[發明專利]激光雷達測風距離門的自動調節方法

有效

• 申請號: 201911201009.8
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110988905B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 張國;劉鑫;邵振州;郭辰;張立英;祭強
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;南京牧鐳激光科技有限公司
• 主分類號: G01S17/58
• 分類號: G01S17/58;G01S7/48;G01P5/26
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 劉暢

本發明公開了一種激光雷達測風距離門的自動調節方法，包括：S1、以自定義模式設置距離門值并采集對應位置的風速數據的原始數據；S2、將按照距離門采集的原始數據反演為風速數據；S3、以各距離門對應的風速數據作為輸入，聯合算法進行計算，獲得最新的距離門值，并返回給S1修正重復執行S1?S3；S4、顯示風速數據。當前現有技術只能夠按照人工設定的距離門采集數據，而自定義設置距離門可以有效的在風況復雜的位置，投入更多的測量資源，使得測量的數據更加精準，符合測風激光雷達精準測風的要求。

技術領域

本發明涉及激光雷達測風領域，具體是一種激光雷達測風距離門的自動調節方法。

背景技術

測風激光雷達采用激光作為探測介質，可與空氣中微小顆粒發生相互作用，具有時空分辨率高、自動化程度高、安裝簡單易維護、移動便攜性好等優勢，可有效提高項目實施效率，因此成為了最具前景的風場信息測量手段。

利用相干測風激光雷達測量風速的具體地過程是：激光器發射窄線寬的激光進入大氣，激光與大氣氣溶膠粒子相互作用產生背向散射，根據多普勒效應，散射回來的激光信號頻率會發生變化。此頻移量與風速有直接的關系，其關系為：

其中Δf為頻移量；Δv為光探測方向上的風速分量；λ為激光波長。激光雷達接收系統收集一部分散射光后，利用不同的鑒頻技術，估計出多普勒頻移，最終反演出風速。脈沖相干激光雷達探測風速時，以時間為計算依據，根據不同距離段上的氣溶膠的回光時間來判斷距離，形成不同的距離門，距離門表示采集回波信號的時間范圍，也表示了預設的目標距離(因為目標要放在距離門中心)。由此可以看出，距離門測量的精準度直接影響測量的風速的精準度。

當前技術只提供了人工干預設置距離門的功能，功能模式比較單一。

發明內容

本發明為提高描述區域內風資源狀況的精準度，提出了一種激光雷達測風距離門的自動調節方法。

技術方案：一種激光雷達測風距離門的自動調節方法，包括以下步驟：

S1、以自定義模式設置距離門值并采集對應位置的風速數據的原始數據；該自定義模式是指系統下發由S3中計算返回的距離門值，并采集風速數據；

S2、將按照距離門采集的原始數據反演為風速數據；

S3、以各距離門對應的風速數據作為輸入，聯合算法進行計算，獲得最新的距離門值，并返回給S1修正重復執行S1-S3；

所述算法的計算原則：在風速變化劇烈的距離門之間增加距離門，在風速變化平緩的距離門之間減少距離門；

S4、顯示風速數據。

更優的：

S1中還包括模式選擇步驟，用戶根據需要選擇自定義模式或指定模式；

S3中還包括模式判斷步驟，根據S1中的模式選擇，系統相應執行自定義距離門計算或指定模式操作。

具體的，S1中，由FPGA采集對應距離門的數據，以固定頻率，采集發送給上位機。

具體的，S1的指定模式中：上位機將用戶配置的距離門值發送給FPGA。

具體的，S3的指定模式中：將S2獲得的風速數據直接發送至客戶端。

具體的，S3中，計算相鄰距離門之間風速數據的變化值，例如，按照從小到大進行排序，從變化值大小特點來判斷是取消距離門還是增加距離門。

具體的，S3中算法的具體步驟為：

對于n個距離門的雷達，各距離門采集的數據平均累加s分鐘，獲得：