基于模型修正或重建的叶片跟踪检测方法与流程

1.本发明属于风力发电设备技术领域，具体涉及一种基于模型修正或重建的叶片跟踪检测方法。


背景技术：

2.风力发电机不论在转运、安装还是运行过程中都容易出现损伤。尤其在运行过程中遭遇冰雹、雨雪等天气时损伤风险会急剧增加。出现损伤的叶片如不能及时被发现，损伤将持续加剧，进而导致整个叶片的损毁，严重的还将引起风力发电机机舱故障，失去发电能力。为尽可能早地确定叶片上是否存在损伤，现有技术中常采用人工进行定期查看的方式来实现。即通过受过专业训练的操作人员攀爬至叶片表面进行查看才能确定叶片表面是否存在损伤。
3.目前也有企业开始逐步利用携带相机的无人机飞行至叶片位置，对叶片进行扫描查看，以获取叶片表面的健康状态，从而了降低人工检修带来的风险挑战。采用人工攀爬至叶片表面进行查看的方式确定叶片表面是否存在损伤，需要耗费较长时间以培训操作人员。操作人员在攀爬至叶片上进行查看定损时也会花费较长时间，通常情况下一天只能查看一至两台风机，效率非常低。面对上百台风机的风电场，采用人工的确定方式明显无法满足叶片损伤检测的需求。增加用于检测风机叶片的操作人员尽管能够提高检测速度，但同时也加重了风电场的运营成本。
4.在利用无人机巡检时，现有技术中大多需要人工操控，并且距离叶片非常远的距离进行巡检，即便脱离人的操控之后也由于飞行路线精度低，不仅不能保证完全覆盖风机叶片，而且也很难得到清晰的图像数据。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明提供基于模型修正或重建的叶片检测方法。
6.具体方案如下：基于模型修正或重建的叶片跟踪检测方法，包括如下步骤，s1）：预先设定无人机风机模型，并在所述风机模型上设置预设飞行路线；s2）：无人机根据飞行路线飞行，实时获取风机数据，同时进行风机模型数据的校正；s3）：根据校正后的风机模型数据更新所述预设飞行路线；s4): 依据更新的预设飞行路线，无人机在完成一个叶片的正面检测后继续对下一叶片的正面进行检测，直至完成所有叶片的正面检测，而后转入叶片的背面检测。
7.无人机按照预设路线飞行的同时，无人机通过面阵毫米波雷达采集风机的点云数据，并依据风机的点云数据修正所述风机模型。
8.风机中设置有gps，无人机获取风机中gps坐标数据，并通过gps坐标数据进行位置移动。
9.对一个叶片的正面或背面飞行检测的方法为，m1）：无人机按照预设飞行路线自叶片下侧飞行，同时通过面阵毫米波雷达扫描雷达视野内的有关风机的点云数据，对预先给定的风机模型中的对应叶片下侧面进行修正或重建；m2）：基于修正或重建后的叶片下侧面继续修正或重建当前叶片的上侧面，然后基于修正或重建的上侧面，调整上侧面上用来构成飞行路线的点以调整飞行路线；m3）：在无人机进行巡检上侧面时继续对上侧面进行扫描并修正或重建。
10.本发明公开了一种基于模型修正或重建的叶片检测方法，所述方法先给定一个适当的风机模型，便能够在实际的飞行检测过程中自动校正飞行路线，并实现精确飞行。在扫描检测当前的叶片时既可以根据风机自身的结构特点修正或重建出下一叶片或下一侧面的图像数据，也可以继续通过扫描的方式构建出更加精确的图像数据，最终获得与叶片形状更加匹配的飞行路线。
附图说明
11.图1是本发明的流程图。
具体实施方式
12.下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施，而不是全部的实施，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
13.如图1所示，基于模型修正或重建的叶片跟踪检测方法，包括如下步骤，s1）：预先设定无人机风机模型，并在所述风机模型上设置预设飞行路线；s2）：无人机根据飞行路线飞行，实时获取风机数据，同时进行风机模型数据的校正；s3）：根据校正后的风机模型数据更新所述预设飞行路线；s4): 依据更新的预设飞行路线，无人机在完成一个叶片的正面检测后继续对下一叶片的正面进行检测，直至完成所有叶片的正面检测，而后转入叶片的背面检测。
14.设置飞行路线的目的是让无人机检测之前能够正常启动飞行，随着无人机的飞行，实时获取的风机数据会实时校正模型数据，对风机模型数据校正的目的是让模型与实际的风机更加匹配，避免设置飞行路线时出现较大偏差，即每扫描完成一个叶片后的模型会比扫描前的模型更加精确。进而预设飞行路线会在更新的模型中进行设定，从而控制无人机更加精确飞行。
15.具体来说，本实施例在实际使用中首先预先给定一个风机模型，并在此风机模型上设定无人机巡检系统的巡检路径，用以控制无人机按照设定好的巡检路径飞行，在无人机按照预设路线飞行的同时，无人机通过面阵毫米波雷达采集风机的点云数据，并依据风机的点云数据修正所述风机模型，进而可以依据叶片的点云数据建立/修正风机模型，目的是使风机模型与当前巡检的风机的结构状态更加匹配。
16.在本实施例中，所述面阵毫米波雷达可以采用木牛科技的面阵毫米波，所述的面
阵毫米波的视场角水平方向优选为180
°
，所述的面阵毫米波的视场角竖直方向优选为30
°
，所述的面阵毫米波的探测视野为1024*80，所述的面阵毫米波的探测的范围处于0.4m-120m之间。
17.风机中设置有gps，无人机获取风机中gps坐标数据，并通过gps坐标数据进行位置移动。飞行过程中无人机通过获取风机中各个部件所在位置的gps坐标数据并基于获取的坐标数据实现精确的位置移动。
18.基于实时修正的风机模型进行飞行时，本实施例是在完成一个叶片的正面检测后继续对下一叶片的正面进行检测，直至完成所有叶片的正面检测，最终转入叶片的背面检测。
19.对一个叶片的正面或背面飞行检测的方法为，m1）：无人机按照预设飞行路线自叶片下侧飞行，同时通过面阵毫米波雷达扫描雷达视野内的有关风机的点云数据，对预先给定的风机模型中的对应叶片下侧面进行修正或重建；m2）：基于修正或重建后的叶片下侧面继续修正或重建当前叶片的上侧面，然后基于修正或重建的上侧面，调整上侧面上用来构成飞行路线的点以调整飞行路线；调整飞行路线的目的使无人机与理想的飞行路线更接近，并与当前的叶片更匹配。
20.m3）：在无人机进行巡检上侧面时继续对下侧面进行扫描并修正或重建。叶片下侧面的修正或重建是基于扫描得出，而非基于下侧面和叶片的结构等相对位置关系生成的。
21.在本实施例中，叶片的上侧面是基于修正或重建后的下侧面进行重建的，因此，在无人机进行巡检上侧面时继续对下侧面进行扫描并修正或重建，以增加叶片的上侧面的模型数据的精确性。
22.根据步骤m1）至步骤m2），全部修正或重建出了当前叶片的正面数据以及对应的飞行路线。而后，再次根据步骤m1）至步骤m2）可完成其他的叶片正面的跟踪检测。
23.最后一个叶片的正面检测完成后，可以相对修正或重建当前叶片的背面，以便完成对风机叶片背面的跟踪检测，叶片背面的检测过程可参考叶片正面的检测过程。
24.本实施例公开了一种基于模型修正或重建的叶片检测方法，所述方法先给定一个适当的风机模型，便能够在实际的飞行检测过程中自动校正飞行路线，并实现精确飞行。在扫描检测当前的叶片时既可以根据风机自身的结构特点修正或重建出下一叶片或下一侧面的图像数据，也可以继续通过扫描的方式构建出更加精确的图像数据，最终获得与叶片形状更加匹配的飞行路线。
25.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。