[发明专利]一种平流层飞艇阀门作动状态检测方法

权利要求书

1.一种平流层飞艇阀门作动状态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、统计不同类型阀门的数量

将倾角式开合阀门的数量记为m，推拉式开合阀门的数量记为n，分别记录两种类型阀门单次开合时间t，单位：秒；

S2、记录视频采集摄像机（ 7） 的相关参数即最大拍摄广角范围和成像像素，并将最大拍摄广角范围记为β；

S3、将相同类型的阀门统一布设

将相同类型的阀门以视频采集摄像机为圆心，布设于半径为R的圆弧上，各阀门与圆心的连线夹角均为α，则各参数之间的关系如下式所示：

α＝β/m倾角式开合阀门

α＝β/n推拉式开合阀门

S4、功能考核测试阶段

S41、视频采集摄像机采用连续录制方式，调节摄像机焦距以及水平旋转伺服电机的参数，使水平旋转伺服电机的单次旋转角度α的情况下，所有阀门均单独进入摄像机拍摄范围；

S42、设置水平伺服旋转电机单次停留时间为t1，t1＝t+5；

S43、测试开始后，测试人员通过阀门作动控制计算机依次控制阀门的开合，视频影像处理计算机同步开启阀门作动状态侦测功能，当检测到画面内的阀门出现开合动作时，实时转化为二维图像，依据阀门的具体类型开展作动状态判断；

S431、若为倾角式开合阀门，作动状态判断方法根据视频采集摄像机拍摄到的实时画面，由视频影像处理计算机转化为倾角式开合阀门二维图像，开展计算工作，具体如下：

视频采集摄像机与倾角式开合阀门位于同一水平面上，当阀门打开的过程中，圆形的阀门盖在倾角式开合阀门二维图像中始终为一长轴固定的椭圆，通过识别图像中的像素点，可求得图像中椭圆长轴d₁与短轴c之间的比例关系为：

f＝d₁/c

d₁为倾角式开合阀门二维图像中阀门盖投影椭圆的短半轴长度；

c为倾角式开合阀门二维图像中阀门盖投影椭圆的长半轴长度；

通过计算，可求得阀门盖相对于阀门座的实际开合角度

λ＝arcsin(2f)

根据λ值可判断阀门6开合状态：

若λ值介于0°和90°之间，则根据λ值，能够精确判断阀门6故障时的开合程度；

S432、若为推拉式开合阀门，作动状态判断方法根据视频采集摄像机拍摄到的实时画面，由视频影像处理计算机转化为推拉式开合阀门二维图像，开展计算工作，具体如下：

视频采集摄像机与推拉式开合阀门位于同一水平面上，将阀门理论打开最大距离记为L₀，当阀门打开的过程中，圆形的阀门盖在推拉式开合阀门二维图像中始终为一定长的矩形，通过识别图像中的像素点，可求得图像中阀门盖离开阀门座的距离L₁与阀门座直径e的比例关系为

f＝L₁/e

其中：L₁为推拉式开合阀门二维图像中阀门盖离开阀门座的距离；

e为推拉式开合阀门二维图像中阀门座投影的长度；

r为推拉式开合阀门阀门盖的半径；

通过数学换算，求得阀门盖的实际推开距离

L＝2rf

根据L值可判断阀门6开合状态：

若L值介于0和L₀之间，则根据L值，能够精确判断阀门6故障时的开合程度；

S44、一个阀门开合作动状态测试完成后，测试人员控制水平旋转伺服电机带动视频采集摄像机旋转α度，继续下一个阀门的开合作动状态测试，依次类推，直至全部阀门测试完成；

S5、长时工作可靠性测试阶段

S51、视频采集摄像机采用1秒1帧的录制方式，调节摄像机焦距，使所有阀门均进入摄像机拍摄范围；

S52、视频影像处理计算机自动识别图像内的阀门，并标记数字一一对应；

S53、测试开始后，阀门作动控制计算机依据测试人员预先设置的测试指令控制阀门的开合，视频影像处理计算机同步开启阀门作动状态侦测功能，当检测到画面内的某个阀门出现开合动作时，自动存储当时图像并标记时间，并在相应的阀门编号下累加计数；

S54、长时工作可靠性测试阶段结束时，将视频影像处理计算机记录下的各个阀门的开合次数与阀门作动计算机相应阀门发出的开合命令次数做对比，数量相同时，表明此阀门长时工作可靠性高，数量不同时，表明此阀门长时工作存在安全隐患，需要排查可能潜在的故障隐患。