基于I.MX6Q和OpenCV的电缆护套拉力试验研究

摘要

电作为人类生产生活所需要的最主要的能量来源，已经渗透进了人们生活的方方面面。随之而来的用电安全问题也受到人们的关注。而电缆护套是人与金属导线之间最基本的保护措施，是保证广大人民群众用电安全的重要环节。因此，电缆护套的性能越来越受到质量检测部门的关注。 电缆护套拉力试验机简称拉力试验机，是对电缆护套进行拉力试验的必备实验器材，它可以通过对电缆护套进行拉伸试验，测量电缆护套在被拉断的瞬间所受到的拉力和拉伸长度，从而计算出电缆护套的力学特性。 本文在国家对电缆护套力学性能检测试验要求的基础上，提出了设计方案的性能需求。根据性能需求提出了电缆护套拉力试验系统的总体设计原则，从而对拉力试验机用到的关键技术进行详细的阐述。本系统分为拉力试验机的上位机和下位机两部分。 下位机主要完成电缆护套拉力试验中拉伸长度和拉力的检测，以及计算抗张强度和断裂伸长率，并将这些数据传输到上位机。下位机使用飞思卡尔公司生产的I.MX6Q芯片作为微处理器，操作系统使用开源的嵌入式linux系统，机器视觉算法程序使用OpenCV开源视频处理函数库，交互界面使用QT4.8.5函数库。下位机硬件设备包括拉伸驱动、图像和拉力信息的采集、力学参数的计算三部分。下位机通过对工业相机采集的图片进行处理来计算出电缆护套拉伸的长度，这样不仅简化了实验过程，提高了测量的精度，还消除了长度测量过程对拉力测量的影响。机器视觉算法采用数学形态学和颜色阈值分割的方法来进行电缆护套标记点的定位。使用HF数显式推拉力计进行拉力的测量，通过串口实时地将拉力传输到微处理器进行处理。 上位机采用C++语言编写，使用MFC图形界面框架搭建友好的用户交互界面，通过网口接收下位机传输的数据，并将数据转化为拉伸长度和拉力对应的二维曲线，给用户更形象直观的感觉。并且通过调用SQLServer数据库接口函数，将电缆护套力学特性的数据保存到数据库，方便日后查询。

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