[發(fā)明專利]一種基于無人機(jī)攝像成圖的風(fēng)電場(chǎng)微觀選址方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110495787.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN113205218A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭少平;何文俊;解璟昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 魏木蘭

本發(fā)明涉及風(fēng)電開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于無人機(jī)攝像成圖的風(fēng)電場(chǎng)微觀選址方法。通過低空無人機(jī)采集航空影像數(shù)據(jù)，根據(jù)無人機(jī)的鏡頭畸變參數(shù)進(jìn)行畸變差糾正，將項(xiàng)目參數(shù)與鏡頭畸變參數(shù)導(dǎo)入圖像處理模型后得到預(yù)處理圖像；預(yù)處理圖像結(jié)合pos數(shù)據(jù)與地面RTK布點(diǎn)數(shù)據(jù)完成空中三角測(cè)量；通過DSM點(diǎn)云數(shù)據(jù)和DOM點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入成圖軟件得到DLG數(shù)據(jù)；基于DSM點(diǎn)云數(shù)據(jù)和DOM點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化處理得到DSM模型和DOM模型，生成三維地圖；結(jié)合DSM模型與流體力學(xué)進(jìn)行分析模擬，在三維地圖上進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組疊加初步選定布局位置；初步選定的布局位置結(jié)合環(huán)境敏感因素，再次進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組疊直到確定設(shè)計(jì)方案。優(yōu)化了風(fēng)電機(jī)組安裝位置，提高了風(fēng)電場(chǎng)微觀選址的整體收益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于無人機(jī)攝像成圖的風(fēng)電場(chǎng)微觀選址方法。

背景技術(shù)

風(fēng)能是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量，屬于可再生能源。空氣流具有的動(dòng)能稱風(fēng)能。空氣流速越高，動(dòng)能越大。人們可以用風(fēng)電機(jī)組把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作去推動(dòng)發(fā)電機(jī)，以產(chǎn)生電力。到 2008 年為止，全世界以風(fēng)力產(chǎn)生的電力約有94.1 百萬千瓦，供應(yīng)的電力已超過全世界用量的1%。

在風(fēng)電機(jī)組項(xiàng)目中，需要重點(diǎn)管理的有：風(fēng)電場(chǎng)的微觀選址；風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)地基處理；風(fēng)機(jī)塔筒、葉片，機(jī)艙體的運(yùn)輸及吊裝的安裝等問題；其中風(fēng)電場(chǎng)的微觀選址需要進(jìn)行大量的工作；由于很多風(fēng)電機(jī)組項(xiàng)目在山區(qū)，地形復(fù)雜，條件惡劣，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)的選址問題較為復(fù)雜； 其中，風(fēng)力發(fā)電電場(chǎng)選址一般要求年平均風(fēng)速在 6 米/秒以上(60-70 米高度)，山區(qū)在 5.8 米/秒以上，年平均有效風(fēng)能功率密度在 150 瓦/平方米以上，每臺(tái)風(fēng)機(jī)的平均間距為葉片直徑的 4-6 倍，并網(wǎng)條件好，要求風(fēng)電場(chǎng)直接接入的電網(wǎng)不超過20公里，離居民區(qū) 300米以上的距離，另外，還需要考慮電價(jià)、風(fēng)向、地形、地質(zhì)、氣候、環(huán)境以及道路交通等一系列因素， 因此風(fēng)電項(xiàng)目選址非常重要。

目前現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的微觀選址一般都是基于風(fēng)能資源來考慮，如CN201510422396.3 一種高海拔山地風(fēng)電場(chǎng)微觀選址方法包括：步驟 S1，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)分析；步驟S2，風(fēng)能資源模擬；步驟 S3，機(jī)組選型；步驟 S4，確定有效開發(fā)區(qū)域；步驟 S5，風(fēng)電機(jī)組優(yōu)化排布；提高土地和風(fēng)能資源利用率，實(shí)現(xiàn)投資效益最大化；然而由于很多地形的復(fù)雜化，現(xiàn)有方法并不能實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)微觀選址的優(yōu)化處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于無人機(jī)攝像成圖的風(fēng)電場(chǎng)微觀選址方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于無人機(jī)攝像成圖的風(fēng)電場(chǎng)微觀選址方法，通過低空無人機(jī)采集航空影像數(shù)據(jù)，根據(jù)無人機(jī)的鏡頭畸變參數(shù)進(jìn)行畸變差糾正，將項(xiàng)目參數(shù)與鏡頭畸變參數(shù)導(dǎo)入圖像處理模型后得到預(yù)處理圖像；預(yù)處理圖像結(jié)合 pos 數(shù)據(jù)與地面 RTK 布點(diǎn)數(shù)據(jù)完成空中三角測(cè)量；通過數(shù)據(jù)處理得到 DSM 點(diǎn)云數(shù)據(jù)和 DOM 點(diǎn)云數(shù)據(jù)；通過 DSM 點(diǎn)云數(shù)據(jù)和 DOM點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入成圖軟件得到 DLG 數(shù)據(jù)；基于 DSM 點(diǎn)云數(shù)據(jù)和 DOM 點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化處理得到 DSM 模型和 DOM 模型，生成三維地圖；結(jié)合 DSM 模型與流體力學(xué)進(jìn)行分析模擬，在三維地圖上進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組疊加初步選定布局位置；根據(jù)初步選定的布局位置結(jié)合環(huán)境敏感因素，再次進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組疊直到最終確定設(shè)計(jì)方案。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述低空無人機(jī)采集航空影像數(shù)據(jù)時(shí)，S1，劃定目標(biāo)區(qū)域形狀和面積，進(jìn)行無人機(jī)航線的像控點(diǎn)設(shè)置；S2，計(jì)算并確定無人機(jī)飛行的高度以及無人機(jī)的飛行速度；S3，同一目標(biāo)區(qū)域設(shè)置兩條相互平行的無人機(jī)航線；至少兩個(gè)無人機(jī)沿兩條航線飛行，并采集航空影像數(shù)據(jù)。其中，無人機(jī)采用傾斜攝影，當(dāng)一組無人機(jī)飛行時(shí)，盡量保持兩個(gè)無人機(jī)平行飛行，一組無人機(jī)對(duì)同一目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行拍攝，拍攝后得到多組相對(duì)應(yīng)的航空影像數(shù)據(jù)。