[发明专利]一种基于NCC-P-S优化算法的断路器机械特性现场带电测试方法

权利要求书

1.一种基于归一化互相关图像金字塔扇形匹配(NCC-P-S)优化算法的断路器机械特性现场带电测试方法，其特征在于，包括步骤：

(1)安装断路器机械特性参数带电测试专用装置，调节装置参数，捕捉断路器操动高速图像序列，并启动测试和计算分析过程；

(2)在高速图像系列中先确定运动开始帧，选取该帧图像中断路器主轴拐臂上面的一个特征点作为目标A；

(3)识别开始帧图像中目标A的中心坐标，由该坐标确定扇形感兴趣区域(ROI)，记为Z₁；准备识别后续第k帧(k＝2，3，4，5，……)中Z_k-1区域内目标A的中心坐标，并将依据该坐标重新调整扇形ROI，得到用于识别第k+1帧目标A中心坐标的限定区域Z_k；

(4)对第k帧的Z_k-1区域内图像G_k做金字塔分解，通过金字塔跳跃搜索法找到图像G_k中的目标中心坐标；对图像序列中每帧都进行以上操作，从而得到目标A的坐标变化情况，连接每帧目标中心坐标即可得到动触头的运动轨迹；

(5)如(2)相同的方法，选取断路器主轴拐臂上的另一个特定目标B，重复步骤(3)-(4)得到目标B的运动轨迹，以A、B两个目标，采用多目标联动圆心定位法修正圆心位置，解决振动引起的圆心位置微小偏移问题；

(6)使用修正后的圆心坐标计算目标A、B运动旋转角，采用多目标联动加权判别法计算主轴旋转角；

(7)最终得到目标运动轨迹、运动速度、主轴旋转角，通过主轴与动触头的关联关系计算出断路器的机械特性参数。

2.根据权利要求1所述的基于NCC-P-S优化算法的断路器机械特性现场带电测试方法，其特征在于，包括断路器机械特性参数带电测试专用装置：包括主机、光源、高速相机、传输模块、电流检测触发模块和输出控制模块；高速相机的摆放正对于断路器侧面，镜头垂直于传动主轴观测平面，帧率调节在2000帧/秒以上。

3.根据权利要求1所述的基于NCC-P-S优化算法的断路器机械特性现场带电测试方法，其特征在于，目标的选取为断路器主轴或拐臂上具有明显几何特征或轮廓特征或灰度特征的部分。

4.根据权利要求1所述的基于NCC-P-S优化算法的断路器机械特性现场带电测试方法，其特征在于，包括扇形ROI及其动态调整方法：以前一帧图像的目标中心坐标为参考限定下一帧图像的识别区域，并根据中心坐标不同和动触头(拐臂)运动方向进行动态调整，从而减小了图像的搜索面积、提高匹配速度和精度的ROI确定方法。

5.根据权利要求1所述的基于NCC-P-S优化算法的断路器机械特性现场带电测试方法，其特征在于，包括金字塔跳跃搜索法：对模板及图像分别做图像金字塔分解，在图像金字塔中使用跳跃式映射的方法确定待识别的图层位置，有选择性的对图层中目标进行搜索，每一次跳跃层数的决定公式为：m＝INT[k₁(s-p)+k₂c]；从顶层依次进行跳跃式搜索，直至搜索到底部图层的目标中心坐标(准确的目标位置)，在金字塔图层间跳跃式映射搜索可大大减少匹配时间，具有匹配速度快的优点。

6.根据权利要求1所述的基于NCC-P-S优化算法的断路器机械特性现场带电测试方法，其特征在于，包括多目标联动圆心定位法修正振动引起的圆心偏移：对于高速图像序列中的相邻两帧图像，连接目标A在两帧图像中的坐标点并做中垂线，得到L_A；连接目标B在两帧图像中的坐标点并做中垂线，得到L_B，L_A与L_B交点O即为该帧修正后的圆心坐标。