基于视线驱动的海上风力发电机组垂直度检测方法及装置与流程

本申请涉及风力发电机垂直度检测，尤其涉及一种基于视线驱动的海上风力发电机组垂直度检测方法及装置。

背景技术：

1、风电塔是风力发电机组的支柱，风电塔垂直度决定着整个机组的正常运行。当前，发电机塔筒的垂直度测量大多采用全站仪前方交会法，此方法用全站仪转站测量，以侧角测距为主。但获取一组数据必须要进行全站仪转站，两站数据影响较大，获取的数据量有限，另外数据采集时间较长，不能获取同一时间节点的风电塔数据。

2、这种传统的测试方法对海上风力发电机的垂直度检测并不适用。

技术实现思路

1、针对上述问题，提出了一种基于视线驱动的海上风力发电机组垂直度检测方法及装置，利用三维激光扫描技术，无需接触目标本身即能快速、连续、自动地获取海量点云数据，生成高精度三维模型，有效解决了常规风机检测技术中存在的局部性、片面性、时效性、精准性、安全性等问题。

2、本申请第一方面提出一种基于视线驱动的海上风力发电机组垂直度检测方法，其特征在于，包括：

3、获取风机塔筒的观测数据；

4、将所述观测数据导入数据三维激光点云处理软件得到半整型的塔筒点云，对所述塔筒点云进行去噪与均匀化处理，获得所述风机塔筒的点云数据；

5、对所述点云数据进行等间距切片，提取圆心的几何中心坐标；

6、根据所述圆心的几何中心坐标，计算所述风机塔筒的垂直度。

7、可选的，所述获取风机塔筒的观测数据，包括：

8、分别通过第一测站与第二测站观测所述风机塔筒，生成第一观测数据与第二观测数据，其中，所述第一观测数据与所述第二观测数据相互独立。

9、可选的，对所述塔筒点云进行去噪，包括：

10、基于人工，删除所述塔筒点云内的符合预设条件的大范围噪声点云；

11、基于双边滤波算法，识别并删除所述塔筒点云内零散的噪声点；

12、通过人工和双边滤波算法的交互操作，切换不同视角，剔除所述塔筒点云内所有的噪声点。

13、可选的，所述双边滤波算法的输出像素依赖于当前被卷积像素的邻域，包括：

14、

15、其中，i和j是当前被卷积像素的坐标点，k和l是邻域像素的坐标点。

16、可选的，对所述塔筒点云进行均匀化处理，包括：

17、基于空间插值算法，采用邻近点估计未知点高程值，实现所述塔筒点云的均匀化处理，公式化为：

18、zp＝i，

19、其中，zp表示待插点高程值，zi表示距离待插点最近的点的高程值。

20、可选的，所述对所述点云数据进行等间距切片，提取圆心的几何中心坐标，包括：

21、沿着z轴方向每隔0.5m提取一个厚度为0.05m的切片，利用matlab编程拟合圆心，提取所述圆心的几何中心坐标。

22、可选的，所述根据所述圆心的几何中心坐标，计算所述风机塔筒的垂直度，包括：

23、根据底面拟合圆心(x1,y1)与顶面拟合圆心(x2,y2)，确定总偏移量δ与高度h，公式化为：

24、

25、h＝y2-y1；

26、根据所述总偏移量δ与所述高度h的比值计算垂直度i,公式化为：

27、i＝δ/h。

28、本申请第二方面提出一种基于视线驱动的海上风力发电机组垂直度检测装置，包括：

29、获取模块，用于获取风机塔筒的观测数据；

30、处理模块，用于将所述观测数据导入数据三维激光点云处理软件得到半整型的塔筒点云，对所述塔筒点云进行去噪与均匀化处理，获得所述风机塔筒的点云数据；

31、切片模块，用于对所述点云数据进行等间距切片，提取圆心的几何中心坐标；

32、计算模块，用于根据所述圆心的几何中心坐标，计算所述风机塔筒的垂直度。

33、本申请第三方面提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述第一方面中任一所述的方法。

34、本申请第四方面提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一所述的方法。

35、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

36、利用三维激光扫描技术，无需接触目标本身即能快速、连续、自动地获取海量点云数据，生成高精度三维模型，有效解决了常规风机检测技术中存在的局部性、片面性、时效性、精准性、安全性等问题。

37、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于视线驱动的海上风力发电机组垂直度检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取风机塔筒的观测数据，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述塔筒点云进行去噪，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述双边滤波算法的输出像素依赖于当前被卷积像素的邻域，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述塔筒点云进行均匀化处理，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述点云数据进行等间距切片，提取圆心的几何中心坐标，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述圆心的几何中心坐标，计算所述风机塔筒的垂直度，包括：

8.一种基于视线驱动的海上风力发电机组垂直度检测装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

技术总结
本申请提出了一种基于视线驱动的海上风力发电机组垂直度检测方法及装置，涉及风力发电机垂直度检测技术领域，包括：获取风机塔筒的观测数据；将观测数据导入数据三维激光点云处理软件得到半整型的塔筒点云，对塔筒点云进行去噪与均匀化处理，获得风机塔筒的点云数据；对点云数据进行等间距切片，提取圆心的几何中心坐标；根据圆心的几何中心坐标，计算风机塔筒的垂直度。本申请利用三维激光扫描技术，无需接触目标本身即能快速、连续、自动地获取海量点云数据，生成高精度三维模型，有效解决了常规风机检测技术中存在的局部性、片面性、时效性、精准性、安全性等问题。

技术研发人员：马勇,刘艳贵,李冲,王海明,张伟平,张育钧,汪臻,高建忠
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12