基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法

本发明涉及继电器，尤其涉及一种基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法。

背景技术：

1、在继电器中，衔铁是连接继电器电磁系统和触簧系统的重要零件，衔铁的气隙是指衔铁与铁心之间的距离，对电磁吸力影响较大，因此衔铁的气隙将直接影响继电器的电气特性。

2、目前对于继电器衔铁气隙的测量采用人为手工的测量方式：首先将衔铁固定好，再使用游标卡尺测量距离，但衔铁零件与游标卡尺的放置无法达到相对水平与固定，且受人为主观性的影响，导致测量结果与实际值相差较大，上述测量方式为静态测量，只能先固定好衔铁位置再测量气隙，测量的气隙为间断性的，因此，目前对继电器衔铁气隙测量时准确率较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，解决了对继电器衔铁气隙测量时准确率较低的技术问题。

2、本发明提供了一种基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，包括：对安装在预设目标摆放位置的目标继电器进行通电测试；基于预设的动作周期，通过工业高速摄像机对所述目标继电器进行图像采集，得到所述目标继电器对应的待处理图像集合；对所述待处理图像集合进行预处理，得到候选图像集合；

3、通过旋转模板匹配算法对所述候选图像集合识别追踪处理，生成所述目标继电器对应的衔铁图像集合；通过特征识别算法对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行铁心识别，确定每一衔铁图像对应的铁心坐标数据；通过每一衔铁图像对应的铁心坐标数据进行衔铁气隙分析，确定衔铁气隙数据集合。

4、在本发明中，在所述对安装在预设目标摆放位置的目标继电器进行通电测试步骤之前，还包括：通过预设的实验条件对目标继电器进行预实验处理，同时，在预实验处理过程对所述目标继电器进行图像采集，得到待分析图像集合；通过所述待分析图像集合对所述目标继电器进行摆放位置分析，确定目标摆放位置；将所述目标继电器安装至所述目标摆放位置。

5、在本发明中，所述对所述待处理图像集合进行预处理，得到候选图像集合步骤，包括：对所述待处理图像集合中每一待处理图像进行灰度化处理，得到灰度化图像集合；对所述灰度化图像集合中每一灰度化图像进行二值化处理，得到二值化图像集合；对所述二值化图像集合中每一二值化图像进行滤波处理，得到候选图像集合。

6、在本发明中，所述通过旋转模板匹配算法对所述候选图像集合识别追踪处理，生成所述目标继电器对应的衔铁图像集合步骤，包括：对预置的衔铁模板图像进行旋转处理，得到不同角度的多个待匹配衔铁模板图像；基于所述不同角度的多个待匹配衔铁模板图像，通过所述旋转模板匹配算法对所述候选图像集合识别追踪处理，生成所述目标继电器对应的衔铁图像集合。

7、在本发明中，所述基于所述不同角度的多个待匹配衔铁模板图像，通过所述旋转模板匹配算法对所述候选图像集合识别追踪处理，生成所述目标继电器对应的衔铁图像集合步骤，包括：基于所述不同角度的多个待匹配衔铁模板图像，通过所述旋转模板匹配算法分别对所述候选图像集合中每一候选图像进行相似度计算，得到相似度计算结果；通过所述相似度计算结果对所述候选图像集合识别追踪处理，生成所述目标继电器对应的衔铁图像集合。

8、在本发明中，所述通过特征识别算法对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行铁心识别，确定每一衔铁图像对应的铁心坐标数据步骤，包括：通过所述特征识别算法对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行边缘检测，确定边缘检测结果；基于所述边缘检测结果对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行梯度强度分析，确定每一衔铁图像对应的梯度矩阵；对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行图像方向分析，确定每一衔铁图像对应的图像方向；通过所述每一衔铁图像对应的梯度矩阵以及所述每一衔铁图像对应的图像方向对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行铁心识别，确定每一衔铁图像对应的铁心坐标数据。

9、在本发明中，所述通过所述每一衔铁图像对应的梯度矩阵以及所述每一衔铁图像对应的图像方向对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行铁心识别，确定每一衔铁图像对应的铁心坐标数据步骤，包括：对所述每一衔铁图像对应的梯度矩阵进行图像点位遍历处理，确定每一衔铁图像对应的图像点位遍历结果；通过每一衔铁图像对应的图像点位遍历结果分别对每一衔铁图像进行模糊边界去除处理，得到目标衔铁图像集合；通过双阈值算法对所述目标衔铁图像集合中每一衔铁图像进行铁心识别，确定每一衔铁图像对应的铁心坐标数据

10、本发明中，对安装在预设目标摆放位置的目标继电器进行通电测试；基于预设的动作周期，通过工业高速摄像机对目标继电器进行图像采集，得到目标继电器对应的待处理图像集合；对待处理图像集合进行预处理，得到候选图像集合；通过旋转模板匹配算法对候选图像集合识别追踪处理，生成目标继电器对应的衔铁图像集合；通过特征识别算法对衔铁图像集合中每一衔铁图像进行铁心识别，确定每一衔铁图像对应的铁心坐标数据；通过每一衔铁图像对应的铁心坐标数据进行衔铁气隙分析，确定衔铁气隙数据集合。本发明实施例中，本发明对继电器一个动作过程进行图像采集，利用基于旋转模板匹配算法对继电器衔铁进行识别跟踪，得到气隙变化数据，本发明利用图像处理技术的处理速度快、准确度高，非接触式的优点，通过继电器衔铁气隙的动静态测量方法，填补了目前对该参数的测量方法的空缺，能够快速准确的得到参数数值。

技术特征：

1.一种基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，其特征在于，方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，其特征在于，在所述对安装在预设目标摆放位置的目标继电器进行通电测试步骤之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，其特征在于，所述对所述待处理图像集合进行预处理，得到候选图像集合步骤，包括：

4.根据权利要求1所述的基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，其特征在于，所述通过旋转模板匹配算法对所述候选图像集合识别追踪处理，生成所述目标继电器对应的衔铁图像集合步骤，包括：

5.根据权利要求4所述的基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，其特征在于，所述基于所述不同角度的多个待匹配衔铁模板图像，通过所述旋转模板匹配算法对所述候选图像集合识别追踪处理，生成所述目标继电器对应的衔铁图像集合步骤，包括：

6.根据权利要求1所述的基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，其特征在于，所述通过特征识别算法对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行铁心识别，确定每一衔铁图像对应的铁心坐标数据步骤，包括：

7.根据权利要求6所述的基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，其特征在于，所述通过所述每一衔铁图像对应的梯度矩阵以及所述每一衔铁图像对应的图像方向对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行铁心识别，确定每一衔铁图像对应的铁心坐标数据步骤，包括：

技术总结
本发明涉及继电器技术领域，公开了一种基于旋转模板匹配的继电器衔铁气隙测量方法，用于提高对继电器衔铁气隙测量时的准确率。该方法包括：对目标继电器进行通电测试；基于动作周期，通过工业高速摄像机对所述目标继电器进行图像采集，得到所述目标继电器对应的待处理图像集合；对所述待处理图像集合进行预处理，得到候选图像集合；通过旋转模板匹配算法对所述候选图像集合识别追踪处理，生成所述目标继电器对应的衔铁图像集合；通过特征识别算法对所述衔铁图像集合中每一衔铁图像进行铁心识别，确定每一衔铁图像对应的铁心坐标数据；通过每一衔铁图像对应的铁心坐标数据进行衔铁气隙分析，确定衔铁气隙数据集合。

技术研发人员：杨兴林,李文华,赵文泽,徐诚,王伟铭,阎嘉兴
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14