[發明專利]一種斷路器開關特性在線測試方法及系統

有效

• 申請號: 202310604887.4
• 申請日: 2023-05-26
• 公開（公告）號: CN116338449B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 艾廣寧;李瑞;王領旗;王海濤;張廣躍;王彥明;張正聲;張玉平;周啟斌;劉建華;宋博;崔超;白麗釗;李浩;郭云雷;郭迎冬;賀杰;高鑫;張濤;賈晨光;石云峰;李寶江;李鵬;彭世杰;方月雷
• 申請（專利權）人: 中鐵電氣化局集團有限公司;中國鐵路北京局集團有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G01R31/327;G06T7/246;G06T7/13
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種斷路器開關特性在線測試方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1、斷路器動作時線圈電流觸發高速相機工作；

步驟2、采用高速相機采集斷路器的開閘圖像數據和分閘圖像數據，形成高速圖像序列?，其中，i為測試次數下標，和分別表示第a次測試的開閘圖像數據和分閘圖像數據；

步驟3、主控臺接收所述高速圖像序列并進行圖像預處理；包括：

步驟31、圖像的二值化處理；將輸入的圖像的RGB三通道圖像轉化為單通道圖像；滿足：

；

；

其中，和分別表示第a次測試時的開閘圖像數據中位置參數為x和y的像素點在二值化前的像素值和第a次測試時的開閘圖像數據中位置參數為x和y的像素點在二值化后的像素值，和分別表示第a次測試時的分閘圖像數據中位置參數為x和y的像素點在二值化前的像素值和第a次測試時的分閘圖像數據中位置參數為x和y的像素點在二值化后的像素值；A為預設的像素截斷閾值；

步驟32、圖像的去噪聲處理；采用高斯平滑濾波器對單通道圖像進行卷積降噪，獲得去噪圖像；

步驟33、圖像邊緣檢測；計算得到去噪圖像的灰度圖并排除假邊緣；包括：

步驟331、將使用高斯平滑濾波器進行卷積降噪的去噪圖像輸入，并利用鄰域一階偏導數的有限差分計算去噪圖像的梯度方向和梯度幅值；

步驟332、進行非極大值抑制，遍歷去噪圖像，如果某個像素的灰度值不大于與其梯度方向上前后兩個像素的灰度值，則該像素值置零，排除假邊緣；

步驟333、最后使用圖像累計直方圖計算滯后閾值需要的高閾值和低閾值；

步驟34、保留處于高閾值和低閾值的區域進行圖像特征提取；

步驟4、針對排除假邊緣后的圖像進行標定匹配區域并進行圖像匹配；

步驟5、對圖像匹配后的圖像進行目標物識別跟蹤；

步驟6、獲得目標坐標、運動速度數據，對目標坐標和運動速度數據進行計算分析最終獲得機械特性參數，

其中，在所述步驟4中針對處理后的圖像進行圖像匹配的具體方法如下：

步驟41、取排除假邊緣后的圖像中的高速圖像序列中的第K幀圖像，對其和對待識別的目標物做圖像分層分解，得到降分辨率的分層結構；

步驟42、基于所述降分辨率的分層結構，從頂層最低分辨率圖像開始搜索對應層目標，找到該層的目標中心坐標，再映射到下一層高分辨率圖像上；

步驟43、上層圖像由下層圖像穿透進行布爾求差運算，并經高斯濾波后做隔行隔列降采樣，并得到新目標中心坐標；

步驟44、在以新目標中心坐標為中心建立的映射區域內重新搜索該層目標，找到該層修正后的精確目標中心坐標；

步驟45、依次循環步驟41至步驟45直至得到底部原始圖層的目標中心坐標，此即為所要求的準確目標坐標，完成圖像匹配。

2.根據權利要求1所述的一種斷路器開關特性在線測試方法，其特征在于，在所述步驟41中把待識別的目標物以及預存的模板圖像均做分層分解，得到對應的一系列分辨率遞減的圖層，在尋找目標時，從最低分辨率的分層頂層中搜索，搜索到該層的目標后將其映射到下一層，再在下一層小范圍的映射區域中搜索目標，依次進行最終得到底部圖層的目標坐標。

3.根據權利要求2所述的一種斷路器開關特性在線測試方法，其特征在于，所述分層分解是將圖像序列中的第K幀原始圖像取出，將該圖像作為第K幀圖像的分層底部圖層,第K幀圖像的分層第S層記為，構造由底部圖層到第S層記的降分辨率圖像分層，且步驟43中上層圖像由下層圖像經高斯濾波后做隔行隔列降采樣得到新目標中心坐標具體為：

；

其中，表示具有低通特性的窗口函數；i和j分別為行序號和列序號；v和w分別為行間隔數和列間隔數。