[發明專利]一種具有實驗線路智能檢測的電工實驗裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 202210617504.2
• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN114913748B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 董海波;廖紅梅;盧卓;周圍;李文君;羅浩;孫偉虎;李素英
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18;G01R31/55;G06K17/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 張舉

1.一種具有實驗線路智能檢測的電工實驗裝置的檢測方法，其特征在于，所述裝置包括：

電工實驗臺，包括多個模塊；每個模塊均設有二維碼標簽和若干接線節點；

多根導線，分別用于連接兩個任意所述接線節點；每根所述導線的兩個插接端子頂部均采用相同的色環和數字標記組合；

數字攝像機，用于拍攝接線后的電工實驗臺的實驗電路全景圖像；

圖像處理計算機，用于：

對實驗電路全景圖像進行分割，逐一提取各分割圖像的二維碼標簽的特征點，根據特征點識別二維碼，通過二維碼獲取對應模塊的數據信息；

對各模塊各節點的接線端子位置進行分割和圖像識別，判斷各端子是否有插接導線，并通過色環和數字識別導線，建立實驗節點連接矩陣；及

將實驗節點連接矩陣與預設目標矩陣對比，判斷實驗接線的正確與否；

所述方法包括以下步驟：

根據實驗項目，選擇所述電工實驗臺對應的實驗功能模塊；

通過導線完成實驗功能模塊對應的實驗項目的實驗接線；

通過數字攝像機拍攝完成實驗接線的實驗電路全景圖像，將實驗電路全景圖像傳輸給圖像處理計算機保存；

通過圖像處理計算機對獲取的實驗電路全景圖像進行分割獲取各模塊分割圖像，對各分割圖像進行降噪、圖像增強預處理，逐一提取各分割圖像的二維碼標簽的特征點；

根據特征點識別二維碼，通過二維碼獲取對應模塊的數據信息；

對各模塊各節點的接線端子位置進行分割和圖像識別，判斷各端子是否有插接導線，并通過色環和數字識別導線，建立實驗節點連接矩陣；

將實驗節點連接矩陣與預設目標矩陣對比，判斷實驗接線的正確與否；

還包括：

對二維碼進行識別獲取該模塊信息，調取該模塊數據信息，獲得該模塊的電路節點數及各節點的端子數；實驗電路的全部節點數為m個，各節點的端子數表示為：X1、X2、X3、...、Xn，將各節點的端子表示為數組A1、A2、A3、...、Am，各數組如下：

A1(A₁₁，A₁₂，...，A_1X1)，

A2(A₂₁，A₂₂，...，A_2X2)，

...，

Am(A_m1，A_m2，...，A_mXn)；

根據二維碼獲取的各模塊數據信息，通過圖像處理計算機對各模塊的各節點的接線端子位置進行分割和圖像識別，依次判斷各端子是否有插接導線，無插接導線則其節點數組的對應元素值置“0”，有插接導線的端子，識別插接導線頂端的色環和數字，獲取該導線編號，將該節點數組的對應元素值置為導線編號，完成對全部節點數組的元素賦值；

建立實驗節點連接矩陣為：

對全部節點的各元素值進行比較，若節點Ai數組與節點Aj數組有元素值相等且不為0，則令d_id_j＝d_jd_i＝1，其余項置“0”；

將實驗節點連接矩陣與正確連接線形成的預設目標矩陣進行對比，若兩個矩陣存在元素值不同，則將對應項列出，得到錯誤接線兩個節點名稱，提示接線錯誤；若兩個矩陣元素值完全相同，則實驗接線正確。

2.根據權利要求1所述的具有實驗線路智能檢測的電工實驗裝置的檢測方法，其特征在于，所述電工實驗臺為豎向設置的操作屏，所述電工實驗臺包括電源模塊區、實驗功能模塊區和測量顯示模塊區。

3.根據權利要求2所述的具有實驗線路智能檢測的電工實驗裝置的檢測方法，其特征在于，所述電源模塊區位于左側，包括AC220/380V交流電源模塊、可調交流電源模塊、直流電源模塊和信號源模塊。