[發明專利]一種平流層飛艇閥門作動狀態檢測方法

有效

• 申請號: 202110281229.7
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113158795B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 吳曉龍;張永棟;葉虎;姚璇;耿寶剛;盧都;王紫薇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63660部隊
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06T7/60;G06T7/73;G01M13/003
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王智紅

1.一種平流層飛艇閥門作動狀態檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、統計不同類型閥門的數量

將傾角式開合閥門的數量記為m，推拉式開合閥門的數量記為n，分別記錄兩種類型閥門單次開合時間t，單位：秒；

S2、記錄視頻采集攝像機（ 7） 的相關參數即最大拍攝廣角范圍和成像像素，并將最大拍攝廣角范圍記為β；

S3、將相同類型的閥門統一布設

將相同類型的閥門以視頻采集攝像機為圓心，布設于半徑為R的圓弧上，各閥門與圓心的連線夾角均為α，則各參數之間的關系如下式所示：

α＝β/m傾角式開合閥門

α＝β/n推拉式開合閥門

S4、功能考核測試階段

S41、視頻采集攝像機采用連續錄制方式，調節攝像機焦距以及水平旋轉伺服電機的參數，使水平旋轉伺服電機的單次旋轉角度α的情況下，所有閥門均單獨進入攝像機拍攝范圍；

S42、設置水平伺服旋轉電機單次停留時間為t1，t1＝t+5；

S43、測試開始后，測試人員通過閥門作動控制計算機依次控制閥門的開合，視頻影像處理計算機同步開啟閥門作動狀態偵測功能，當檢測到畫面內的閥門出現開合動作時，實時轉化為二維圖像，依據閥門的具體類型開展作動狀態判斷；

S431、若為傾角式開合閥門，作動狀態判斷方法根據視頻采集攝像機拍攝到的實時畫面，由視頻影像處理計算機轉化為傾角式開合閥門二維圖像，開展計算工作，具體如下：

視頻采集攝像機與傾角式開合閥門位于同一水平面上，當閥門打開的過程中，圓形的閥門蓋在傾角式開合閥門二維圖像中始終為一長軸固定的橢圓，通過識別圖像中的像素點，可求得圖像中橢圓長軸d₁與短軸c之間的比例關系為：

f＝d₁/c

d₁為傾角式開合閥門二維圖像中閥門蓋投影橢圓的短半軸長度；

c為傾角式開合閥門二維圖像中閥門蓋投影橢圓的長半軸長度；

通過計算，可求得閥門蓋相對于閥門座的實際開合角度

λ＝arcsin(2f)

根據λ值可判斷閥門6開合狀態：

若λ值介于0°和90°之間，則根據λ值，能夠精確判斷閥門6故障時的開合程度；

S432、若為推拉式開合閥門，作動狀態判斷方法根據視頻采集攝像機拍攝到的實時畫面，由視頻影像處理計算機轉化為推拉式開合閥門二維圖像，開展計算工作，具體如下：

視頻采集攝像機與推拉式開合閥門位于同一水平面上，將閥門理論打開最大距離記為L₀，當閥門打開的過程中，圓形的閥門蓋在推拉式開合閥門二維圖像中始終為一定長的矩形，通過識別圖像中的像素點，可求得圖像中閥門蓋離開閥門座的距離L₁與閥門座直徑e的比例關系為

f＝L₁/e

其中：L₁為推拉式開合閥門二維圖像中閥門蓋離開閥門座的距離；

e為推拉式開合閥門二維圖像中閥門座投影的長度；

r為推拉式開合閥門閥門蓋的半徑；

通過數學換算，求得閥門蓋的實際推開距離

L＝2rf

根據L值可判斷閥門6開合狀態：

若L值介于0和L₀之間，則根據L值，能夠精確判斷閥門6故障時的開合程度；

S44、一個閥門開合作動狀態測試完成后，測試人員控制水平旋轉伺服電機帶動視頻采集攝像機旋轉α度，繼續下一個閥門的開合作動狀態測試，依次類推，直至全部閥門測試完成；

S5、長時工作可靠性測試階段

S51、視頻采集攝像機采用1秒1幀的錄制方式，調節攝像機焦距，使所有閥門均進入攝像機拍攝范圍；

S52、視頻影像處理計算機自動識別圖像內的閥門，并標記數字一一對應；

S53、測試開始后，閥門作動控制計算機依據測試人員預先設置的測試指令控制閥門的開合，視頻影像處理計算機同步開啟閥門作動狀態偵測功能，當檢測到畫面內的某個閥門出現開合動作時，自動存儲當時圖像并標記時間，并在相應的閥門編號下累加計數；

S54、長時工作可靠性測試階段結束時，將視頻影像處理計算機記錄下的各個閥門的開合次數與閥門作動計算機相應閥門發出的開合命令次數做對比，數量相同時，表明此閥門長時工作可靠性高，數量不同時，表明此閥門長時工作存在安全隱患，需要排查可能潛在的故障隱患。