[發(fā)明專(zhuān)利]葉尖塔筒凈空監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010954604.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111911364B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王蓓;姜磊;許王建;吳姍姍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海電氣風(fēng)電集團(tuán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F03D17/00
• 分類(lèi)號(hào): F03D17/00
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 周乃鑫;包姝晴

本發(fā)明公開(kāi)了一種葉尖塔筒凈空監(jiān)測(cè)方法，預(yù)先擷取包含風(fēng)機(jī)葉片的葉尖和塔筒的影像；獲取所述葉尖和塔筒之間的實(shí)際凈空值L；建立所述葉尖和塔筒之間的實(shí)際凈空值L與所述影像中塔筒和葉尖之間的像素距離D的映射關(guān)系L＝F(D)；實(shí)時(shí)獲取包含所述葉尖和所述塔筒的影像；計(jì)算實(shí)時(shí)獲取的所述影像中所述葉尖與塔筒之間的當(dāng)前像素距離；結(jié)合所述葉尖與塔筒之間的當(dāng)前像素距離和所述映射關(guān)系L＝F(D)計(jì)算得到當(dāng)前的實(shí)際凈空值本發(fā)明實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉尖塔筒凈空實(shí)時(shí)追蹤監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種葉尖塔筒凈空監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

葉尖塔筒凈空是指風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片經(jīng)過(guò)塔筒時(shí)葉片尖端與塔筒間的最小距離。葉片在不同風(fēng)況下會(huì)發(fā)生揮舞方向、擺振方向以及扭轉(zhuǎn)方向的形變，為了避免發(fā)生形變的葉片觸碰到塔筒，在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)初期就會(huì)模擬仿真各種工況下的葉尖塔筒凈空距離，以確保風(fēng)機(jī)正常的運(yùn)行，避免發(fā)生葉片掃塔事故。隨著葉片長(zhǎng)度的增加，風(fēng)機(jī)對(duì)最小凈空的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。

現(xiàn)有的葉尖塔筒凈空監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少具有如下問(wèn)題，其會(huì)受惡劣環(huán)境下影響，無(wú)法獲取真實(shí)凈空值，也無(wú)法對(duì)葉尖塔筒凈空過(guò)小的情況進(jìn)行報(bào)警。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種葉尖塔筒凈空監(jiān)測(cè)方法，以解決上述問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種葉尖塔筒凈空監(jiān)測(cè)方法，包括：預(yù)先擷取包含風(fēng)機(jī)葉片的葉尖和塔筒的影像；獲取所述葉尖和塔筒之間的實(shí)際凈空值L；建立所述葉尖和塔筒之間的實(shí)際凈空值L與所述影像中塔筒和葉尖之間的像素距離D的映射關(guān)系 L＝F(D)；實(shí)時(shí)獲取包含所述葉尖和所述塔筒的影像；計(jì)算實(shí)時(shí)獲取的所述影像中所述葉尖與塔筒之間的當(dāng)前像素距離；結(jié)合所述葉尖與塔筒之間的當(dāng)前像素距離和所述映射關(guān)系L＝F(D)計(jì)算得到當(dāng)前的實(shí)際凈空值。

優(yōu)選地，計(jì)算實(shí)時(shí)獲取的所述影像中該葉尖與塔筒之間的當(dāng)前像素距離的步驟包括：在所述影像中定位葉尖像素；計(jì)算所述葉尖的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡中葉尖像素至塔筒像素最近的像素點(diǎn)；以該像素點(diǎn)至所述塔筒的像素的距離作為當(dāng)前像素距離。

優(yōu)選地，采用深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)算法在所述影像中定位所述葉尖像素。

優(yōu)選地，所述采用深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)算法在所述影像中定位所述葉尖像素的步驟包括：根據(jù)深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)算法提取所述葉片的前端位置區(qū)域 (x,y,w,h)，其中x,y是葉尖端的點(diǎn)坐標(biāo)，w和h是葉尖端的寬和高，以前端位置區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)(x+w/2,y+h/2)作為葉尖像素的位置T。

優(yōu)選地，根據(jù)深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)算法提取風(fēng)機(jī)葉片的前端位置區(qū)域的步驟包括：預(yù)先獲取用于訓(xùn)練所述深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)算法的訓(xùn)練集；將所述影像采用人工畫(huà)框的方式標(biāo)定出葉片的前端位置；基于深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)算法進(jìn)行葉片前端區(qū)域定位算法的訓(xùn)練，直到Loss收斂，保存訓(xùn)練好的葉片前端檢測(cè)模型；基于訓(xùn)練好的葉片前端檢測(cè)模型，對(duì)葉片前端進(jìn)行定位，獲取所述葉片的前端位置區(qū)域。

優(yōu)選地，建立所述葉尖和塔筒之間的實(shí)際凈空值L與所述影像中塔筒和葉尖之間的像素距離D的映射關(guān)系L＝F(D)的步驟包括：標(biāo)定所述影像中塔筒的像素位置P；采用深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)算法提取所述影像中所述葉尖的像素位置T；根據(jù)所述葉尖的像素位置T和所述風(fēng)機(jī)塔筒的像素位置P計(jì)算所述葉尖和風(fēng)機(jī)塔筒的像素距離D；當(dāng)所述像素距離D為最小值時(shí)，建立所述實(shí)際凈空值L與風(fēng)機(jī)塔筒和所述葉尖之間的像素距離D的映射關(guān)系L＝F(D)。

優(yōu)選地，所述實(shí)際凈空值L為根據(jù)風(fēng)力發(fā)電裝置安裝的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，獲取的所述葉尖在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的所述葉尖和所述風(fēng)機(jī)塔筒之間的凈空值。

優(yōu)選地，所述影像采用視頻采集設(shè)備采集得到，所述視頻采集設(shè)備位于風(fēng)機(jī)的機(jī)艙底部和風(fēng)機(jī)的輪轂之間，所述機(jī)艙底部開(kāi)設(shè)有安裝孔，將所述視頻采集設(shè)備通過(guò)所述安裝孔固定于所述機(jī)艙內(nèi)部的翻邊上，且所述視頻采集設(shè)備的攝像頭位于所述安裝孔外部，用于俯拍所述風(fēng)機(jī)葉片的葉尖和塔筒。