[發明專利]通過無人機進行風機模型自動重建方法及系統

有效

• 申請號: 201810906938.8
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109190186B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 劉迅;尚黎民;葉華;趙龍;柯嚴
• 申請（專利權）人: 上海擴博智能技術有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/15;G06T7/579;G06T7/593
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種通過無人機進行風機模型自動重建的方法，所述無人機上裝載一固態雷達，所述風機包括風塔和設置在風塔頂端的風輪，所述風輪包括輪轂和三個沿輪轂周向均勻分布的葉片，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：將所述無人機放置于風機前側，使得所述風塔位于所述固態雷達的探測范圍，進而控制所述無人機沿預設路徑飛行；

步驟S2：當所述無人機沿預設路徑飛行時，通過所述固態雷達采集所述風機的點云圖；

步驟S3：根據所述風機的點云圖計算出所述風機的風輪平面、風塔高度、至少一葉片的轉角以及輪轂相對應風塔中心的凸出長度；

步驟S4：根據所述風輪平面、所述風塔高度、至少一葉片的所述轉角以及輪轂相對于風塔中心的凸出長度重建風機模型；

所述步驟S1包括如下步驟：

步驟S101：以預設的基準面上的第一目標點為原點O建立NED坐標系；

步驟S102：將無人機放置在所述第一目標點上，使得所述風塔位于所述固態雷達的探測范圍內；

步驟S103：控制所述無人機沿所述預設路徑飛行；

所述步驟S2包括如下步驟：

步驟S201：當所述無人機以第一預設高度垂直升空至第二目標點時，調整所述無人機的機頭朝向至第一目標朝向，所述第一目標朝向使得所述風塔位于所述固態雷達的探測視野中央；

步驟S202：通過所述固態雷達探測出所述風塔的點云圖計算出所述風塔的直徑和所述無人機與所述風塔的第一目標距離；

步驟S203：根據預設的風塔直徑與第一預設距離的關系，計算出距離所述風塔第一預設距離的第三目標點；

步驟S204：根據所述無人機位于第三目標點時保持的第一目標朝向、第二目標點的坐標、第一目標距離和第一預設距離生成所述第三目標點的坐標，進而控制無人機飛行至第三目標點；

步驟S205：根據所述第三目標點的坐標、所述第一預設距離、所述第一目標朝向以及所述風塔的直徑生成位于所述預設的基準面上的風塔中心點M的坐標；

步驟S206：以所述風塔中心點M為原點建立ENU坐標系，進而生成所述ENU坐標系與所述NED坐標系的轉換矩陣；

步驟S207：在所述ENU坐標系中，所述無人機垂直升空飛行至第四目標點同時采集風塔和葉片的點云。

2.根據權利要求1所述的通過無人機進行風機模型自動重建的方法，其特征在于，所述步驟S201還包括如下步驟：

步驟S2011：所述無人機以第一預設高度垂直升空至第二目標點；

步驟S2012：所述無人機自轉一周并通過所述固態雷達探測判斷是否存在障礙物，當所述固態雷達探測到障礙物時，則觸發步驟S2013，當所述固態雷達沒有探測到障礙物時，則觸發步驟S2014；

步驟S2013：所述無人機再次以第二預設高度垂直升空，并再次觸發步驟S2012；

步驟S2014：調整所述無人機的機頭朝向至第一目標朝向，所述第一目標朝向使得所述風塔位于所述固態雷達的探測視野中央。

3.根據權利要求1所述的通過無人機進行風機模型自動重建的方法，其特征在于，所述步驟S207包括如下步驟：

步驟S2071：在所述無人機垂直升空飛行至第四目標點過程中，通過所述固態雷達采集所述風塔的點云圖并提取位于所述風塔的點云圖中間且沿風塔中軸線分布的像素點；

步驟S2072：當探測到所述風塔的兩側存在葉片的點云圖時，采集所述葉片的點云圖并提取位于所述葉片的點云圖中間且沿葉片的長度方向分布的像素點；

步驟S2073：當提取到一葉片的像素點的數量大于預設的數量閾值時，則所述無人機繼續垂直飛行第三預設高度至第四目標點完成葉片和風塔的點云圖采集。