电机转速自动测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电机转速自动测量方法及装置，其中，装置包括：相机，以预设帧率采集电机转动过程中主轴的n个图像；图像处理单元，为与相机相连的计算机或嵌入式系统，用于提取每两帧相邻的图像的角度差，根据角度差获得转速，以获得电机的实际转速；通信单元，用于在图像处理单元得到实际转速后将实际转速发送至外部设备。还包括LED补光灯及显示器，LED补光灯在相机采集图像时，在图像处理单元的控制下以与相机采集图像的帧率相同的频率进行频闪补光，显示器用于显示拍摄到的电机主轴的转动状态。该装置采用相机捕捉电机转轴转动瞬间图像，从而获得电机的状态，得到电机转速，可实现自动测量电机转速，装置结构简单，易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机转速测量
，特别涉及一种电机转速自动测量方法及装置。
技术介绍
电机转速的测量方法很多，目前应用广泛的是接触式电机转速测量方法，反射式电机转速测量方法，频闪仪电机转速测量方法等。接触式电机转速测量采用测量头(传感器)与电机主轴(或者是主轴上外加的某个旋转的部件)接触，电机转动带动测量头转动，通过测量在一定时间内的测量头转动产生的脉冲数，得到电机的转数。反射式电机转速测量采用红外或激光发射信号，在电机主轴(或者是主轴上外加的某个旋转的部件)上贴一个反光标签，红外或激光传感器通过感应反光标签的反射信号，在一定时间内的计产生的脉冲数，得到电机的转数。频闪仪测量电机转速利用人眼的视觉残留现象，当频闪仪的闪光频率和电机转速一致时，可以看到电机的主轴是静止或者是非常缓慢的转动。利用这一原理，可以通过调节频闪仪的闪光频率，直到电机静止或者是非常缓慢的转动。此时显示的闪光频率即为电机的转数。接触式电机转速测量方法，因测量头要与电机主轴接触，故无法应用于高转速的测量。反射式电机转速测量方法，必须在主轴上贴一个标签，无法适用于某些电机封闭的场合。接触式和反射式电机转速测量，要求测试人员与电机距离比较近才可以，对人员安全会产生影响。这三种测量方法必须有测试人员进行操作才能进行。对于某些现场，例如屏蔽泵的生产调试现场，人员无法靠近但又必须测量转速的情况下，前面三种测量方法并不能满足测量需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电机转速自动测量方法及装置，以解决现有的测量方法所存在的在测量高速旋转的电机时无法自动测量电机转速的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电机转速自动测量方法，包括以下步骤：S1：控制相机以预设帧率连续采集电机转动过程中主轴的n帧图像，n为大于1的整数；S2：根据采集的n帧图像识别并计算每两帧相邻的图像的角度差，对所述角度差取平均值，根据所述平均值计算预测转速；S3：以预测转速计算帧率h，并控制相机以帧率h进行重新采集n帧图像，根据重新采集的n帧图像按步骤S2计算得到当前的验证转速；S4：判断所述预测转速作为参考转速与所述验证转速之差是否在预设误差范围内，如是，则验证转速为电机的实际转速，如否进入步骤S5；S5：将当前的验证转速作为预测转速，并返回步骤S3继续执行。较佳地，相机采集图像时，进一步包括：采用LED补光灯以与相机采集图像的帧率相同的频率进行频闪补光。较佳地，所述步骤S1进一步包括：在所述主轴上设置标志点或选取主轴上的键槽作为标志点，所述标志点作为对采集的图像进行识别的参考点。较佳地，所述步骤S2中的图像识别进一步包括：S21：对采集的图像加载掩膜后，提取ROI；S22：对所述ROI在HSV空间进行通道分离,得到H通道图像；S23：对所述H通道图像进行二值化处理、经膨胀、腐蚀得到要处理的最终图像；S24：从所述最终图像中提取该帧图像的角度。较佳地，所述步骤S24进一步包括：(1)从所述最终图像中提取连通域轮廓，并获取最小外接矩，从所述最小外接矩中提取得到倾斜角度；(2)确定主轴当前的角度，依据预先设置在主轴上并显示在图像中的标志点，将所述图像转正；(3)获取转正后的图像的外接矩ROI；(4)判断外接矩ROI的缺口方向，根据缺口方向计算图像的角度。本专利技术还提供了一种电机转速自动测量装置，包括：相机，用于以预设帧率采集电机转动过程中主轴的n个图像，n为大于1的整数；图像处理单元，为与所述相机相连的计算机或嵌入式系统，用于提取每两帧相邻的图像的角度差，根据角度差获得转速，以获得电机的实际转速。通信单元，用于在所述图像处理单元得到所述实际转速后将所述实际转速发送至与该装置相连的外部设备。较佳地，所述图像处理单元进一步还包括：相机控制模块，用于控制所述相机按目标的帧率采集电机主轴的图像；图像处理模块，用于对所述图像进行处理并提取每两帧相邻的图像的角度差；转速计算模块，用于根据所述角度差计算预测转速、帧率h及验证转速；中心控制模块，用于控制相机控制模块进行采集图像，并判断当前的验证转速是否为电机的实际转速，如是，将当前的验证转速作为预测转速，如否继续执行新的验证转速的获取及比较，直至得到实际转速。较佳地，还包括LED补光灯，用于在相机采集图像时，在图像处理单元的控制下以与相机采集图像的帧率相同的频率进行频闪补光。较佳地，还包括显示器，用于显示拍摄到的电机主轴的转动状态。本专利技术的装置及方法具有以下有益效果：(1)采用相机捕捉电机转轴转动瞬间图像，从而获得电机的状态，从而根据相机捕捉的频率及电机转轴状态得到电机转速，可以实现系统自动的测量电机转速，装置结构简单，易于实现；(2)采用频闪光源进行补光，使得相机捕捉的图像更加清晰，而相机对电机主轴进行采样，计算出电机主轴的转动速度，并可以使电机的转动状态在显示器上显示出来，便于观察电机的运动状态；(3)采用基于图像计算转速的频闪电机转速测量方法为非接触式测量，适合远距离的测量，特别适合应用于人员无法靠近但又必须测量转速的情况，测量精度较高。附图说明图1为优选实施例提供的电机转速自动测量装置组成结构图；图2为本专利技术优选实施例提供的方法的总体流程图；图3为本专利技术优选实施例采集的一幅原始图像；图4为本专利技术优选实施例的图像识别的过程流程图；图5A为对图3的图像加载的掩膜；图5B为对图3的图像加载掩膜后的ROI；图5C为对图5B的ROI进行通道分离得到的H通道图像；图5D为对图5B的ROI进行通道分离得到的S通道图像；图5E为对图5B的ROI进行通道分离得到的V通道图像；图5F为对图5C的H通道图像处理得到的最终图像；图6A为对图5F的最终图像提取得到的图像外接矩图像；图6B为对图6A的外接矩图像转正后的图像；图6C为对图6B的转正后的图像的外接矩ROI；图6D为对图6C的图像处理获取缺口位置的图像示意图；图6E为根据图6D的图像计算角度的示意图。具体实施方式为更好地说明本专利技术，兹以一优选实施例，并配合附图对本专利技术作详细说明，具体如下：如图1所示，本专利技术还提供了一种电机转速自动测量装置，其特征在于，包括：相机101，用于采集电机转动过程中主轴的图像；图像处理单元102，可以根据需要设置为计算机或嵌入式控制系统，用于对所述图像进行处理并提取每两帧相邻的图像的角度差，计算预测转速以及以预测转速计算帧率h，并控制相机以帧率h进行重新采集图像，根据重新采集的图像计算得到当前的验证转速，判断所述预测转速与所述验证转速之差是否在预设误差范围内，如是，则验证转速为电机的实际转速，将当前的验证转速作为预测转速，并继续执行新的验证转速的获取及比较，直至得到实际转速。通信单元103，用于在所述图像处理单元得到所述实际转速后将所述实际转速发送至与该装置相连的外部设备。LED补光灯104，与图像处理单元相连，用于在相机采集图像时，在图像处理单元的控制下以与相机采集图像的帧率相同的频率进行频闪补光。显示器105，具体为与图像处理单元相连的显示屏，用于显示拍摄到的电机主轴的转动状态。该装置用于执行电机转速的获取，从而实现电机转速的自动测量。其中，LED补光是在相机拍摄图像时瞬间闪光，可以缩短相机的曝光时间。当闪光频率和转速同步时，可以用人眼清晰看到电机转动的情况。也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机转速自动测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：控制相机以预设帧率连续采集电机转动过程中主轴的n帧图像，n为大于1的整数；S2：根据采集的n帧图像识别并计算每两帧相邻的图像的角度差，对所述角度差取平均值，根据所述平均值计算预测转速；S3：以预测转速计算帧率h，并控制相机以帧率h进行重新采集n帧图像，根据重新采集的n帧图像按步骤S2计算得到当前的验证转速；S4：判断所述预测转速作为参考转速与所述验证转速之差是否在预设误差范围内，如是，则验证转速为电机的实际转速，如否进入步骤S5；S5：将当前的验证转速作为预测转速，并返回步骤S3继续执行。

【技术特征摘要】
1.一种电机转速自动测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：控制相机以预设帧率连续采集电机转动过程中主轴的n帧图像，n为大于1的整数；S2：根据采集的n帧图像识别并计算每两帧相邻的图像的角度差，对所述角度差取平均值，根据所述平均值计算预测转速；S3：以预测转速计算帧率h，并控制相机以帧率h进行重新采集n帧图像，根据重新采集的n帧图像按步骤S2计算得到当前的验证转速；S4：判断所述预测转速作为参考转速与所述验证转速之差是否在预设误差范围内，如是，则验证转速为电机的实际转速，如否进入步骤S5；S5：将当前的验证转速作为预测转速，并返回步骤S3继续执行。2.根据权利要求1所述的电机转速自动测量方法，其特征在于，相机采集图像时，进一步包括：采用LED补光灯以与相机采集图像的帧率相同的频率进行频闪补光。3.根据权利要求1所述的电机转速自动测量方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：在所述主轴上设置标志点或选取主轴上的键槽作为标志点，所述标志点作为对采集的图像进行识别的参考点。4.根据权利要求1所述的电机转速自动测量方法，其特征在于，所述步骤S2中的图像识别进一步包括：S21：对采集的图像加载掩膜后，提取ROI；S22：对所述ROI在HSV空间进行通道分离,得到H通道图像；S23：对所述H通道图像进行二值化处理、经膨胀、腐蚀得到要处理的最终图像；S24：从所述最终图像中提取该帧图像的角度。5.根据权利要求4所述的电机转速自动测量方法，其特征在于，所述步骤S24进一步包括：(1)从所述最终图像中提取连通域轮廓，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周寅，卢勇跃，
申请(专利权)人：杭州品拓电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33