基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法

1.本发明涉及继电器技术领域，尤其涉及一种基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法。


背景技术：

2.电器的时间参数是反映其工作特性及可靠性的一项重要指标，精确地进行时间参数测量计算，不仅有助于分析继电器失效的机理，还可为其性能分析和寿命预测提供重要数据支持。触动时间是一项反映其可靠性的重要参数，它是指从给励磁回路线圈上电起至继电器的动触点开始动作的时间。
3.继电器的触动快慢影响着整个系统的安全运行，例如，公用同一个动触点的常闭、常开分别断开一个电路、接通另一个电路的时,常常出现一个电路还没来得及完全断开另一个电路已经闭合的情况，如果上述两个电路同时闭合时,电路会出现严重短路事故。因此，触动时间是否达到标准，其测量的准确性就非常重要。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，解决了对继电器的触动时间分析时的准确率较低的技术问题。
5.本发明提供了一种基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，包括：对目标继电器进行通电测试，同时，采集所述目标继电器在通电测试过程中的触点图像，得到触点图像集合；对所述触点图像集合进行预处理，得到处理图像集合；对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，得到所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息；基于所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。
6.在本发明中，所述对所述触点图像集合进行预处理，得到处理图像集合步骤，包括：对所述触点图像集合进行灰度化处理，得到灰度图像集合；对所述灰度图像集合进行图像滤波处理，得到滤波图像集合；对所述滤波图像集合进行二值化处理，得到处理图像集合。在本发明中，所述对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，得到所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息步骤，包括：对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，确定每一处理图像的矩形框位置信息；
7.通过每一处理图像的矩形框位置信息对所述处理图像集合进行触点位置分析，确定所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息。
8.在本发明中，所述对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，确定每一处理图像的矩形框位置信息步骤，包括：对所述处理图像集合中每一处理图像进行触点区域分析，确定每一处理图像的候选触点区域；分别对每一处理图像的候选触点区域进行直线检测，确定每一处理图像的候选触点区域的多条直线；通过每一处理图像的候选触点区
域的多条直线对所述处理图像集合进行矩形框位置分析，确定每一处理图像的矩形框位置信息。
9.在本发明中，所述通过每一处理图像的矩形框位置信息对所述处理图像集合进行触点位置分析，确定所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息步骤，包括：分别对每一处理图像的矩形框位置信息进行中心点位置参数分析，确定位置参数集合；通过所述位置参数集合对所述处理图像集合进行触点位置分析，确定所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息。
10.在本发明中，所述基于所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间步骤，包括：基于所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息进行位置偏移分析，确定位置偏移分析结果；通过所述位置偏移分析结果进行目标图像匹配，确定目标图像集合；通过所述目标图像集合对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。
11.在本发明中，所述通过所述目标图像集合对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间步骤，包括：对所述目标图像集合进行时序特征分析，确定时序特征集合；通过所述时序特征集合对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。
12.本发明中，对目标继电器进行通电测试，同时，采集所述目标继电器在通电测试过程中的触点图像，得到触点图像集合；对所述触点图像集合进行预处理，得到处理图像集合；对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，得到所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息；基于所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。本发明中，基于目标点特征捕捉及跟踪技术的图像处理技术来间接实现对触动时间的测量，其应用能够实现对整个运动过程中的动触点准确跟踪，通过对跟踪得到的参数的处理最终得到触动时间的数值，过程更加直观明了，消除了人为主观性的影响，进一步提升对继电器触动时间分析时的准确率。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本发明实施例中基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法的流程图。
15.图2为本发明实施例中对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别的流程图。
具体实施方式
16.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
18.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
19.为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，图1是本发明实施例的基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法的流程图，如图1所示，该流程图包括以下步骤：s101、对目标继电器进行通电测试，同时，采集目标继电器在通电测试过程中的触点图像，得到触点图像集合；具体的，调整高速摄像机镜头，使镜头轴心与目标继电器正面保持在同一水平线上，并保证目标继电器整体展示在整个页面中心位置，避免角度引起的像素值误差，将目标继电器安装固定在继电器底座上，底座除了起到供电的作用外，还有固定的作用，防止拍摄时目标继电器不稳，造成图像目标识别不准的情况，影响最后的结果,适当调整光照强度及曝光度，使继电器正面图像成像达到最理想状态，环形光源使光线分布均匀，便于突出动触点边缘和高度的变化，突出原本难以看到的部分，进而，对目标继电器进行通电测试，同时，采集目标继电器在通电测试过程中的触点图像，得到触点图像集合。
20.同时，在本发明实施例中，采用自行设计的基于单片机的同步发生器输出激励信号1和激励信号，激励信号1为高低电平电信号，与24v电源和固态继电器组成通路，起到开关的作用，用于继电器线圈动作的供电信号的发生，设定激励信号1的高电平的时间为1.5s，低电平为1.5s，整个过程为3s，需要说明的是，激励信号2为高频率的时钟信号，用于工业高速相机图像采集的外触发，进而实现图像采集和继电器线圈供电的同步触发，使拍摄的时间起点相同，得到完整的运动序列图像，避免了人为拍摄所引起的时间误差，进而，设定激励信号2（时钟脉冲）输出时间为3秒，频率为2200hz/s,使拍摄装置的拍摄频率为2200张/秒，对继电器正面整个运动过程的图像进行拍摄并保存。s102、对触点图像集合进行预处理，得到处理图像集合；
21.具体的，预处理包括图像分割处理、图像灰度化处理、图像滤波处理、图像二值、膨胀和腐蚀操作，在本发明实施例中，服务器对触点图像结合进行预处理，得到处理图像集合。s103、对处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，得到处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息；
22.具体的，采用矩形特征识别的方法，采用内置的直线检测函数，确定多条直线，确定所得直线及其延长线的交点，取出四个交点判断是否为矩形，设定阈值剔除不满足要求的矩形，当动触点运动时，动触点的中心点位置参数就会变化，进而通过判断位置变化得到动触点开始的运动时刻t2。
23.s104、基于处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息对目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。
24.在本发明实施例中，通过编程获取脉冲输出的初始时刻t1以及动触点开始运动的时刻t2，t2与t1的时间差即为继电器的触动时间。
25.通过执行上述步骤，对目标继电器进行通电测试，同时，采集目标继电器在通电测试过程中的触点图像，得到触点图像集合；对触点图像集合进行预处理，得到处理图像集合；对处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，得到处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息；基于处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息对目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。本发明中，基于目标点特征捕捉及跟踪技术的图像处理技术来间接实现对触动时间的测量，其应用能够实现对整个运动过程中的动触点准确跟踪，通过对跟踪得到的参数的处理最终得到触动时间的数值，过程更加直观明了，消除了人为主观性的影响，进一步提升对继电器触动时间分析时的准确率。
26.在一具体实施例中，执行步骤s102的过程可以具体包括如下步骤：（1）对触点图像集合进行灰度化处理，得到灰度图像集合；（2）对灰度图像集合进行图像滤波处理，得到滤波图像集合；（3）对滤波图像集合进行二值化处理，得到处理图像集合。
27.具体的，将触点图像集合转换为灰度图像集合，可以使用常见的算法如平均值法、加权平均值法、最大值法等方法将rgb三个通道的值转换成单通道灰度值，在灰度图像集合上进行滤波处理，以去除噪声和强化图像特征。常用的滤波算法包括高斯滤波、中值滤波、均值滤波等，将滤波后得到的灰度图像集合进行二值化处理，将灰度值超过一个设定阈值的像素设为白色（或者前景），低于该阈值的像素设为黑色（或者背景）。这样处理后，每张图像上只有两种不同颜色的像素，方便后续的图像分析和处理。
28.在一具体实施例中，执行步骤s104的过程可以具体包括如下步骤：（1）基于处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息进行位置偏移分析，确定位置偏移分析结果；（2）通过位置偏移分析结果进行目标图像匹配，确定目标图像集合；（3）通过目标图像集合对目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。
29.具体的，针对处理图像集合中每个处理图像的触点位置信息，进行位置偏移分析，即比较不同图像中同一触点的位置变化情况，以确定位置偏移分析结果；通过位置偏移分析结果，对目标图像进行匹配，即从原始图像库中选取与目标图像最相似的图像，以确定目标图像集合，在目标图像集合中，针对每个目标继电器的触点，在多张图像中提取出触点触动的时间戳，通过分析这些时间戳数据，确定目标触动时间。
30.在一具体实施例中，通过目标图像集合对目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间的过程可以具体包括如下步骤：（1）对目标图像集合进行时序特征分析，确定时序特征集合；（2）通过时序特征集合对目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。
31.具体的，对目标图像集合进行时序特征分析，即对每个目标图像的时序数据进行提取和分析，以得到目标触点的时序特征集合，比如起始时间、持续时间、频率等，利用时序特征集合，针对每个目标继电器的触点，通过分析其时序特征集合，确定其触动时间。
32.在一具体实施例中，如图2所示，执行步骤s103的过程可以具体包括如下步骤：s201、对处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，确定每一处理图像的矩形框位置信息；s202、通过每一处理图像的矩形框位置信息对处理图像集合进行触点位置分析，
确定处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息。
33.具体的，对处理图像集合中每个处理图像进行特征识别，即使用计算机视觉技术（如深度学习、图像分割等方法）对每张图像中的目标区域进行检测和定位，并确定每个目标区域的矩形框位置信息，通过每个处理图像的矩形框位置信息，在目标区域内进行触点位置分析，即利用图像处理技术，提取并分析每个矩形框内部的触点位置信息，以确定处理图像集合中每个处理图像中的触点位置信息。
34.在一具体实施例中，执行步骤s201的过程可以具体包括如下步骤：（1）对处理图像集合中每一处理图像进行触点区域分析，确定每一处理图像的候选触点区域；（2）分别对每一处理图像的候选触点区域进行直线检测，确定每一处理图像的候选触点区域的多条直线；（3）通过每一处理图像的候选触点区域的多条直线对处理图像集合进行矩形框位置分析，确定每一处理图像的矩形框位置信息。
35.具体的，对处理图像集合中每个处理图像进行触点区域分析，利用图像处理技术（如边缘检测、二值化、形态学运算等）对图像中的候选触点区域进行提取和分割，以确定每个处理图像的候选触点区域；针对每个处理图像的候选触点区域，进行直线检测，即利用霍夫变换等算法，提取出候选触点区域中的多条直线；根据候选触点区域的多条直线信息，对每个处理图像进行矩形框位置分析，即根据直线之间的关系和位置，确定包含触点的矩形框位置信息。
36.在一具体实施例中，执行步骤s202的过程可以具体包括如下步骤：（1）分别对每一处理图像的矩形框位置信息进行中心点位置参数分析，确定位置参数集合；（2）通过位置参数集合对处理图像集合进行触点位置分析，确定处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息。
37.具体的，针对处理图像集合中每个处理图像的矩形框位置信息，进行中心点位置参数分析，即计算每个矩形框的中心点坐标，并将这些坐标作为位置参数集合，利用位置参数集合，针对每个处理图像，在其对应的矩形框内进行触点位置分析，即根据位置参数集合中的中心点坐标，精确定位并提取出矩形框中的触点位置信息，以确定处理图像集合中每个处理图像中的触点位置信息。
38.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，其特征在于，方法包括：对目标继电器进行通电测试，同时，采集所述目标继电器在通电测试过程中的触点图像，得到触点图像集合；对所述触点图像集合进行预处理，得到处理图像集合；对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，得到所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息；基于所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。2.根据权利要求1所述的基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，其特征在于，所述对所述触点图像集合进行预处理，得到处理图像集合步骤，包括：对所述触点图像集合进行灰度化处理，得到灰度图像集合；对所述灰度图像集合进行图像滤波处理，得到滤波图像集合；对所述滤波图像集合进行二值化处理，得到处理图像集合。3.根据权利要求1所述的基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，其特征在于，所述对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，得到所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息步骤，包括：对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，确定每一处理图像的矩形框位置信息；通过每一处理图像的矩形框位置信息对所述处理图像集合进行触点位置分析，确定所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息。4.根据权利要求3所述的基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，其特征在于，所述对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，确定每一处理图像的矩形框位置信息步骤，包括：对所述处理图像集合中每一处理图像进行触点区域分析，确定每一处理图像的候选触点区域；分别对每一处理图像的候选触点区域进行直线检测，确定每一处理图像的候选触点区域的多条直线；通过每一处理图像的候选触点区域的多条直线对所述处理图像集合进行矩形框位置分析，确定每一处理图像的矩形框位置信息。5.根据权利要求3所述的基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，其特征在于，所述通过每一处理图像的矩形框位置信息对所述处理图像集合进行触点位置分析，确定所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息步骤，包括：分别对每一处理图像的矩形框位置信息进行中心点位置参数分析，确定位置参数集合；通过所述位置参数集合对所述处理图像集合进行触点位置分析，确定所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息。6.根据权利要求1所述的基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，其特征在于，所述基于所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间步骤，包括：
基于所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息进行位置偏移分析，确定位置偏移分析结果；通过所述位置偏移分析结果进行目标图像匹配，确定目标图像集合；通过所述目标图像集合对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。7.根据权利要求6所述的基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，其特征在于，所述通过所述目标图像集合对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间步骤，包括：对所述目标图像集合进行时序特征分析，确定时序特征集合；通过所述时序特征集合对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。

技术总结
本发明涉及继电器技术领域，公开了一种基于目标匹配追踪的继电器触动时间分析方法，用于提高对继电器触动时间进行分析时的准确率。该方法包括：对目标继电器进行通电测试，同时，采集所述目标继电器在通电测试过程中的触点图像，得到触点图像集合；对所述触点图像集合进行预处理，得到处理图像集合；对所述处理图像集合中每一处理图像进行特征识别，得到所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息；基于所述处理图像集合中每一处理图像中触点位置信息对所述目标继电器进行触动时间分析，确定目标触动时间。确定目标触动时间。确定目标触动时间。


技术研发人员：杨兴林 李文华 赵文泽 徐诚 王伟铭
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/7/12