基于图像序列的真空开关分闸速度检测

作     者：董华军 孔一涵 董恩源 郭方准 DONG Huajun;KONG Yihan;DONG Enyuan;GUO Fangzhun

作者机构：大连交通大学机械工程学院大连116028 大连理工大学电气工程学院大连116024 国家电网平高集团有限公司平顶山467001 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2014年第40卷第8期

页      面：2314-2320页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51207016 51477023) 辽宁省教育厅项目(L2011076) 中国博士后科学基金(2012M521400)~~ 

主　　题：真空开关 分闸速度 图像序列 Harris角点检测 角点匹配 亚像素 

摘      要：真空开关的分闸速度是影响开关电弧形态及其使用性能的重要因素。为满足高精度分析的需求,提出运用数字图像处理技术从真空开关运动序列图像中精确跟踪触头位置,进而计算触头运动速度的检测方法。该文首先利用Solidworks软件建立真空开关触头模型,并以设定速度模拟分闸过程,获得了分闸过程动触头的运动序列图像。运用Harris角点检测算法提取序列图像中触头角点,然后用SSD(sum of square differences)角点匹配算法对相邻序列图像中所检测到的角点进行匹配,并从中筛选精确匹配角点,再以匹配的像素角点为初始值,计算亚像素精度角点,从而实现了动触头位置的亚像素级精度跟踪。计算相邻帧图像动触头的位移,该位移与相邻帧图像时间间隔的比值即为动触头的瞬时速度。结果表明:亚像素角点检测技术可实现动触头位置跟踪及其分闸速度计算,且相对误差≤4.7%,最高精度可达0.34%。该方法能够实现真空开关分闸速度的高精度检测,为后续分析分闸速度与电弧形态的关系奠定了基础。