The invention relates to an automatic measuring system and method for three-dimensional dynamic characteristics of electrical appliances. The marking point and the calibration plate are photographed by an imaging system consisting of a high-speed camera and two plane mirrors respectively. The marking point is pasted on the action mechanism of the electrical appliances under test. The illumination source makes the marking point image clear. The calibration plate is fixed on the rotating bracket, and the rotating bracket drives the calibration plate to rotate. The high-speed camera is controlled by trigger circuit to automatically capture the marker point image and the marker plate image in the process of camera calibration. The image is processed by OpenCV function library. The coordinates of marker point image and the internal and external parameters of the high-speed camera are obtained at each time in the process of electrical action. According to coordinate transformation, the image is sitted by camera parameters. The marker is converted into three-dimensional coordinates, and the curve of three-dimensional coordinates of marker points changing with time is drawn to characterize the three-dimensional dynamic characteristics of electrical appliances. The invention can reduce the uncertainty caused by manual intervention and improve the test efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种电器三维动态特性自动测试系统及方法
本专利技术涉及电器测试领域,特别是一种电器三维动态特性自动测试系统及方法。
技术介绍
电器动态特性的测试方法可以分为接触式和非接触式。接触式主要通过在运动部件上安装传感器等元件进行测试,对运动部件的动作过程产生一定的影响。利用高速摄像机对电器运动部件进行图像测试和图像处理是一种非接触式测试方法之一,无需与运动部件接触,不影响其动作过程,能有效还原电器动态特性。触头系统和操作机构是电器的重要组成部分,其动作性能的好坏直接影响到电器的可靠运行。由于电器的动态过程受各种随机因素影响,使得动态特性呈现不确定性,一维或二维的动态特性测试能够反映当前位置的动作状态,但电器在装配和制作过程中,受机械加工和模具精度的制约,触头或机构的动作状态并非呈现平面运动,而存在一定的偏移,这种偏移运动对电器的电寿命和可靠性造成很大的影响,因此对电器三维动态特性进行研究可以为产品优化设计和生产制作提供理论依据。利用高速摄像机对电器进行三维动态特性测试往往需要介入较多的人工干预,比如在图像测试过程中,需要手动寻找电器动作的起始位置、摄像机标定过程标定板的人工转动、摄像机的手动拍摄;在图像处理过程中,需要结合Image-ProPlus图像处理软件和Matlab软件,对特征点进行手动检测和提取等,测试耗时较长,无法满足快速、准确测试的需求,因此设计一种电器三维动态特性自动测试系统,能够减少人工干预,提高测试效率。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的是提出一种电器三维动态特性自动测试系统及方法,能够减少人工干预,提高测试效率。本专利技术采用以下方案实现 ...
【技术保护点】
1.一种电器三维动态特性自动测试系统,其特征在于:所述自动测试系统对电器三维动态特性进行测试,所述自动测试系统包括高速摄像机、平面镜、设置在被测电器的动作机构上的标记点、黑白棋盘格标定板、旋转支架、触发电路以及图像自动处理系统;所述高速摄像机和两面呈一定角度的平面镜组成基本成像系统,高速摄像机通过两面平面镜的反射成像形成两台虚拟摄像机,分别对电器动作机构的运动过程进行高速自动拍摄以及对转动不同角度的标定板进行自动拍摄,在一张图像中形成两个虚像;调整高速摄像机的摆放位置使两个虚像成像清晰并在同一水平线上,以确保左、右两台虚拟摄像机拍摄的一致性;所述黑白棋盘标定板固定在所述旋转支架上,以旋转支架带动标定板转动;所述触发电路与被测电器、所述高速摄像机以及旋转支架电性相连,分别触发电器的动作、高速摄像机的动作以及旋转支架的动作;所述图像自动处理系统基于OpenCV图像数据库对标定板图像进行处理得到摄像机的参数,对电器动作过程的图像进行处理得到标记点的当前位置,通过坐标变换自动生成标记点三维坐标,并自动绘制标记点三维坐标随时间的变化曲线,即得到相应电器的三维动态特性曲线。
【技术特征摘要】
1.一种电器三维动态特性自动测试系统,其特征在于:所述自动测试系统对电器三维动态特性进行测试,所述自动测试系统包括高速摄像机、平面镜、设置在被测电器的动作机构上的标记点、黑白棋盘格标定板、旋转支架、触发电路以及图像自动处理系统;所述高速摄像机和两面呈一定角度的平面镜组成基本成像系统,高速摄像机通过两面平面镜的反射成像形成两台虚拟摄像机,分别对电器动作机构的运动过程进行高速自动拍摄以及对转动不同角度的标定板进行自动拍摄,在一张图像中形成两个虚像;调整高速摄像机的摆放位置使两个虚像成像清晰并在同一水平线上,以确保左、右两台虚拟摄像机拍摄的一致性;所述黑白棋盘标定板固定在所述旋转支架上,以旋转支架带动标定板转动;所述触发电路与被测电器、所述高速摄像机以及旋转支架电性相连,分别触发电器的动作、高速摄像机的动作以及旋转支架的动作;所述图像自动处理系统基于OpenCV图像数据库对标定板图像进行处理得到摄像机的参数,对电器动作过程的图像进行处理得到标记点的当前位置,通过坐标变换自动生成标记点三维坐标,并自动绘制标记点三维坐标随时间的变化曲线,即得到相应电器的三维动态特性曲线。2.根据权利要求1所述的一种电器三维动态特性自动测试系统,其特征在于:所述标记点粘贴在被测电器的电磁机构或触头或与触头相连的可动部件上,以标记点的运动来表征电器的动作过程;所述标记点是圆形或方形或其他轴对称形状,其大小根据不同电器动作机构的尺寸和特征设置,以适合在高速摄像机中成像。3.根据权利要求1所述的一种电器三维动态特性自动测试系统,其特征在于:还包括照明光源,所述照明光源照亮被测电器的动作机构位置,使得标记点成像清晰。4.根据权利要求1所述的一种电器三维动态特性自动测试系统,其特征在于:当被测电器为小型电器时,采用电器固定台来固定所述电器;当被测电器为大型电器时,将电器直接安装在地面上。5.根据权利要求1所述的一种电器三维动态特性自动测试系统,其特征在于:所述触发电路能够控制所述高速摄像机进行延时拍摄。6.一种基于权利要求1-5任一项所述的电器三维动态特性自动测试系统的方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:在被测电器的电磁机构或触头或与触头相连的可动部件上粘贴标记点,设置照明光源,使标记点清晰可见;将拍摄模式设置为外部触发模式,启动摄像机拍摄后,由触发电路控制电器接通和分断,摄像机自动拍摄标记点随电器动作机构运动的图像,当电器动作完成后摄像机停止拍摄,并将拍摄到的电器接通和分断过程的标记点图像,存储在同一个文件夹目录中;步骤S2:所述图像自动处理系统对步骤S1采集到的标记点图像进行处理:在VisualStud...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。