[发明专利]一种联合图像和振动信号的断路器储能弹簧性能检测方法

权利要求书

1.一种联合图像和振动信号的断路器储能弹簧性能检测方法，其特征在于，所述方法包括：

在断路器待检弹簧上安装断路器储能弹簧性能检测的装置，并基于所述断路器分合闸的过程中，通过所述装置采集弹簧释能过程的图像序列及弹簧冲击产生的振动信号；

对所述弹簧释能过程的图像序列进行预处理，得到预处理后的图像序列，对所述弹簧冲击产生的振动信号进行滤波处理，得到预处理后的振动信号；

基于所述预处理后的图像序列和所述预处理后的振动信号，确定储能弹簧性能评估的有效时间域；

对所述有效时间域内的所有弹簧匝数进行计算并编号，得到弹簧目标和初始识别域；

基于所述初始识别域识别所述弹簧目标，并调整识别域，得到储能弹簧的所有弹簧匝数在所述预处理后的图像序列中的位置；

基于所述储能弹簧的所有弹簧匝数在所述预处理后的图像序列中的位置，得到变化曲线图；

基于所述变化曲线图得到所述有效时间域内的所有弹簧匝数的坐标数据，并结合所述预处理后的振动信号，代入断路器储能弹簧性能评估函数；

通过所述断路器储能弹簧性能评估函数的结果，对弹簧的性能进行评估；

所述对所述有效时间域内的所有弹簧匝数进行计算并编号，得到弹簧目标和初始识别域包括：

基于截线边缘检测的算法，通过计算得到弹簧匝数m，并对所述每匝弹簧进行编号，得到m₁个弹簧目标和m₂个初始识别域；

所述基于截线边缘检测的算法，通过计算得到弹簧匝数m，并对所述每匝弹簧进行编号，得到m₁个弹簧目标和m₂个初始识别域包括：

提取首帧图像，通过储能弹簧整体作为目标，基于NCC算法全域搜索出弹簧区域；

将弹簧轴线方向设置一根贯穿弹簧的直线，沿所述直线上的像素值绘制曲线；其中，所述直线经过每匝弹簧时会同时出现上升沿和下降沿；

基于所述直线经过每匝弹簧，依次从上往下对所述每匝弹簧进行编号，得到编号后的弹簧；

基于所述编号后的弹簧，得到m₁个弹簧目标和m₂个初始识别域。

2.根据权利要求1所述的联合图像和振动信号的断路器储能弹簧性能检测方法，其特征在于，所述断路器储能弹簧性能检测的装置包括：主机、光源、高速相机、相机支架和振动传感器；所述高速相机的镜头径向对准所述断路器待检弹簧，使得弹簧位于图像正中央。

3.根据权利要求1所述的联合图像和振动信号的断路器储能弹簧性能检测方法，其特征在于，所述基于所述预处理后的图像序列和所述预处理后的振动信号，确定储能弹簧性能评估的有效时间域包括：

基于帧间逐点差分的算法确定储能弹簧性能评估的有效时间域；

基于所述储能弹簧性能评估的有效时间域得到储能弹簧运动开始后的n帧图像序列；

基于所述储能弹簧运动开始后的n帧图像序列记录开始帧时刻t₀，以及n帧图像序列结束时刻t₁，所述储能弹簧性能评估的有效时间域为t₀～t₁。

4.根据权利要求3所述的联合图像和振动信号的断路器储能弹簧性能检测方法，其特征在于，所述基于帧间逐点差分的算法确定储能弹簧性能评估的有效时间域包括：

统计相邻两帧对应点像素差值大于第一预设值的数量q，并设定图像总像素点个数的第二预设值为阈值；

若所述数量q超过所述阈值，则得到该帧为弹簧释能的开始帧。

5.根据权利要求4所述的联合图像和振动信号的断路器储能弹簧性能检测方法，其特征在于，所述确定储能弹簧性能评估的有效时间域还包括：

通过所述弹簧释能的开始帧的帧号除以相机帧率确定时间t₀，并设弹簧释能开始后的第n帧图像释能结束，得到弹簧释能的结束帧；

最后一帧通过所述弹簧释能的结束帧的帧号除以相机帧率确定时间t₁；

基于所述时间t₀和时间t₁，得到所述储能弹簧性能评估的有效时间域为t₀～t₁。