[發明專利]一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法

有效

• 申請號: 202110457181.0
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113187671B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 王峰;張福祥;趙春雨
• 申請（專利權）人: 南京韋博智控科技有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;B64C39/02
• 代理公司: 南京聚匠知識產權代理有限公司 32339
• 代理人: 劉囝

1.一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、根據預先輸入的風力發電機的地理坐標和機艙的絕對海拔，獲得機艙外輪廓的點云成果；

步驟S2、將點云壓平處理，且壓平處理后使用凹包算法進行二維點集的多邊形邊緣包圍，形成邊緣包圍多邊形；

步驟S3、使用骨架算法/分水嶺算法或其他求解多邊形中心線的算法計算出多邊形的中心線；

步驟S4、利用最小二乘法對中心線的二維點集進行直線擬合，根據擬合后的中心線段的兩點計算偏航角度，即可得到風力發電機準確的偏航角數據。

2.根據權利要求1所述的一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，所述步驟S4中中心線的二維點集是對步驟S3中獲得的中心線進行重采樣后得到中心線的二維點集。

3.一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、根據預先輸入的風力發電機的地理坐標和機艙的絕對海拔，獲得機艙外輪廓的點云成果；

步驟S2、依照機艙的中心點高程對點云進行切片處理，將點云處理成多個連續高程范圍的獨立切片；

步驟S3、將各個切片壓平處理，并使用凹包算法進行二維點集的多邊形邊緣包圍，形成多個邊緣包圍多邊形；

步驟S4、使用骨架算法/分水嶺算法或其他求解多邊形中心線的算法分別計算出各個多邊形的中心線；

步驟S5、對中心線進行相關處理獲得風力發電機準確的偏航角數據。

4.根據權利要求1、2或3所述的一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：

步驟S11、根據預先輸入的風力發電機的地理坐標和機艙的絕對海拔，生成對機艙進行攝影測量的航線，無人機根據攝影測量航線進行影像的采集；

步驟S12、無人機的機載計算單元對所采集的影像進行空中三角計算，并生產點云成果。

5.根據權利要求4所述的一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，步驟S11中攝影測量的航線是以風力發電機的偏航旋轉中心點的地理坐標和機艙的絕對海拔的點作為采集的中心，生成以該點為中心，攝影測量鏡頭始終指向該點的環繞采集航線或往復采集航線。

6.根據權利要求4所述的一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，所述步驟S12中在輸出成果階段對點云成果以機艙高度為中心依據指定的高度范圍進行裁剪處理過濾。

7.根據權利要求1、2或3所述的一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，所述步驟S1中點云成果由機載激光雷達沿單航帶或雙航帶航線對機艙的外輪廓的點云進行采集獲得的。

8.根據權利要求3所述的一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，所述步驟S5具體包括：

步驟S51、將多個中心線疊加壓平處理；

步驟S52、將疊加壓平處理后的成果進行直線擬合處理，根據擬合后的直線計算風力發電機準確的偏航角數據。

9.根據權利要求3所述的一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，所述步驟S5具體包括：

步驟S5-1、對每個切片分別進行中心線擬合、平滑處理，并求解其對應的偏航角；其中，對每個切片分別進行中心線擬合、平滑處理是指對重復執行步驟S1-S4獲得的多個中心線進行擬合、平滑處理；

步驟S5-2、將得到的各個偏航角進行均值處理，則得到的均值即為風力發電機準確的偏航角數據。

10.根據權利要求9所述的一種應用無人機進行風輪偏航角的確定方法，其特征在于，所述步驟S5-2中的均值為算術平均值。