[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
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本發明提供了一種通過無人機進行風機模型自動重建方法及系統，無人機上裝載一固態雷達，風機包括風塔和設置在風塔頂端的葉輪，葉輪包括輪轂和三個沿輪轂周向均勻分布的葉片，包括如下步驟：將無人機放置于風機前側，使得風塔位于固態雷達的探測范圍，進而控制無人機沿預設路徑飛行；當無人機沿預設路徑飛行時，通過固態雷達采集風機的點云圖；根據風機的點云圖計算出風機的風輪平面、風塔高度、一葉片的轉角以及輪轂相對應風塔中心的凸出長度；根據風輪平面、風塔高度、一葉片的轉角以及輪轂相對應風塔中心的凸出長度重建風機模型。本發明能夠實現風機模型的快速重建，從而便于對每一葉片進行照片的采集，實現風機葉片上的缺陷的檢測。

技術領域

本發明涉及風機檢測，具體地，涉及一種通過無人機進行風機模型自動重建方法及系統。

背景技術

風力發電機是將風能轉換為機械功，機械功帶動轉子旋轉，最終輸出交流電的電力設備。風力發電機一般有葉片、發電機、調向器、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。

在風力發電機的長期運行過程中，葉片的表面會呈現出各種損傷，例如葉片保護膜損傷、葉片掉漆、葉片結冰、葉片裂紋以及葉片油污等。

目前，對葉片表面進行損傷檢測時，通常采用人工爬上風力發電機進行檢測，不僅會花費大量的人力，而且在人工爬上風力發電的進行檢測的時候需要高空作業，作業人員的安全具有一定的風險。

因此通過無人機裝載相機進行風機檢測，能夠很好的代替人工進行檢測。但是無人機裝載相機進行工作時，需要通過對風力發電機進行建模分析，從而便于對控制無人機沿預設的巡檢路徑飛行，實現對風力發電機上損傷的檢測。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種通過無人機進行風機模型自動重建方法及系統。

根據本發明提供的通過無人機進行風機模型自動重建方法，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葉輪，所述葉輪包括輪轂和三個沿輪轂周向均勻分布的葉片，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的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。

優選地，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。

優選地，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；