[發明專利]一種風電機組高度測量方法

有效

• 申請號: 202011523504.3
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112682270B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 劉漢政;馮曉東;韓建鋒;馬俊祥;王磊;王恩民;任鑫;童彤;王華;趙鵬程;楊曉峰
• 申請（專利權）人: 華能安陽能源有限責任公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;F03D80/40
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種風電機組高度測量方法，步驟1，依據風電機組的初始外形數據構建檢測風電機組的參考點云數據，并預設風電機組模型高度值；步驟2，無人機豎直起飛上升，無人機上的激光雷達在上升過程中對風電機組進行掃描獲取點云數據；步驟3，以風電機組的塔筒底部中心點作為原點建立坐標系，將步驟1的參考點云數據和步驟2的點云數據進行ICP匹配計算，獲得匹配度數值；步驟4，將步驟3獲得的匹配度數值與預設的匹配度閾值進行比較，當匹配度數值大于或等于匹配度閾值時，將匹配度數值對應的步驟2中點云數據的豎直方向高度作為風電機組的實際高度，得到風電機組的高度值。能夠快速測量獲取風電機組的準確高度。

技術領域

本發明屬于領域風電機組檢測技術，具體屬于一種風電機組高度測量方法。

背景技術

風電機組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。風力發電機一般有機艙(傳動機構及發電機)、葉片、塔筒等部件組成。

風電機組運行過程中，葉片的表面會呈現出各種損傷，例如掉漆、葉片結冰、開裂、雷擊等。目前傳統的風電機組葉片檢測，通常采用人工爬上風力發電機，采用高空作業進行檢測，不僅會花費大量的人力，而且存在較大的安全隱患。

因此通過無人機搭載圖像采集裝置進行風電機組葉片檢測，能夠避免上述問題，很好的代替人工進行檢測。但是由于通過無人機搭載圖像采集裝置進行風電機組葉片檢測時，無人機通常需要按照規劃的飛行路線對風電機組葉片進行圖像采集。一般為，無人機從地面上升至風電機組高度處(風電機組輪轂中心處)，隨后依次按照規劃路線對風電機組的葉片進行圖像采集。如未能準確測量得到風電機組的準確高度，則無人機的實際巡檢路線與規劃路線則會存在較大誤差，采集得到的圖像信息將不能滿足實際檢測的需要。因此能否準確定位風電機組安裝后的實際高度，是能夠準確獲取葉片圖像信息的基礎。

現階段主要采用激光測高設備來測量風電機組的豎直高度，這種方式主要是利用發射出的激光經被測量物體的反射后又被測量設備接收，測量設備同時記錄激光往返的時間，通過一定的數據計算便得出風電機組的豎直高度。但是測得數據后，需要人工將數據輸入無人機控制裝置，隨后人工或自動控制無人機從地面上升至風電機組高度處，再開始葉片檢測，使得巡檢過程復雜化。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種風電機組高度的測量方法，能夠快速測量獲取風電機組的準確高度，幫助通過無人機搭載圖像采集裝置進行風電機組葉片檢測時，圖像獲取的準確度。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種風電機組高度測量方法，包括以下步驟，

步驟1，依據風電機組的初始外形數據構建檢測風電機組的參考點云數據，并預設風電機組模型高度值；

步驟2，無人機豎直起飛上升，無人機上的激光雷達在上升過程中對風電機組進行掃描獲取點云數據；

步驟3，以風電機組的塔筒底部中心點作為原點建立坐標系，將步驟1的參考點云數據和步驟2的點云數據進行ICP匹配計算，獲得匹配度數值；

步驟4，將步驟3獲得的匹配度數值與預設的匹配度閾值進行比較，當匹配度數值小于匹配度閾值時，無人機繼續上升，重復步驟2和步驟3，直至到達步驟1中的預設風電機組模型高度值；

當匹配度數值大于或等于匹配度閾值時，將匹配度數值對應的步驟2中點云數據的豎直方向高度作為風電機組的實際高度，得到風電機組的高度值。

優選的，步驟1中，所述風電機組模型高度值范圍為70-150m。

優選的，步驟2中，所述無人機的起飛位置為風電機組的地面，無人機上的激光雷達探頭指向風電機組的風輪平面。

優選的，步驟3中，所述坐標系的點位間隔為10CM。