[发明专利]一种基于机器视觉的继电器接点齐度非接触式测量方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的继电器接点齐度非接触式测量方法，包括：利用计算机机器视觉的图像处理技术，对使用高速摄像机等图像采集设备拍摄获得的继电器多对接点运动过程的序列图像进行处理，以非接触的方式测量获得继电器接点齐度参数。首先将图像进行归一化处理，获得图像像素与实际长度之间的换算关系，然后通过对系列图像进行相关前置处理以建立继电器目标接点的模板，最后运用相似度匹配的方法，迭代计算得到图像中与目标模板的最相似区域，获得继电器多对目标接点的坐标位置变化情况，对比分析多对接点的动作情况可得各组接点同时接触的坐标误差，经过归一化处理即为继电器的接点齐度。本发明提供的基于机器视觉的非接触式测量方法可相对准确地测量获得继电器接点齐度，且精度和效率较高。

技术领域

本发明属于继电器检测技术领域，具体地说是一种基于机器视觉的继电器接点齐度非接触式测量方法。

背景技术

继电器在电路中起着自动控制、继电保护、转换电路等作用，通常具有电气可靠性高、隔离性能好、结构简单、经济性良好等优点，因此被广泛地应用于自动控制系统、电力继电保护系统、铁路系统、航空航天系统等，是我国工业体系中一个非常重要的电工设备元件。

在继电器制造企业中，为了保证产品的合格率，对继电器进行专业性能检测是十分重要的工作步骤。继电器的各类参数是评价一台继电器合格与否的标准。目前，继电器的性能参数大致分为两大类：机械参数和电气参数。常见的机械参数主要包括接点齐度、接点扫程、绝对间隙、接点压力等。接点齐度是继电器的一个重要机械参数，当同一继电器的所有接点同时应用于电路中，由于生产过程中工艺上的误差使多对接点很难做到同时接触，故称各组接点同时接触的误差为接点齐度，其数值越小，继电器多对接点动作同步性越好。目前，针对继电器接点齐度的测量方法通常是采用人工手动接触式测量，测量人员将继电器固定在专用底座上，通过手动微调继电器并观察专用底座的通断指示灯，利用百分表等量具进行反复地接触式测量并记录。由于接触式测量中量具与被测继电器机械结构直接发生接触，对继电器本身产生不可逆的影响，而且人工手动接触式测量精度较低、操作复杂、效率较低且受测量人员主观影响较大，使测量结果精度不能得到保证，此方法难以满足高效、高精度、自动化的现代工业要求。

计算机机器视觉技术是采用例如高速摄像机等图像采集设备及数字图像处理技术协同作业对图像进行边缘检测、特征识别、模板匹配和参数测量的图像处理技术与方法。因其具有处理速度快、测量精度高、性价比合理、不存在主观因素影响和可实现非接触式测量等优点，越来越多地被应用于继电器检测技术领域中。

发明内容

本发明拟解决的技术问题是，利用计算机机器视觉和图像处理技术提供一种基于机器视觉的继电器接点齐度非接触式测量方法，用以解决现有接触式测量方法所存在的不足。

本发明所述继电器接点齐度的非接触式测量方法，它包括下述步骤：

1、使用时间继电器定时地控制被测继电器电源的通断，合理选择继电器动作周期，使被测继电器的每对接点都可靠地动作，使用平行光源照明被测继电器的多对接点以提高图像亮度，调整高速摄像机等图像采集设备的参数使被测继电器多对接点成像清晰，开启高速摄像机等图像采集设备进行实时拍摄，获的一次完整的吸合过程和释放过程的序列图像，用于作为图像处理的样本。

2、由于上述采集获得的序列图像样本是以数字图像的形式存储于计算机中，单帧图像的存储形式是以像素为元素的多维矩阵，图像中的单个点的像素值对应矩阵中的一个元素，其从暗到亮的变化对应像素值变化范围为0至255。因此在实际长度和像素之间需要进行归一化处理，得到数字图像像素与实际长度之间的换算关系。

3、在使用计算机数字图像处理技术对高速拍摄获得的序列图像样本进行图像处理之前，为方便处理和减少计算量，排除样本的某些噪声干扰，需对图像进行前置处理操作。