CN117471306A - 基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统 - Google Patents
基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117471306A CN117471306A CN202311824256.XA CN202311824256A CN117471306A CN 117471306 A CN117471306 A CN 117471306A CN 202311824256 A CN202311824256 A CN 202311824256A CN 117471306 A CN117471306 A CN 117471306A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit breaker
- voltage circuit
- connecting rod
- moment
- insulating connecting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 34
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000012885 constant function Methods 0.000 claims description 8
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
- G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/20—Image enhancement or restoration using local operators
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/10—Segmentation; Edge detection
- G06T7/13—Edge detection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/20—Analysis of motion
- G06T7/269—Analysis of motion using gradient-based methods
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20024—Filtering details
- G06T2207/20028—Bilateral filtering
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20112—Image segmentation details
- G06T2207/20164—Salient point detection; Corner detection
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Circuit Breakers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统,方法包括:获取高压断路器一次电流通流的第一时刻;在第一时刻通过第一试验接线对高压断路器进行施加电流,并通过高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻;获取刚合时刻至第二时刻的高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集;对绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点;获取强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹,并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将运动轨迹换算成高压断路器的超程距离。能有效降低人工处理及高压侧电磁干扰带来的误差。
Description
技术领域
本发明属于断路器超程测量技术领域,尤其涉及一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统。
背景技术
在断路器机械状态检测领域,超程是一个非常重要的机械特性参数,超程指的是动触头超行程,意为断路器动静触头接触以后机构继续动作的行程。在合闸过程中,弹簧操作机构中合闸弹簧储存的能量,一部分转至断路器的分闸弹簧,为分闸弹簧储能;一部分转至断路器的触头压力弹簧,为触头压力弹簧压缩,进而为动、静触头提供足够的压力,是断路器为了保证合闸的可靠性以及触头磨损情况下能够继续可靠合闸而设定的参数。若断路器超程太小,就不能保证触头在烧损后应有的触头压力,同时,初始分闸速度变小,会影响断路器的开断关合合动热稳定性能,甚至产生重合闸弹振。若超程过大,则会增加操作机构的合闸功,使合闸变得极不可靠。因此,准确检测高压断路器的超程是断路器保持良好工作的重要保障。
但是一般的高压断路器超程检测所用传感器在带电检测时容易受到高压侧电磁场干扰、需要人工添加标记带来误差而导致的测试精度不够与安全性低。
发明内容
本发明提供一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统,用于解决一般的高压断路器超程检测所用传感器在带电检测时容易受到高压侧电磁场干扰、需要人工添加标记带来误差而导致的测试精度不够与安全性低的技术问题。
第一方面,本发明提供一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法,包括:
根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1;
在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流,并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2,其中,所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接;
获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集,其中,所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到,所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像;
根据Harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点;
通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹,并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成高压断路器的超程距离,其中,改进的光流场算法的表达式为:
,
式中,为密集空间变换总体损失,/>为权值项,/>为窗口累积数,/>为惩罚函数,/>为平滑项,/>为像素点权重,/>为像素矢量变化函数,/>为梯度恒常函数。
第二方面,本发明提供一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统,包括:
第一获取模块,配置为根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1;
分析模块,配置为在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流,并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2,其中,所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接;
第二获取模块,配置为获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集,其中,所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到,所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像;
检测模块,配置为根据Harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点;
换算模块,配置为通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹,并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成断路器超程距离,其中,改进的光流场算法的表达式为:
,
式中,为密集空间变换总体损失,/>为权值项,/>为窗口累积数,/>为惩罚函数,/>为平滑项,/>为像素点权重,/>为像素矢量变化函数,/>为梯度恒常函数。
第三方面,提供一种电子设备,其包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法的步骤。
第四方面,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序指令被处理器执行时,使所述处理器执行本发明任一实施例的基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法的步骤。
本申请的基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统,通过动态电阻判断断路器主触头的刚合点,从而控制起始开关来启动高速摄影仪,拍摄的绝缘连杆运动轨迹将输入诊断控制仪,通过Harris角点检测算法选定连杆强角点位置定位,再通过改进的光流场算法对强角点运动轨迹计算可得出绝缘连杆运动距离,通过比值换算成断路器超程距离。相对于传统的激光传感器检测和人工标记识别方法,本发明能有效降低人工处理及高压侧电磁干扰带来的误差,在断路器例行动作、导负荷等工作时,也能测量断路器机械特性,这样无需设备停电、拆引线,弥补了现有技术的不足。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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。
图1为本发明一实施例提供一个具体实施例的测试装置接线示意图;
图2为本发明一实施例提供的一具体实施例的动态电阻与行程关系图;
图3为本发明一实施例提供的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法的流程图;
图4为本发明一实施例提供的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统的结构框图;
图5是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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作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。
高压断路器超程的测量装置,与高压断路器相连,测量装置包括双目成像高速摄影仪、诊断控制仪、试验接线。如图1所示,测量装置通过第一试验接线与高压断路器本体的两侧接地端相连,其目的是感应断路器的动态电阻,通过动态电阻判断断路器主触头的刚合点,从而控制起始开关来启动高速摄影仪,高速摄影仪连接诊断控制仪。通过第二试验接线与高压断路器的电流互感器二次接线相连,用于感应高压断路器一次电流通断时刻判断弧触头是否接触,当弧触头接触后,施加电流,感应断路器的动态电阻。其中,断路器的动态电阻与行程对应关系如图2所示。
请参阅图3,其示出了本申请的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法的流程图。
如图3所示,基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法具体包括以下步骤:
步骤S101,根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1。
步骤S102,在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流,并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2,其中,所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接。
在本步骤中,将测试装置的第一试验接线连接到断路器两侧接地开关的接地扁铁上,其中一侧接地扁铁需断开。将测试仪器的第二试验接线连接在与断路器相邻的电流互感器的二次接线上。
当第二试验接线感应到高压断路器一次电流通流的第一时刻t1时,测试装置通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流,并通过高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2。
需要说明的是,判断高压断路器主触头的刚合时刻t2的具体过程为:将峭度定义为随机变量的四阶中心矩除以标准差的四次幂,是无量纲因子,用来检验信号偏离正态分布的程度,其中,计算峭度/>的表达式为:
,
式中,为离散序列的幅值,/>为当前离散序列内的均值,/>为离散序列点数;
根据当前时刻及与所述当前时刻相邻的预设个数(默认为30个)的离散序列点每0.5ms计算峭度,当峭度/>大于预设阈值(默认为8)时,判断此时达到高压断路器主触头的刚合时刻t2。
步骤S103,获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集,其中,所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到,所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像。
在本步骤中,在刚合时刻t2开始获取高压断路器的绝缘连杆动作轨迹,经20ms后到达第二时刻t3,此时停止获取高压断路器的绝缘连杆动作轨迹,从而得到刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集。
步骤S104,根据Harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点。
在本步骤中,对绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行灰度化处理,得到第一帧灰度灰度图像;
采用Harris角点检测算法基于预设滑动窗N口对第一帧灰度灰度图像进行滑动检测;
判别滑动窗口范围内是否为灰度一阶导数最大值,若是,则为强角点,其中,滑动窗口的窗口中心点为,平移为/>,滑动窗口灰度的变化为:
,
式中,为窗口灰度变化,/>为窗口函数,/>为图像灰度,S为窗口移动的区域,为平移后的图像灰度,/>,为像素点在水平方向上的差分,/>为像素点在垂直方向上的差分,/>为像素点水平方向变化程度,/>为像素点垂直方向变化程度,/>为偏移量。
需要说明的是,对于图像局部微小移动量可得到:
,
其中,为2*2矩阵,/>,/>为像素点图像灰度横坐标,/>为像素点图像灰度纵坐标,若矩阵 M 的两个特征值中较小的一个大于阈值时,则判定此像素点(x,y)为强角点。
步骤S105,通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹,并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成高压断路器的超程距离。
在本步骤中,为了提高计算精度与增强光流运动估计的鲁棒性,引入惩罚函数,改进的光流场算法的惩罚函数的表达式为:
,
式中,为窗口函数,/>代表卷积,/>表示图像中的一个像素,/>为所需光流矢量,/>为梯度常数的权重,反映亮度与梯度常数的比值,/>为原始图像灰度横量,/>为原始图像梯度横量,/>为像素矢量变化函数,/>为积分下限,/>为平移后图像灰度横量,/>为平移后图像梯度横量。
对于窗口函数,采用双边滤波器包括范围高斯滤波与空间高斯滤波器,既能保持
原始图像的总体块,又能保护图像边缘,避免模糊损伤。因此,像素的权重与距离和
强度差成反比,表示为:
,
式中,为空间高斯滤波器,为距离高斯滤波器,为像素与之间
的欧式距离,为归一化项,表示图像区域;
其中,,
式中,为p点图像灰度与q点图像灰度之间的欧式距离,/>为p点图像灰度,/>为q点图像灰度;
,
,
式中,为高斯函数距离标准差,/>为高斯函数灰度标准差,/>为p点与q点的图像灰度差;
和/>随着/>和/>增大而增大,将会影响算法稳定性,调整这两个参数则可以在过度模糊图像特征的过平滑性和由于噪声和纹理导致的过度断裂变化的欠平滑性之间建立平衡。最后,改进的光流场算法的表达式为:
,
式中,为密集空间变换总体损失,/>为权值项,/>为窗口累积数,/>为惩罚函数,/>为平滑项,/>为像素点权重,/>为像素矢量变化函数,/>为梯度恒常函数。
经过惩罚函数优化后的光流场算法提升了可微性与鲁棒性,克服了在实际应用中会产生物体形状信息的损失的问题。
综上,本申请的方法,通过动态电阻判断断路器主触头的刚合点,从而拍摄绝缘连杆运动轨迹,并通过Harris角点检测算法选定连杆强角点位置定位,再通过改进的光流场算法对强角点运动轨迹计算可得出绝缘连杆运动距离,通过比值换算成断路器超程距离。相对于传统的激光传感器检测和人工标记识别方法,本发明能有效降低人工处理及高压侧电磁干扰带来的误差,在断路器例行动作、导负荷等工作时,也能测量断路器机械特性,这样无需设备停电、拆引线,弥补了现有技术的不足。
请参阅图4,其示出了本申请的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统的结构框图。
如图4所示,高压断路器超程测量系统200,包括第一获取模块210、分析模块220、第二获取模块230、检测模块240以及换算模块250。
其中,第一获取模块210,配置为根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1;分析模块220,配置为在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流,并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2,其中,所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接;第二获取模块230,配置为获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集,其中,所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到,所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像;检测模块240,配置为根据Harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点;换算模块250,配置为通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹,并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成断路器超程距离,其中,改进的光流场算法的表达式为:,式中,/>为密集空间变换总体损失,/>为权值项,/>为窗口累积数,/>为惩罚函数,/>为平滑项,/>为像素点权重,/>为像素矢量变化函数,/>为梯度恒常函数。
应当理解,图4中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此,上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图4中的诸模块,在此不再赘述。
在另一些实施例中,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序指令被处理器执行时,使所述处理器执行上述任意方法实施例中的基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法;
作为一种实施方式,本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令设置为:
根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1;
在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流,并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2,其中,所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接;
获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集,其中,所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到,所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像;
根据Harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点;
通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹,并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成高压断路器的超程距离,其中,改进的光流场算法的表达式为:
,
式中,为密集空间变换总体损失,/>为权值项,/>为窗口累积数,/>为惩罚函数,/>为平滑项,/>为像素点权重,/>为像素矢量变化函数,/>为梯度恒常函数。
计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统的使用所创建的数据等。此外,计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器,还可以包括存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中,计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图5是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图,如图5所示,该设备包括:一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括:输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接,图5中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息,以及产生与基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式,上述电子设备应用于基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统中,用于客户端,包括:至少一个处理器;以及,与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够:
根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1;
在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流,并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2,其中,所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接;
获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集,其中,所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到,所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像;
根据Harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点;
通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹,并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成高压断路器的超程距离,其中,改进的光流场算法的表达式为:
,
式中,为密集空间变换总体损失,/>为权值项,/>为窗口累积数,/>为惩罚函数,/>为平滑项,/>为像素点权重,/>为像素矢量变化函数,/>为梯度恒常函数。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法,其特征在于,包括:
根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1;
在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流,并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2,其中,所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接;
获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集,其中,所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到,所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像;
根据Harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点;
通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹,并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成高压断路器的超程距离,其中,改进的光流场算法的表达式为:
,
式中,为密集空间变换总体损失,/>为权值项,/>为窗口累积数,/>为惩罚函数,为平滑项,/>为像素点权重,/>为像素矢量变化函数,/>为梯度恒常函数。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法,其特征在于,所述通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2包括:
将峭度定义为随机变量的四阶中心矩除以标准差的四次幂,是无量纲因子,用来检验信号偏离正态分布的程度,其中,计算峭度/>的表达式为:
,
式中,为离散序列的幅值,/>为当前离散序列内的均值,/>为离散序列点数;
根据当前时刻及与所述当前时刻相邻的预设个数的离散序列点每0.5ms计算峭度,当峭度/>大于预设阈值时,判断此时达到高压断路器主触头的刚合时刻t2。
3.根据权利要求1所述的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法,其特征在于,所述根据Harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点包括:
对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行灰度化处理,得到第一帧灰度图像;
采用Harris角点检测算法基于预设的滑动窗口N对所述第一帧灰度图像进行滑动检测;
判别所述滑动窗口N范围内是否为灰度一阶导数最大值,若是,则为强角点,其中,所述滑动窗口的窗口中心点为,平移为/>,滑动窗口灰度的变化为:
,
式中,为窗口灰度变化,/>为窗口函数,/>为图像灰度,S为窗口移动的区域,为平移后的图像灰度,/>,为像素点在水平方向上的差分,/>为像素点在垂直方向上的差分,/>为像素点水平方向变化程度,/>为像素点垂直方向变化程度,/>为偏移量。
4.根据权利要求1所述的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法,其特征在于,其中,改进的光流场算法的惩罚函数的表达式为:
,
式中,为窗口函数,/>代表卷积,/>表示图像中的一个像素,/>为所需光流矢量,/>为梯度常数的权重,反映亮度与梯度常数的比值,/>为原始图像灰度横量,为原始图像梯度横量,/>为像素矢量变化函数,/>为积分下限,/>为平移后图像灰度横量,/>为平移后图像梯度横量。
5.根据权利要求1所述的一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法,其特征在于,所述基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成高压断路器的超程距离包括:
根据所述运动轨迹计算高压断路器的绝缘连杆运动距离;
基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述绝缘连杆运动距离换算成高压断路器的超程距离。
6.一种基于改进光流场算法的高压断路器超程测量系统,其特征在于,包括:
第一获取模块,配置为根据连接在与高压断路器相邻连接的电流互感器上的第二试验接线获取高压断路器一次电流通流的第一时刻t1;
分析模块,配置为在第一时刻t1通过第一试验接线对所述高压断路器进行施加电流,并通过所述高压断路器的动态电阻判断高压断路器主触头的刚合时刻t2,其中,所述第一试验接线分别与高压断路器一侧断开的接地扁铁、高压断路器一侧连通的接地扁铁连接;
第二获取模块,配置为获取刚合时刻t2至第二时刻t3的所述高压断路器的绝缘连杆动作轨迹图像集,其中,所述第二时刻t3由所述刚合时刻t2经过预设时间间隔得到,所述绝缘连杆动作轨迹图像集中包含至少一帧绝缘连杆动作轨迹图像;
检测模块,配置为根据Harris角点检测算法对所述绝缘连杆动作轨迹图像集中的第一帧绝缘连杆动作轨迹图像进行窗口滑动检测,得到所述第一帧绝缘连杆动作轨迹图像内的强角点;
换算模块,配置为通过改进的光流场算法获取所述强角点在绝缘连杆动作轨迹图像集中的运动轨迹,并基于绝缘连杆实际长度与图片像素长度比值关系将所述运动轨迹换算成断路器超程距离,其中,改进的光流场算法的表达式为:
,
式中,为密集空间变换总体损失,/>为权值项,/>为窗口累积数,/>为惩罚函数,为平滑项,/>为像素点权重,/>为像素矢量变化函数,/>为梯度恒常函数。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311824256.XA CN117471306B (zh) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | 基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311824256.XA CN117471306B (zh) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | 基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117471306A true CN117471306A (zh) | 2024-01-30 |
CN117471306B CN117471306B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=89624177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311824256.XA Active CN117471306B (zh) | 2023-12-28 | 2023-12-28 | 基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117471306B (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120106149A (ko) * | 2011-03-17 | 2012-09-26 | 현대중공업 주식회사 | 비전 기반의 가스절연개폐기 접지개폐기/단로기 구동부 위치인식 장치 및 방법 |
CN103155076A (zh) * | 2010-08-31 | 2013-06-12 | Abb技术有限公司 | 电路断路器断续器行程曲线估算 |
CN105353301A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-02-24 | 华北电力大学(保定) | 一种断路器状态评估参数获取方法 |
JP2017054603A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 中国電力株式会社 | 遮断器開閉機構の作動性評価装置および作動性評価方法 |
CN106526467A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-22 | 西安交通大学 | 一种基于机器视觉的高压断路器分合闸速度特性测量方法 |
CN114859221A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-05 | 宁波送变电建设有限公司 | 基于线阵相机的断路器分合闸速度测量方法及装置 |
CN116008794A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-04-25 | 国网安徽省电力有限公司超高压分公司 | 高压断路器分合闸速度特性的测试装置、系统、方法 |
CN116704416A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-09-05 | 广东电网有限责任公司 | 一种高压断路器机械特性自动提取方法及系统 |
-
2023
- 2023-12-28 CN CN202311824256.XA patent/CN117471306B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103155076A (zh) * | 2010-08-31 | 2013-06-12 | Abb技术有限公司 | 电路断路器断续器行程曲线估算 |
KR20120106149A (ko) * | 2011-03-17 | 2012-09-26 | 현대중공업 주식회사 | 비전 기반의 가스절연개폐기 접지개폐기/단로기 구동부 위치인식 장치 및 방법 |
JP2017054603A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 中国電力株式会社 | 遮断器開閉機構の作動性評価装置および作動性評価方法 |
CN105353301A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-02-24 | 华北电力大学(保定) | 一种断路器状态评估参数获取方法 |
CN106526467A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-03-22 | 西安交通大学 | 一种基于机器视觉的高压断路器分合闸速度特性测量方法 |
CN114859221A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-05 | 宁波送变电建设有限公司 | 基于线阵相机的断路器分合闸速度测量方法及装置 |
CN116008794A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-04-25 | 国网安徽省电力有限公司超高压分公司 | 高压断路器分合闸速度特性的测试装置、系统、方法 |
CN116704416A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-09-05 | 广东电网有限责任公司 | 一种高压断路器机械特性自动提取方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘亚魁;李红运;林天然;王烽超: "基于机器视觉的高压断路器机械特性测量方法", 电工技术学报, no. 2023, 31 August 2023 (2023-08-31), pages 222 - 230 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117471306B (zh) | 2024-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104697768B (zh) | 一种高压断路器动触头运动特性测试方法 | |
KR101360754B1 (ko) | 전자기 스위칭 장치의 콘택 부식을 결정하는 방법 및그러한 방법에 따라 동작하는 메커니즘을 포함하는 전자기스위칭 장치 | |
CN105353301B (zh) | 一种断路器状态评估参数获取方法 | |
CN116338449B (zh) | 一种断路器开关特性在线测试方法及系统 | |
CN107860562A (zh) | 一种高压断路器操作弹簧疲软测试方法 | |
CN109421050B (zh) | 一种机器人的控制方法及装置 | |
JP5836503B2 (ja) | 検査装置および検査方法 | |
JP5615385B2 (ja) | 電力開閉装置の動作時間予測装置 | |
CN117471306B (zh) | 基于改进光流场算法的高压断路器超程测量方法及系统 | |
CN116008794A (zh) | 高压断路器分合闸速度特性的测试装置、系统、方法 | |
CN114859221A (zh) | 基于线阵相机的断路器分合闸速度测量方法及装置 | |
CN113865712A (zh) | 一种jp电气柜温度监测系统 | |
CN108161935A (zh) | 机器人基坐标系校准的方法及装置 | |
CN111260776A (zh) | 一种自适应正态分析的三维形貌重建方法 | |
CN110907811A (zh) | 一种中压开关柜触头行程测量方法 | |
Ye et al. | A Method of Binocular Laser 3-D Scanning Imaging for Reflective Workpieces | |
CN109166122A (zh) | 基于图像处理的断路器操作机构弹簧伸缩特性测试方法 | |
Zou et al. | Circuit Breaker Energy Storage Spring Deformation Characteristics Test Method Based on Identification Region Estimation and Optimization of SSD-P Algorithm | |
CN112683164B (zh) | 一种适用于视觉-激光测量系统的相对位姿测量精度评估方法 | |
CN117824486B (zh) | 一种平面变压器绕组运动位移测量方法及系统 | |
JP2018112447A (ja) | 計測装置および計測装置の作動方法 | |
Zhao et al. | A correction testing method for mechanical characteristic parameter of circuit breaker based on vision technology | |
CN118427535B (zh) | 一种电气设备自动化检测方法及系统 | |
CN117053941B (zh) | 基于激光器的光纤测温场景故障预警系统 | |
Deng et al. | A new method for measuring the speed characteristics of high voltage circuit breaker based on machine vision algorithm |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |