例九

本实施例中提供了一种铣刨刀具监测系统2，用于铣刨机1，其中铣刨机1具有表面设有多个铣刨刀具121的铣刨鼓12，用于铣削作业。

铣刨刀具监测系统2包括影像采集装置21、控制器22、存储器24和提示装置23。

如图12所示，影像采集装置21用于采集完成铣削作业的待识别路面3的影像信息，连接于铣刨机1上。

具体地，如图13所示，影像采集装置21包括底座211、摄像头212、导向结构213、驱动机构214和照明装置25。导向结构213设于铣刨机1底部，导向结构213与铣刨机1的机架111相连接；底座211与导向结构213活动连接，并可沿导向结构213的延伸方向进行移动，从而带动摄像头212一同移动。其中，导向结构213位于铣刨鼓12的后方，且导向结构213沿铣刨机1的宽度方向设置，使得摄像头212可沿铣刨机1的宽度方向进行移动。摄像头212可转动地连接于底座211上，可改变摄像头212的朝向，扩大摄像头212的覆盖范围。驱动机构214与底座211传动连接，用以向底座211提供驱动力。驱动机构214与控制器22电连接，以使驱动机构214根据控制器22的控制指令运行，进而驱动底座211沿导向结构213的延伸方向进行移动。照明装置25连接于摄像头212上，用于对待识别路面3提供照明。其中，摄像头212与待识别路面3之间的距离大于距离阈值，距离阈值可以为0.3m至1.0m，具体尺寸可根据铣刨机1的型号以及待识别路面3的宽度进行确定。

如图14所示，控制器22与影像采集装置21电连接，控制器22可接收到影像采集装置21所采集的影像信息，并对影像信息中的影像特征进行分析，识别影像信息中待识别路面3的刀痕信息，通过发现待识别路面3中的异常路面31，进而识别铣刨机1的铣刨刀具121的磨损状态。其中，影像特征包括但不限于颜色、灰度、轮廓线。存储器24设于铣刨机1上，存储器24通过与影像采集装置21电连接，以对待识别路面3的影像信息进行存储，并生成历史影像信息。控制器22与存储器24电连接，控制器22可调取存储器24中的历史影像信息，以在识别过程中，通过历史影像信息与影像采集装置21所采集的影像信息中的影像特征，确定影像信息中的待识别路面3是否由严重磨损的铣刨刀具121完成作业，进而确定铣刨刀具121的磨损状态。

具体地，控制器22对铣刨刀具的磨损状态识别过程可以有多种实现方法。例如，可以是边采集边识别，即控制器22对影像采集装置21所采集的影像信息进行实时识别，以确定铣刨刀具121的磨损状态；实现方式也可以是在影像采集装置21采集影像信息后，在存储器24中存储或转换后，延迟一段时间后通过控制器22进行分析识别；实现方式还可以是影像采集装置21先采集影像信息，并在存储器24中形成历史影像信息，控制器22通过对比历史影像信息和影像采集装置所采集的影像信息，识别铣刨刀具121的磨损状态。

如图12所示，提示装置23设于铣刨机1上，并与控制器22电连接，以根据控制器22识别的铣刨刀具121的磨损状态输出提示信息，从而使操作人员能够及时获知铣刨刀具121的磨损状态，以便于及时对发生严重磨损的铣刨刀具121进行更换，防止因铣刨刀具121的严重磨损而影响铣刨机1的正常作业质量和效率。其中，严重磨损指铣刨刀具121发生损坏或磨损程度超出正常使用规定的限度。

具体地，提示装置23可以是显示设备231，设于铣刨机1的驾驶室内。控制器22与显示设备231电连接，以控制显示设备231的运行。控制器22根据铣刨刀具121的磨损状态，控制使显示设备231输出可视化的提示信息，例如图形、文字或指示灯，以对操作人员进行提醒。提示装置23还可以是语音设备232，语音设备232设于铣刨机1的驾驶室内，控制器22与语音设备232电连接，控制器22根据铣刨刀具121的磨损状态控制语音设备232输出语音提示信息。此外，提示装置23还可以是蜂鸣器233。控制器22与蜂鸣器233电连接，以根据铣刨刀具121的磨损状态控制蜂鸣器233发出声音提示信息，从而对操作人员进行警报提示，使操作人员及时获知铣刨刀具121的磨损状态，有利于及时发现严重磨损的铣刨刀具121。

需要说明的是，影像采集装置21包括但不限于照相机或摄像机，影像信息可以是图片或视频。此外，电连接的形式可以是有线连接或无线连接。

实施例十

本实施例中提供了一种铣刨机1，如图15所示，铣刨机1包括铣刨机车体11、铣刨鼓12和上述任一实施例中的铣刨刀具监测系统2。

铣刨机车体11可承载铣刨机1的各个作业系统，通过铣刨机车体11的行驶进行铣削作业。铣刨鼓12设于铣刨机车体11的底部，用于对路面进行铣削操作。具体地，铣刨鼓12的外表面设有多个铣刨刀具121，通过多个铣刨刀具121随铣刨鼓12进行转动，对路面进行铣削作业。铣刨刀具监测系统2中的影像采集装置21设于铣刨机车体11上，用以采集铣刨鼓12完成铣削作业的待识别路面3的影像信息。铣刨刀具监测系统2中的控制器22根据影像信息识别铣刨刀具121的磨损状态，并根据磨损状态控制提示装置23输出提示信息，以对操作人员进行提醒。

进一步地，铣刨机1还包括操作设备14，设于铣刨机1内，具体地，操作设备14可设于铣刨机1的驾驶室内。操作设备14与控制器22电连接，以便于操作人员通过操作设备向控制器22发送控制指令，以控制影像采集装置21的运行。

此外，本方案中的铣刨机1还应具有上述任一实施例中的铣刨刀具监测系统2的全部有益效果，在此不再赘述。

实施例十一

本实施例中提供了一种铣刨刀具磨损识别方法，用于上述任一实施例中的铣刨机。如图16所示，铣刨刀具磨损识别方法包括：

步骤S100：获取待识别路面的影像信息以及历史影像信息；

步骤S200：根据影像信息确定待识别路面的灰度值和宽度值，根据历史影像信息确定灰度阈值和宽度阈值；

步骤S300：根据灰度值、宽度值以及灰度阈值和宽度阈值，确定铣刨刀具是否达到使用极限，

其中，灰度阈值大于历史影像信息中异常路面的灰度区间的最大值，且小于历史影像信息中正常路面的灰度区间的最小值，宽度阈值为历史影像信息中异常路面的宽度区间的最小值。

本实施例中的铣刨刀具磨损识别方法，可确定铣刨刀具是否达到使用极限。通过步骤S100和步骤S200，根据待识别路面的影像信息确定待识别路面中的灰度值和宽度值，根据历史影像信息确定正常路面的灰度区间以及异常路面的灰度区间和宽度区间，进而确定灰度阈值和宽度阈值。通过步骤S300，根据灰度值、宽度值以及灰度阈值和宽度阈值，确定铣刨刀具是否达到使用极限，从而在铣刨刀具达到使用极限时，以使铣刨机的操作人员及时获知铣刨刀具的磨损状态，以便于及时对磨损程度达到使用极限的铣刨刀具进行更换，有利于提高铣刨机的施工质量和效率。其中，灰度阈值大于异常路面的灰度区间的最大值，且小于正常路面的灰度区间的最小值；宽度阈值为异常路面的宽度区间的最小值。异常路面指历史影像信息中由发生磨损的铣刨刀具铣削作业形成的路面。使用极限指超过正常使用规定的限度。

举例而言，在历史影像信息中，异常路面的灰度区间为a-b，正常路面的灰度区间为c-d，灰度阈值为m，其中，a＜b＜c＜d，则灰度阈值m的取值范围为b-c，即b＜m＜c。异常路面的宽度区间为e-f，宽度阈值为n，则宽度阈值n＝e。

本实施例中的铣刨刀具磨损识别方法，历史影像信息中正常路面的灰度区间以及异常路面的灰度区间和宽度区间会随着所采集的历史影像信息的数量的变化而发生变化，相应地，灰度阈值和宽度阈值能够根据以上变化自适应调整。随着历史影像信息数量的增加，灰度阈值和宽度阈值的取值将更加准确，对铣刨刀具磨损程度的识别准确性也将进一步提高，从而实现人工智能自我学习。

实施例十二

本实施例中提供一种铣刨刀具磨损识别方法，用于上述任一实施例中的铣刨机。如图17所示，铣刨刀具磨损识别方法包括：

步骤S100：获取待识别路面的影像信息以及历史影像信息；

步骤S200：根据影像信息确定待识别路面的灰度值和宽度值，根据历史影像信息确定灰度阈值和宽度阈值；

步骤S310：判断灰度值是否小于灰度阈值，生成第一判断结果；若第一判断结果为是，执行步骤S320，若第一判断结果为否，执行步骤S340；

步骤S320：判断宽度值是否大于或等于宽度阈值，生成第二判断结果；若第二判断结果为是，执行步骤S330，若第二判断结果为否，执行步骤S340；

步骤S330：确定铣刨刀具未达到使用极限；

步骤S340：确定铣刨刀具未达到使用极限。

本实施例中提供的铣刨刀具磨损识别方法，对实施例十一中的步骤S300做了进一步改进。通过判断待识别路面的影像信息中的灰度值与灰度阈值之间的大小关系，以通过灰度值对铣刨刀具的磨损状态进行初步识别。若灰度值小于灰度阈值，则进一步判断待识别路面的影像信息中的宽度值与宽度阈值之间的大小关系，若宽度值大于或等于宽度阈值，则表面铣刨刀具的磨损程度已达到使用极限，无法继续使用，需立即更换。

本实施例中的铣刨刀具磨损识别方法，通过灰度值和宽度值两个维度进行判断，进而确定铣刨刀具的磨损程度是否达到使用极限，准确性更高。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，可实现铣刨刀具的动态监测，且铣刨刀具的磨损状态识别结果不受铣刨刀具表面附着物的影响，准确性更高。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铣刨刀具监测系统(2)，用于具有铣刨鼓(12)的铣刨机(1)，所述铣刨鼓(12)上设有多个铣刨刀具(121)，其特征在于，所述铣刨刀具监测系统(2)包括：

影像采集装置(21)，设于所述铣刨机(1)上，用以采集所述铣刨鼓(12)完成铣削作业的待识别路面(3)的影像信息；

控制器(22)，与所述影像采集装置(21)电连接，所述控制器(22)根据所述影像信息识别所述铣刨刀具(121)的磨损状态；

提示装置(23)，设于所述铣刨机(1)上，所述提示装置(23)与所述控制器(22)电连接，以根据所述铣刨刀具(121)的磨损状态输出提示信息。

2.根据权利要求1所述的铣刨刀具监测系统(2)，其特征在于，还包括：

存储器(24)，所述存储器(24)与所述控制器(22)和所述影像采集装置(21)电连接，所述存储器(24)用于存储待识别路面(3)的影像信息，并生成历史影像信息，

其中，所述控制器(22)根据所述存储器(24)中的所述历史影像信息以及所述影像采集装置(21)采集的所述影像信息，识别所述铣刨刀具(121)的磨损状态。

3.根据权利要求1所述的铣刨刀具监测系统(2)，其特征在于，所述影像采集装置(21)包括：

底座(211)，所述底座(211)连接于所述铣刨机(1)上，并位于所述铣刨鼓(12)的后方；

摄像头(212)，可转动地连接于所述底座(211)上，用于采集所述铣刨鼓(12)后方的所述待识别路面(3)的影像信息。

4.根据权利要求3所述的铣刨刀具监测系统(2)，其特征在于，

所述影像采集装置(21)还包括：

导向结构(213)，设于所述铣刨机(1)的底部，所述导向结构(213)沿所述铣刨机(1)的宽度方向设置；

驱动机构(214)，与所述底座(211)传动连接，所述驱动机构(214)与所述控制器(22)电连接，

其中，所述底座(211)与所述导向结构(213)活动连接，所述驱动机构(214)根据所述控制器(22)的控制指令驱动所述底座(211)沿所述导向结构(213)的延伸方向移动；和/或

所述影像采集装置的数量为多个，且多个所述影像采集装置设于所述铣刨机上的不同位置。

5.根据权利要求3所述的铣刨刀具监测系统(2)，其特征在于，

所述摄像头(212)与所述待识别路面(3)之间的距离大于距离阈值；和/或

所述影像采集装置(21)还包括照明装置(25)，所述照明装置(25)设于所述摄像头(212)上，用以对所述待识别路面(3)提供照明。

6.根据权利要求1所述的铣刨刀具监测系统(2)，其特征在于，所述提示装置(23)包括：

显示设备(231)，设于所述铣刨机(1)内，所述显示设备(231)与所述控制器(22)电连接，以根据所述铣刨刀具(121)的磨损状态输出可视化的提示信息；和/或

语音设备(232)，设于所述铣刨机(1)内，所述语音设备(232)与所述控制器(22)电连接，以根据所述铣刨刀具(121)的磨损状态输出语音提示信息；和/或

蜂鸣器(233)，设于所述铣刨机(1)内，所述蜂鸣器(233)与所述控制器(22)电连接，以根据所述铣刨刀具(121)的磨损状态输出声音提示信息。

7.一种铣刨机(1)，其特征在于，包括：

铣刨机车体(11)；

铣刨鼓(12)，设于所述铣刨机车体(11)的底部，所述铣刨鼓(12)的外表面设有多个铣刨刀具(121)；

如权利要求1至6中任一项所述的铣刨刀具监测系统(2)，所述铣刨刀具磨损监测系统中的影像采集装置(21)设于所述铣刨机车体(11)上，以采集所述铣刨鼓(12)完成铣削作业的待识别路面(3)的影像信息，所述铣刨刀具监测系统(2)中的控制器(22)根据所述影像信息识别所述铣刨刀具(121)的磨损状态，并根据所述磨损状态控制提示装置(23)输出提示信息。

8.根据权利要求7所述的铣刨机(1)，其特征在于，还包括：

操作设备(14)，设于所述铣刨机车体(11)内，所述操作设备(14)与所述控制器(22)电连接，用于向所述控制器(22)发送控制指令，以控制所述影像采集装置(21)运行。

9.一种铣刨刀具磨损识别方法，用于权利要求8所述的铣刨机，其特征在于，包括：

步骤S100：获取待识别路面的影像信息以及历史影像信息；

步骤S200：根据所述影像信息确定所述待识别路面的灰度值和宽度值，根据所述历史影像信息确定灰度阈值和宽度阈值；

步骤S300：根据所述灰度值、所述宽度值以及所述灰度阈值和所述宽度阈值，确定铣刨刀具是否达到使用极限，

其中，所述灰度阈值大于所述历史影像信息中异常路面的灰度区间的最大值，且小于所述历史影像信息中正常路面的灰度区间的最小值，所述宽度阈值为所述历史影像信息中异常路面的宽度区间的最小值。

10.根据权利要求9所述的铣刨刀具磨损识别方法，其特征在于，所述步骤S300：根据所述灰度值、所述宽度值以及所述灰度阈值和所述宽度阈值，确定铣刨刀具是否达到使用极限，具体包括：

步骤S310：判断所述灰度值是否小于所述灰度阈值，生成第一判断结果；

若所述第一判断结果为是，执行步骤S320：判断所述宽度值是否大于或等于所述宽度阈值，生成第二判断结果；

若所述第一判断结果为否，执行步骤S340：确定所述铣刨刀具未达到使用极限；

若所述第二判断结果为是，执行步骤S330：确定所述铣刨刀具达到使用极限；

若所述第二判断结构为否，执行步骤S340：确定所述铣刨刀具未达到使用极限。

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