[发明专利]运用高速CMOS成像的断路器测试系统的多目标追踪方法

权利要求书

1.一种运用高速CMOS成像的断路器测试系统的多目标追踪方法，断路器测试系统包括高速CMOS成像装置，断路器触头，触头传动杆，多目标条纹测试标签和数据处理装置，触头传动杆与断路器触头连接，标定用的多目标条纹测试标签粘贴在触头传动杆的外露部分上，高速CMOS成像装置用于拍摄触头传动杆的高速运动图像，图像处理装置用于处理拍摄到的高速运动图像，并进行图像识别、分析和数据处理，并进行速度及行程的测试，同时显示最终的测试结果；

多目标条纹测试标签由多个等距排列的黑白条纹组成；

高速CMOS成像装置的镜头与多目标条纹测试标签的位置相适应，进行对准；

多目标追踪方法首先应用高速CMOS成像装置拍摄触头传动杆的高速运动图像；其次，图像处理装置处理拍摄到的高速运动图像，并进行图像识别、分析和数据处理；最后，进行速度及行程的测试，显示最终的测试结果；

其特征在于：

所述的图像分析和数据处理，具体包括如下步骤：

（1）分析图像，判断标定目标的运动方向；

（2）选定第一个目标记录条纹，并保存其在不同时刻的位置数据；

（3）判断是否有新条纹进入视场；

（4）进行递补条纹累加；

（5）选定新条纹为目标记录条纹，并记录其在不同时刻的位置数据；

（6）根据保存的位置数据，计算出目标记录条纹的位移-时间曲线，反映与之相连接的触头运动状态。

2.根据权利要求1所述的运用高速CMOS成像的断路器测试系统的多目标追踪方法，其特征在于：判断运动方向，首先记录第一幅图像第1行视场中所示条纹的左边界位置Q1与右边界位置Q2，然后从第2行开始依次记录所示条纹的左边界位置Q3与右边界位置Q4，将Q3与Q1，Q3与Q2进行对比，直到在某一行获得Q3>Q1且Q4>Q2，判断条纹向右运动，或Q3<Q1且Q4<Q2，判断条纹向左运动。

3.根据权利要求1所述的运用高速CMOS成像的断路器测试系统的多目标追踪方法，其特征在于：记录目标条纹的不同时刻位置，包含以下步骤：

（2.1）通过运动方向确定追踪的目标条纹，当整体目标向右运动时，以视场中最左端条纹的左边界作为追踪目标；当整体目标向左运动时，以视场中最右端条纹的右边界作为追踪目标；

（2.2）通过运动方向，依次从第一幅图的第一行到第三幅图的最后一行记录追踪条纹边界的具体像素点位置，此步骤中需要结合判断是否有新条纹进入视场进行记录，若有条纹进入视场则需要进行位移累加。

4.根据权利要求1所述的运用高速CMOS成像的断路器测试系统的多目标追踪方法，其特征在于：判断是否有新条纹进入视场的方法是，标定目标时确定测试标签黑条纹在视场中实际所占的像素点数为N，由于使用的是等间距黑白条纹，因此白条纹所占的像素点数也为N，确定目标运动方向后，以记录的左条纹的左边界P1或右条纹的右边界P2为基础；

向右运动时，当追踪目标边界的像素点位置变为P1+2N时，对此运动行重新记录视场中最左端条纹的左边界为P1-1，取P1与P1-1的差值记为X，当X=2N时则进入了新条纹，若X=0则未进入新条纹；

向左运动时，当追踪目标边界的像素点位置变为P2-2N时，取P2-2与P2的差值记为Y，当Y=2N时则进入了新条纹，若Y=0则未进入新条纹。

5.根据权利要求1所述的运用高速CMOS成像的断路器测试系统的多目标追踪方法，其特征在于：进行递补条纹累加，包含以下步骤：

（4.1）每当判断P1与P1-1的差值或P2与P2-2的差值为2N，判断为进入新条纹时，则记录新进入的条纹数NUM+1，为进行条纹的递补累加做准备，保证最终记录的位移—时间曲线的准确性；

（4.2）对图像进行处理时，记录每行的追踪目标条纹边界位置为A，当进入新条纹后，记录追踪的目标条纹边界位置为B，但实际条纹运动位置为B+NUM*2N，由于在采集时间上是连续的，每行间隔为1/10000s，由此可以在条纹递补进入视场后，仍然可以反应整体目标的运动位移而不受追踪目标丢失的影响。