在继电器制造企业中为了保证产品的各项性能指标符合相关标准和规范要求,对继电器进行专业的性能检测和动态特性分析是十分重要的工作步骤。继电器的各类性能参数是评价一台继电器合格与否的标准,目前针对各类性能参数的获取方法通常是采用人工手动接触式的测量方法,这种方法不仅效率和精度较低,而且受测量人员主观影响较大,直接接触的方式还可能对继电器自身机构产生不良影响,从而影响性能参数测量和继电器动态特性分析的准确性。本文针对继电器触头系统运动跟踪和动态特性问题,采用基于机器视觉的图像处理技术对触头系统的运动过程进行跟踪,实现对相关性能参数的非接触式测量和对继电器动态特性进行综合分析。首先设计和搭建了高速拍摄试验系统,分别对高速摄像机、光学镜头、光源照明系统、计算机系统和运动跟踪分析软件进行选型研究,确定适合本文试验的各组成部件型号,并且对现有尺寸标记物进行优化和改进设计得到一种改进型宝马标尺寸标记物,方便图像像素坐标系与实际平面坐标系转化关系的计算,还针对部件配合工作问题开发设计了一种同步器装置,为继电器触头系统运动过程的序列图像采集提供了一套完整的试验平台。然后对基于机器视觉的图像处理技术和算法进行深入研究,确定图像灰度化、图像二值化和图像滤波三种图像预处理方法,并给出对继电器实际处理的效果图。选择边缘检测算法、拐点检测算法和特征识别算法完成目标模板的建立工作,应用模板匹配快速定位算法对继电器的一组触头在序列图像中进行快速精确运动跟踪,获得不同类型触头关于运动参数的动态特性变化曲线。根据运动跟踪分析结果,灵活运用各类图像处理方法给出了接点齐度、接点扫程、托片间隙三个机械参数的非接触式测量方法,并举例说明了具体实现过程,验证了非接触式测量方法的有效性,从而确定了继电器触头系统运动跟踪和动态特性分析的方法和理论基础。最后结合继电器电气参数和运动参数的动态特性曲线,完成关于继电器时间参数的动态特性分析,并根据触头系统的运动过程给出了几个具有代表性的时间参数的非接触式测量方法。应用高速摄像试验系统对带载情况下继电器触头分离时触头间的电弧火花进行高速拍摄试验,获得带有电弧火花的序列图像,实现对燃弧时间的直接测量,通过分析电弧火花的直径变化情况侧面说明继电器燃弧的动态变化过程,结合电弧对触头运动参数动态特性的影响,比较完整地得到继电器动态特性分析结论。