[發明專利]一種基于機器視覺的繼電器接點齊度非接觸式測量方法

有效

• 申請號: 202010545565.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111624203B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 李文華;解衛東;潘如政;趙正元
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G06V10/141;G06V10/30;G06V10/44;G06V10/74
• 代理公司: 天津展譽專利代理有限公司 12221
• 代理人: 劉紅春

本發明公開了一種基于機器視覺的繼電器接點齊度非接觸式測量方法，包括：利用計算機機器視覺的圖像處理技術，對使用高速攝像機等圖像采集設備拍攝獲得的繼電器多對接點運動過程的序列圖像進行處理，以非接觸的方式測量獲得繼電器接點齊度參數。首先將圖像進行歸一化處理，獲得圖像像素與實際長度之間的換算關系，然后通過對系列圖像進行相關前置處理以建立繼電器目標接點的模板，最后運用相似度匹配的方法，迭代計算得到圖像中與目標模板的最相似區域，獲得繼電器多對目標接點的坐標位置變化情況，對比分析多對接點的動作情況可得各組接點同時接觸的坐標誤差，經過歸一化處理即為繼電器的接點齊度。本發明提供的基于機器視覺的非接觸式測量方法可相對準確地測量獲得繼電器接點齊度，且精度和效率較高。

技術領域

本發明屬于繼電器檢測技術領域，具體地說是一種基于機器視覺的繼電器接點齊度非接觸式測量方法。

背景技術

繼電器在電路中起著自動控制、繼電保護、轉換電路等作用，通常具有電氣可靠性高、隔離性能好、結構簡單、經濟性良好等優點，因此被廣泛地應用于自動控制系統、電力繼電保護系統、鐵路系統、航空航天系統等，是我國工業體系中一個非常重要的電工設備元件。

在繼電器制造企業中，為了保證產品的合格率，對繼電器進行專業性能檢測是十分重要的工作步驟。繼電器的各類參數是評價一臺繼電器合格與否的標準。目前，繼電器的性能參數大致分為兩大類：機械參數和電氣參數。常見的機械參數主要包括接點齊度、接點掃程、絕對間隙、接點壓力等。接點齊度是繼電器的一個重要機械參數，當同一繼電器的所有接點同時應用于電路中，由于生產過程中工藝上的誤差使多對接點很難做到同時接觸，故稱各組接點同時接觸的誤差為接點齊度，其數值越小，繼電器多對接點動作同步性越好。目前，針對繼電器接點齊度的測量方法通常是采用人工手動接觸式測量，測量人員將繼電器固定在專用底座上，通過手動微調繼電器并觀察專用底座的通斷指示燈，利用百分表等量具進行反復地接觸式測量并記錄。由于接觸式測量中量具與被測繼電器機械結構直接發生接觸，對繼電器本身產生不可逆的影響，而且人工手動接觸式測量精度較低、操作復雜、效率較低且受測量人員主觀影響較大，使測量結果精度不能得到保證，此方法難以滿足高效、高精度、自動化的現代工業要求。

計算機機器視覺技術是采用例如高速攝像機等圖像采集設備及數字圖像處理技術協同作業對圖像進行邊緣檢測、特征識別、模板匹配和參數測量的圖像處理技術與方法。因其具有處理速度快、測量精度高、性價比合理、不存在主觀因素影響和可實現非接觸式測量等優點，越來越多地被應用于繼電器檢測技術領域中。

發明內容

本發明擬解決的技術問題是，利用計算機機器視覺和圖像處理技術提供一種基于機器視覺的繼電器接點齊度非接觸式測量方法，用以解決現有接觸式測量方法所存在的不足。

本發明所述繼電器接點齊度的非接觸式測量方法，它包括下述步驟：

1、使用時間繼電器定時地控制被測繼電器電源的通斷，合理選擇繼電器動作周期，使被測繼電器的每對接點都可靠地動作，使用平行光源照明被測繼電器的多對接點以提高圖像亮度，調整高速攝像機等圖像采集設備的參數使被測繼電器多對接點成像清晰，開啟高速攝像機等圖像采集設備進行實時拍攝，獲的一次完整的吸合過程和釋放過程的序列圖像，用于作為圖像處理的樣本。

2、由于上述采集獲得的序列圖像樣本是以數字圖像的形式存儲于計算機中，單幀圖像的存儲形式是以像素為元素的多維矩陣，圖像中的單個點的像素值對應矩陣中的一個元素，其從暗到亮的變化對應像素值變化范圍為0至255。因此在實際長度和像素之間需要進行歸一化處理，得到數字圖像像素與實際長度之間的換算關系。

3、在使用計算機數字圖像處理技術對高速拍攝獲得的序列圖像樣本進行圖像處理之前，為方便處理和減少計算量，排除樣本的某些噪聲干擾，需對圖像進行前置處理操作。