一种盾构机滚刀刀具磨损实时监测方法和系统

技术领域

本发明涉及盾构机滚刀刀具质量监测技术领域，尤其涉及一种盾构机滚刀刀具磨损实时监测方法和系统。

背景技术

在相关技术中，可通过激光测量或几何测量等方式，确定盾构机滚刀刀具的磨损量，但在测量过程中，通常仅测量刀片的宽度方向的磨损量，对于厚度方向的磨损量通常难以测量。并且，基于测量到的磨损量数据，需要通过人工分析来确定盾构机滚刀刀具的磨损，难以通过实测的数据来自动进行处理，人工分析较为依赖人员经验，具有一定的主观性，容易出现误判。

公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种盾构机滚刀刀具磨损实时监测方法和系统，能够解决人工判断盾构机滚刀刀具的磨损状况时，由于人工经验差异，容易造成对磨损状况的误判的技术问题，由于误判造成磨损过于严重的滚刀刀具在继续使用过程中易导致盾构机损坏的技术问题，以及由于误判造成磨损程度较轻的滚刀刀具过早被替换，造成经济损失的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供一种盾构机滚刀刀具磨损实时监测方法,包括：

在盾构机滚刀刀具一侧设置激光器阵列，并在盾构机滚刀刀具另一侧设置接收器阵列，其中，所述激光器阵列的包括一列激光器，所述一列激光器的排列方向与所述盾构机滚刀刀具的径向半径方向平行，且所述激光器阵列中第一个激光器与最后一个激光器之间的距离等于盾构机滚刀刀具的刀片宽度，且第一个激光器与所述盾构机滚刀刀具的转轴的距离等于盾构机滚刀刀具的半径，每个激光器用于发射预设频率的激光，所述接收器阵列包括一列接收器，所述一列接收器中包括多个接收器，分别用于接收每个激光器发射的所述预设频率的激光，激光器阵列的支架和接收器阵列的支架分别安装在盾构机滚刀刀具的支座上，且位于盾构机壳体内部；

在正对盾构机滚刀刀具的位置设置摄像头和照明设备，所述摄像头和照明设备的支架安装在盾构机滚刀刀具的支座上，且位于盾构机壳体内部；

使所述盾构机滚刀刀具开始转动，并开启激光器阵列、接收器阵列、摄像头和照明设备；

每转动预设角度，获取所述接收器阵列中多个接收器接收到的与转动角度对应的激光的光强信息，并获取所述摄像头拍摄的与所述转动角度对应的盾构机滚刀刀具的厚度图像；

在所述盾构机滚刀刀具转动一周后，根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的多个接收器的光强信息，确定盾构机滚刀刀具的宽度方向磨损状况评分；

根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的所述厚度图像，确定盾构机滚刀刀具的厚度方向磨损状况评分；

根据所述宽度方向磨损状况评分和所述厚度方向磨损状况评分，获得盾构机滚刀刀具的磨损状况评分；

在所述磨损状况评分高于预设评分阈值的情况下，生成更换提示信息。

根据本发明的第二方面，提供一种盾构机滚刀刀具磨损实时监测系统，包括：

第一设置模块，用于在盾构机滚刀刀具一侧设置激光器阵列，并在盾构机滚刀刀具另一侧设置接收器阵列，其中，所述激光器阵列的包括一列激光器，所述一列激光器的排列方向与所述盾构机滚刀刀具的径向半径方向平行，且所述激光器阵列中第一个激光器与最后一个激光器之间的距离等于盾构机滚刀刀具的刀片宽度，且第一个激光器与所述盾构机滚刀刀具的转轴的距离等于盾构机滚刀刀具的半径，每个激光器用于发射预设频率的激光，所述接收器阵列包括一列接收器，所述一列接收器中包括多个接收器，分别用于接收每个激光器发射的所述预设频率的激光，激光器阵列的支架和接收器阵列的支架分别安装在盾构机滚刀刀具的支座上，且位于盾构机壳体内部；

第二设置模块，用于在正对盾构机滚刀刀具的位置设置摄像头和照明设备，所述摄像头和照明设备的支架安装在盾构机滚刀刀具的支座上，且位于盾构机壳体内部；

开启模块，用于使所述盾构机滚刀刀具开始转动，并开启激光器阵列、接收器阵列、摄像头和照明设备；

获取模块，用于每转动预设角度，获取所述接收器阵列中多个接收器接收到的与转动角度对应的激光的光强信息，并获取所述摄像头拍摄的与所述转动角度对应的盾构机滚刀刀具的厚度图像；

宽度方向磨损状况评分模块，用于在所述盾构机滚刀刀具转动一周后，根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的多个接收器的光强信息，确定盾构机滚刀刀具的宽度方向磨损状况评分；

厚度方向磨损状况评分模块，用于根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的所述厚度图像，确定盾构机滚刀刀具的厚度方向磨损状况评分；

盾构机滚刀刀具的磨损状况评分模块，用于根据所述宽度方向磨损状况评分和所述厚度方向磨损状况评分，获得盾构机滚刀刀具的磨损状况评分；

提示模块，用于在所述磨损状况评分高于预设评分阈值的情况下，生成更换提示信息。

技术效果，根据本发明，可通过激光测量的方式获得盾构机滚刀刀具的宽度方向的磨损数据，并通过图像测量的方式获得盾构机滚刀刀具的厚度方向的磨损数据，提升磨损数据的全面性，为盾构机滚刀刀具的磨损状况的判断提供更充足的数据依据。并且，可基于光强信息、厚度图像等实测数据自动进行分析，获得盾构机滚刀刀具的磨损状况评分，不依赖人员经验，提升磨损状况判断的准确性和客观性。在确定宽度磨损严重程度评分时，可基于检测到激光的光强信息的接收器的数量，来确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损严重程度，提升宽度方向磨损严重程度评分的准确性，并可通过磨损最严重的位置的磨损程度作为宽度磨损严重程度评分，以代表需要更换盾构机滚刀刀具的需求程度，提升宽度磨损严重程度评分的客观性。在确定宽度磨损均匀程度评分时，可通过能够接收到激光的接收器的理论总数量与实际总数量之间的差距来确定盾构机滚刀刀具的宽度方向上的磨损是否均匀，从而确定宽度磨损均匀程度评分，在判断磨损是否均匀时，不依赖人员经验，提升宽度磨损均匀程度评分的准确性和客观性。在确定厚度磨损严重程度评分时，可基于盾构机滚刀刀具的边缘内外的对比度高的特点，通过测试直线上像素点的像素值的梯度，来确定盾构机滚刀刀具的边缘的位置，进而确定盾构机滚刀刀具在磨损后的厚度，提升了厚度求解的准确性。并且，可磨损最严重的位置的磨损程度来求解厚度磨损严重程度评分，以代表需要更换盾构机滚刀刀具的需求程度，提升厚度磨损严重程度评分的客观性。在确定厚度磨损均匀程度评分时，可利用盾构机滚刀刀具的刀片的磨损后的厚度的最大值和最小值之间的相对差距作为厚度磨损均匀程度评分，用以评价厚度方向磨损的均匀性，不依赖人员经验，提升厚度磨损均匀程度评分的准确性和客观性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将更清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例，

图1示例性地示出根据本发明实施例的盾构机滚刀刀具磨损实时监测方法的流程示意图；

图2示例性地示出根据本发明实施例的激光器阵列的示意图；

图3示例性地示出根据本发明实施例的摄像头的视野的示意图；

图4示例性地示出根据本发明实施例的盾构机滚刀刀具磨损实时监测系统的框图；

附图说明：1、激光器阵列；2、激光器；3、激光器阵列的支架；4、支座；5、盾构机滚刀刀具的刀片；6、摄像头的视野。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1示例性地示出根据本发明实施例的盾构机滚刀刀具磨损实时监测方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤S101，在盾构机滚刀刀具一侧设置激光器阵列1，并在盾构机滚刀刀具另一侧设置接收器阵列，其中，所述激光器阵列1的包括一列激光器2，所述一列激光器2的排列方向与所述盾构机滚刀刀具的径向半径方向平行，且所述激光器阵列1中第一个激光器2与最后一个激光器2之间的距离等于盾构机滚刀刀具的刀片宽度，且第一个激光器2与所述盾构机滚刀刀具的转轴的距离等于盾构机滚刀刀具的半径，每个激光器2用于发射预设频率的激光，所述接收器阵列包括一列接收器，所述一列接收器中包括多个接收器，分别用于接收每个激光器2发射的所述预设频率的激光，激光器阵列的支架3和接收器阵列的支架分别安装在盾构机滚刀刀具的支座4上，且位于盾构机壳体内部；

步骤S102，在正对盾构机滚刀刀具的位置设置摄像头和照明设备，所述摄像头和照明设备的支架安装在盾构机滚刀刀具的支座4上，且位于盾构机壳体内部；

步骤S103，使所述盾构机滚刀刀具开始转动，并开启激光器阵列1、接收器阵列、摄像头和照明设备；

步骤S104，每转动预设角度，获取所述接收器阵列中多个接收器接收到的与转动角度对应的激光的光强信息，并获取所述摄像头拍摄的与所述转动角度对应的盾构机滚刀刀具的厚度图像；

步骤S105，在所述盾构机滚刀刀具转动一周后，根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的多个接收器的光强信息，确定盾构机滚刀刀具的宽度方向磨损状况评分；

步骤S106，根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的所述厚度图像，确定盾构机滚刀刀具的厚度方向磨损状况评分；

步骤S107，根据所述宽度方向磨损状况评分和所述厚度方向磨损状况评分，获得盾构机滚刀刀具的磨损状况评分；

步骤S108，在所述磨损状况评分高于预设评分阈值的情况下，生成更换提示信息。

根据本发明的实施例的盾构机滚刀刀具磨损实时监测方法，可通过激光测量的方式获得盾构机滚刀刀具的宽度方向的磨损数据，并通过图像测量的方式获得盾构机滚刀刀具的厚度方向的磨损数据，提升磨损数据的全面性，为盾构机滚刀刀具的磨损状况的判断提供更充足的数据依据。并且，可基于光强信息、厚度图像等实测数据自动进行分析，获得盾构机滚刀刀具的磨损状况评分，不依赖人员经验，提升磨损状况判断的准确性和客观性。

根据本发明的一个实施例，盾构机滚到刀具的材料质地坚硬，适合盾构机的挖掘工作，但长期使用也会出现磨损，刀具的磨损可能是均匀的磨损，例如，在挖掘过程中的正常磨损，也可能是不均匀的磨损，例如，出现崩刀等现象，可通过激光器阵列1和接收器阵列来测量盾构机滚刀刀具的宽度方向磨损数据，并通过摄像头来获得盾构机滚刀刀具的厚度方向的磨损数据，从而对两个方向的磨损数据进行分析，来确定盾构机滚刀刀具的总体的磨损状况。

根据本发明的一个实施例，在步骤S101中，可在盾构机滚刀刀具一侧设置激光器阵列1，并在盾构机滚刀刀具另一侧设置接收器阵列。

图2示例性地示出根据本发明实施例的激光器阵列的示意图，在图2中，激光器阵列的支架3和接收器阵列的支架可设置在盾构机滚刀刀具的支座4上，且位于盾构机壳体内部，避免对盾构机滚刀刀具的工作造成干扰。半径较大的圆弧与半径较小的圆弧之间的区域，为盾构机滚刀刀具的刀片5，半径较大的圆弧以内的整体区域，为盾构机滚刀刀具。所述激光器阵列1包括一列激光器2，所述一列激光器2的排列方向与所述盾构机滚刀刀具的径向半径方向平行，且所述激光器阵列1中第一个激光器2与最后一个激光器2之间的距离等于盾构机滚刀刀具的刀片宽度，且第一个激光器2与所述盾构机滚刀刀具的转轴的距离等于盾构机滚刀刀具的半径，每个激光器2用于发射预设频率的激光。在盾构机滚刀刀具另一侧设置接收器阵列，接收器阵列中的每个接收器与激光器阵列1中的激光器2一一对应，用于接收每个激光器2发射的所述预设频率的激光。如果盾构机滚刀刀具的刀片5发生磨损，则刀片的宽度减小，不会阻挡激光器2发出的激光，使得激光被接收器接收，在宽度方向上磨损越严重，则未被阻挡的激光器2数量越多，接收到激光的接收器的数量也越多。

根据本发明的一个实施例，在步骤S102中，在正对盾构机滚刀刀具的位置设置摄像头和照明设备。例如，可将摄像头和照明设备的支架设置在盾构机滚刀刀具的支座4上，使得摄像头和照明设备正对盾构机滚刀刀具，并且，摄像头和照明设备位于盾构机壳体内部，避免对盾构机滚刀刀具的工作造成干扰。

图3示例性地示出根据本发明实施例的摄像头的视野的示意图。在图3中，摄像头正对盾构机滚刀刀具的刀片5，盾构机滚刀刀具的刀片5具有一定厚度，在盾构机的掘进过程中，盾构机滚刀刀具的刀片5可能会发生磨损，使得其厚度变薄，在盾构机滚刀刀具转动过程中，盾构机滚刀刀具的刀片5的正面的各个角度可依次进入摄像头的视野6，并被摄像头拍摄到，从而可确定盾构机滚刀刀具的刀片5是否变薄，从而确定盾构机滚刀刀具的刀片5的厚度方向的磨损情况。照明设备也可正对盾构机滚刀刀具的刀片5，从而使刀片区域的亮度较高，其他区域的亮度较低，从而使刀片区域和其他区域形成明显的对比，进而便于从图像中检测到刀片区域，以基于刀片区域的尺寸来确定刀片的厚度。

根据本发明的一个实施例，在步骤S103中，可开始检测盾构机滚刀刀具的磨损状况，即，开启激光器阵列1、接收器阵列、摄像头和照明设备，并使盾构机滚刀刀具开始转动。

根据本发明的一个实施例，在步骤S104中，每转动预设角度，获取所述接收器阵列中多个接收器接收到的与转动角度对应的激光的光强信息，并获取所述摄像头拍摄的与所述转动角度对应的盾构机滚刀刀具的厚度图像。所述预设角度可设置为较小的角度，例如，5°、10°等，从而获得更多转动角度对应的光强信息和厚度图像，从而确定盾构机滚刀刀具的磨损状况。其中，光强信息可用于确定盾构机滚刀刀具的宽度方向的磨损状况，厚度图像可用于确定盾构机滚刀刀具的厚度方向的磨损状况。

根据本发明的一个实施例，在步骤S105中，在盾构机滚刀刀具转动一周后，可获得多个转动角度的光强信息，基于光强信息可确定盾构机滚刀刀具的宽度方向磨损状况评分。

根据本发明的一个实施例，步骤S105包括：根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的多个接收器的光强信息，确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损严重程度评分；对所述各个转动角度对应的多个接收器的光强信息与所述转动角度进行拟合，确定磨损关系函数；根据所述磨损关系函数、所述转动角度和所述光强信息，确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损均匀程度评分；根据所述宽度磨损严重程度评分和所述宽度磨损均匀程度评分，获得盾构机滚刀刀具的宽度方向磨损状况评分。

根据本发明的一个实施例，如上所述，如果刀片发生磨损，则刀片的宽度减小，不会阻挡激光器2发出的激光，使得激光被接收器接收，在宽度方向上磨损越严重，则未被阻挡的激光器2数量越多，接收到激光的接收器的数量也越多，因此，可基于检测到激光的光强信息的接收器的数量，来确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损严重程度。根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的多个接收器的光强信息，确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损严重程度评分，包括：根据公式（一）确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损严重程度评分

（一）

其中，

根据本发明的一个实施例，在公式（一）中，

通过这种方式，可基于检测到激光的光强信息的接收器的数量，来确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损严重程度，提升宽度方向磨损严重程度评分的准确性，并可通过磨损最严重的位置的磨损程度作为宽度磨损严重程度评分，以代表需要更换盾构机滚刀刀具的需求程度，提升宽度磨损严重程度评分的客观性。

根据本发明的一个实施例，还可进一步确定盾构机滚刀刀具在宽度方向上磨损的均匀程度，从而确定是否出现崩刀等状况。可对各个转动角度对应的光强信息大于或等于预设光强阈值的接收器的数量，与转动角度进行拟合，获得磨损关系函数，并根据所述磨损关系函数、所述转动角度和所述光强信息，确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损均匀程度评分。该步骤包括：根据公式（二）确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损均匀程度评分

（二）

其中，

根据本发明的一个实施例，磨损关系函数即为能够接收到激光的接收器的数量与转动角度的关系函数，因此，磨损关系函数的导函数为激光的接收器的数量的变化率与转动角度的关系函数，因此，在公式（二）中，

通过这种方式，可通过能够接收到激光的接收器的理论总数量与实际总数量之间的差距来确定盾构机滚刀刀具的宽度方向上的磨损是否均匀，从而确定宽度磨损均匀程度评分，在判断磨损是否均匀时，不依赖人员经验，提升宽度磨损均匀程度评分的准确性和客观性。

根据本发明的一个实施例，在获得宽度磨损严重程度评分和宽度磨损均匀程度评分后，可将二者相乘，获得盾构机滚刀刀具的宽度方向磨损状况评分。通过宽度方向磨损状况评分，可对盾构机滚刀刀具的刀片5在宽度方向上的磨损状况进行整体评价。

根据本发明的一个实施例，在步骤S106中，可基于厚度图像对盾构机滚刀刀具的刀片5在厚度方向上的磨损状况进行检测和评价。步骤S106可包括：获取所述厚度图像的图像中心；过所述图像中心，设置水平方向的测试直线；在所述测试直线上设置向左方向的第一方向向量，和向右方向的第二方向向量；根据所述测试直线上的像素点的像素值、所述第一方向向量和所述第二方向向量，确定盾构机滚刀刀具的厚度磨损严重程度评分；根据多个转动角度、测试直线上的像素点的像素值、所述第一方向向量和所述第二方向向量，确定盾构机滚刀刀具的厚度磨损均匀程度评分；根据所述厚度磨损严重程度评分和所述厚度磨损均匀程度评分，获得盾构机滚刀刀具的厚度方向磨损状况评分。

根据本发明的一个实施例，在盾构机滚刀刀具的厚度方向被磨损之前，盾构机滚刀刀具的厚度方向的中线与摄像头的视野6的中线重合，因此，厚度图像的图像中心位于盾构机滚刀刀具的厚度方向的中线上。被磨损后，如果厚度方向上两侧的磨损不均匀，则图像中心到盾构机滚刀刀具的厚度方向的两个边缘的距离可能不相等，因此，可分别求解图像中心到盾构机滚刀刀具的厚度方向的两个边缘的距离，将两个距离相加后可得到盾构机滚刀刀具的磨损后的厚度。

根据本发明的一个实施例，过图像中心，设置水平方向的测试直线，测试直线分别与盾构机滚刀刀具的厚度方向的两个边缘有交点，因此，可求解两个交点的位置，并分别求解两个交点与图像中心的距离，并将两个交点与图像中心的距离相加，即可获得所述磨损后的厚度。进而基于磨损后的厚度与磨损前的厚度，确定磨损的状况。

根据本发明的一个实施例，根据所述测试直线上的像素点的像素值、所述第一方向向量和所述第二方向向量，确定盾构机滚刀刀具的厚度磨损严重程度评分，包括：根据公式（三）获得与第i个转动角度对应的厚度图像中，图像中心左侧的盾构机滚刀刀具的边缘与图像中心之间的第一距离

（三）

其中，

根据公式（四）获得与第i个转动角度对应的厚度图像中，图像中心右侧的盾构机滚刀刀具的边缘与图像中心之间的第二距离

（四）

其中，

根据公式（五）确定盾构机滚刀刀具的厚度磨损严重程度评分

（五）

其中，

根据本发明的一个实施例，如上所述，由于照明设备正对盾构机滚刀刀具的刀片5，使刀片区域的亮度较高，其他区域的亮度较低，从而使刀片区域（即，盾构机滚刀刀具的边缘之内）和其他区域（即，盾构机滚刀刀具的边缘之外）形成明显的对比。在公式（三）中，按照第一方向向量的方向，测试直线上的像素点的像素值的梯度在刀片区域内不会发生大幅变化，在刀片区域外也不会发生大幅变化，而由于上述明显的对比，测试直线上的像素点的像素值的梯度仅在刀片区域内外的交界处（即，盾构机滚刀刀具的厚度方向的左侧的边缘）的梯度会发生大幅变化，因此，可设置条件函数

根据本发明的一个实施例，在公式（五）中，

通过这种方式，可基于盾构机滚刀刀具的边缘内外的对比度高的特点，通过测试直线上像素点的像素值的梯度，来确定盾构机滚刀刀具的边缘的位置，进而确定盾构机滚刀刀具在磨损后的厚度，提升了厚度求解的准确性。并且，可磨损最严重的位置的磨损程度来求解厚度磨损严重程度评分，以代表需要更换盾构机滚刀刀具的需求程度，提升厚度磨损严重程度评分的客观性。

根据本发明的一个实施例，根据多个转动角度、测试直线上的像素点的像素值、所述第一方向向量和所述第二方向向量，确定盾构机滚刀刀具的厚度磨损均匀程度评分，包括：根据公式（六）确定盾构机滚刀刀具的厚度磨损均匀程度评分

（六）

其中，max为取最大值函数。

根据本发明的一个实施例，在公式（六）中，分子部分为盾构机滚刀刀具的刀片5的磨损后的厚度的最大值和最小值之间的差距，该差距与磨损前的厚度之比即为磨损后的厚度的最大值和最小值之间的相对差距，该相对差距可作为盾构机滚刀刀具的厚度磨损均匀程度评分，用以评价厚度方向的磨损均匀程度，厚度磨损均匀程度评分越高，则厚度的最大值和最小值之间的相对差距越大，厚度磨损均匀程度越低，反之，厚度磨损均匀程度评分越低，则厚度的最大值和最小值之间的相对差距越小，厚度磨损均匀程度越高。

通过这种方式，可利用盾构机滚刀刀具的刀片的磨损后的厚度的最大值和最小值之间的相对差距作为厚度磨损均匀程度评分，用以评价厚度方向磨损的均匀性，不依赖人员经验，提升厚度磨损均匀程度评分的准确性和客观性。

根据本发明的一个实施例，在获得厚度磨损严重程度评分和厚度磨损均匀程度评分后，可将二者相乘，获得盾构机滚刀刀具的厚度方向磨损状况评分。通过厚度方向磨损状况评分，可对盾构机滚刀刀具的刀片5在厚度方向上的磨损状况进行整体评价。

根据本发明的一个实施例，在步骤S107中，可基于宽度方向磨损状况评分和厚度方向磨损状况评分，获得盾构机滚刀刀具的磨损状况评分，用以评价盾构机滚刀刀具的整体磨损状况。步骤S107包括：将所述宽度方向磨损状况评分和所述厚度方向磨损状况评分相乘，获得所述盾构机滚刀刀具的磨损状况评分。

根据本发明的一个实施例，在步骤S108中，如果磨损状况评分高于预设评分阈值，则表示盾构机滚刀刀具的整体磨损状况较为严重，需进行更换，因此，可生成更换提示信息，从而提示工作人员更换盾构机滚刀刀具。

根据本发明的实施例的盾构机滚刀刀具磨损实时监测方法，可通过激光测量的方式获得盾构机滚刀刀具的宽度方向的磨损数据，并通过图像测量的方式获得盾构机滚刀刀具的厚度方向的磨损数据，提升磨损数据的全面性，为盾构机滚刀刀具的磨损状况的判断提供更充足的数据依据。并且，可基于光强信息、厚度图像等实测数据自动进行分析，获得盾构机滚刀刀具的磨损状况评分，不依赖人员经验，提升磨损状况判断的准确性和客观性。在确定宽度磨损严重程度评分时，可基于检测到激光的光强信息的接收器的数量，来确定盾构机滚刀刀具的宽度磨损严重程度，提升宽度方向磨损严重程度评分的准确性，并可通过磨损最严重的位置的磨损程度作为宽度磨损严重程度评分，以代表需要更换盾构机滚刀刀具的需求程度，提升宽度磨损严重程度评分的客观性。在确定宽度磨损均匀程度评分时，可通过能够接收到激光的接收器的理论总数量与实际总数量之间的差距来确定盾构机滚刀刀具的宽度方向上的磨损是否均匀，从而确定宽度磨损均匀程度评分，在判断磨损是否均匀时，不依赖人员经验，提升宽度磨损均匀程度评分的准确性和客观性。在确定厚度磨损严重程度评分时，可基于盾构机滚刀刀具的边缘内外的对比度高的特点，通过测试直线上像素点的像素值的梯度，来确定盾构机滚刀刀具的边缘的位置，进而确定盾构机滚刀刀具在磨损后的厚度，提升了厚度求解的准确性。并且，可磨损最严重的位置的磨损程度来求解厚度磨损严重程度评分，以代表需要更换盾构机滚刀刀具的需求程度，提升厚度磨损严重程度评分的客观性。在确定厚度磨损均匀程度评分时，可利用盾构机滚刀刀具的刀片的磨损后的厚度的最大值和最小值之间的相对差距作为厚度磨损均匀程度评分，用以评价厚度方向磨损的均匀性，不依赖人员经验，提升厚度磨损均匀程度评分的准确性和客观性。

图4示例性地示出根据本发明实施例的盾构机滚刀刀具磨损实时监测系统的框图，所述系统包括：

第一设置模块，用于在盾构机滚刀刀具一侧设置激光器阵列1，并在盾构机滚刀刀具另一侧设置接收器阵列，其中，所述激光器阵列1的包括一列激光器2，所述一列激光器2的排列方向与所述盾构机滚刀刀具的径向半径方向平行，且所述激光器阵列1中第一个激光器2与最后一个激光器2之间的距离等于盾构机滚刀刀具的刀片宽度，且第一个激光器2与所述盾构机滚刀刀具的转轴的距离等于盾构机滚刀刀具的半径，每个激光器2用于发射预设频率的激光，所述接收器阵列包括一列接收器，所述一列接收器中包括多个接收器，分别用于接收每个激光器2发射的所述预设频率的激光，激光器阵列的支架3和接收器阵列的支架分别安装在盾构机滚刀刀具的支座4上，且位于盾构机壳体内部；

第二设置模块，用于在正对盾构机滚刀刀具的位置设置摄像头和照明设备，所述摄像头和照明设备的支架安装在盾构机滚刀刀具的支座4上，且位于盾构机壳体内部；

开启模块，用于使所述盾构机滚刀刀具开始转动，并开启激光器阵列1、接收器阵列、摄像头和照明设备；

获取模块，用于每转动预设角度，获取所述接收器阵列中多个接收器接收到的与转动角度对应的激光的光强信息，并获取所述摄像头拍摄的与所述转动角度对应的盾构机滚刀刀具的厚度图像；

宽度方向磨损状况评分模块，用于在所述盾构机滚刀刀具转动一周后，根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的多个接收器的光强信息，确定盾构机滚刀刀具的宽度方向磨损状况评分；

厚度方向磨损状况评分模块，用于根据多个转动角度，以及与各个转动角度对应的所述厚度图像，确定盾构机滚刀刀具的厚度方向磨损状况评分；

盾构机滚刀刀具的磨损状况评分模块，用于根据所述宽度方向磨损状况评分和所述厚度方向磨损状况评分，获得盾构机滚刀刀具的磨损状况评分；

提示模块，用于在所述磨损状况评分高于预设评分阈值的情况下，生成更换提示信息。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。