风机叶片状态的检测方法及装置与流程
本公开总体说来涉及风力发电，更具体地讲，涉及一种风机叶片状态的检测方法及装置。
背景技术：
1、在风电行业中，随着对风能的利用需求变强以实现更大的功率效益，风电机组(可简称为“机组”)的容量和风力发电机(可简称为“风机”)叶片也越趋增大。然而，在这种发展趋势下，随着风电机组(例如，兆瓦级机组)的叶片长度的增大，风剪切效应、塔影效应和湍流等因素对机组造成的载荷不对称影响可能加剧。
2、作为用于将风能转化为机械能的主要部件的风机叶片，其在驱动叶轮转动的同时会受高速离心力、交变气流力的影响，并且风机的工作环境比较恶劣，这些都可能导致风机在运行一段时间之后，风机叶片的状态可能变差，例如，可能产生裂纹。叶片状态变差的情况既可能影响风机的发电性能，还甚至可能发生叶片断裂的情形。在这种情况下，由于叶轮转速较高，断裂的叶片具有较大的能量，很可能造成严重事故，甚至造成扫塔的安全风险。因此及时检测叶片的状态，对风机的安全运行等方面具有重要的意义和作用。
技术实现思路
1、本公开的实施例提供一种风机叶片状态的检测方法及装置，从而利用无人机根据风机的实际运行状态执行自动拍摄图像以检测风机叶片状态。
2、在一个总体方面，提供一种风机叶片状态的检测方法，所述检测方法应用于无人机的控制器，所述检测方法包括：由无人机的控制器经由无人机与风机的通信连接，接收风机状态数据；由无人机的控制器响应于所述风机状态数据指示风机处于运行状态，控制无人机按照第一航线飞行来拍摄风机叶片以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态；由无人机的控制器响应于所述风机状态数据指示风机处于停机状态，控制无人机按照第二航线飞行来拍摄风机叶片以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态，其中，所述第一图像包括在无人机处于悬停状态下以预设时间间隔拍摄的所有风机叶片的图像，所述第二图像包括在无人机处于非悬停状态下实时拍摄的所有风机叶片的图像。
3、可选地，所述响应于所述风机状态数据指示风机处于运行状态，控制无人机按照第一航线飞行来拍摄风机以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态的步骤可包括：响应于所述风机状态数据指示风机处于运行状态，执行以下处理：基于所述风机状态数据中的风机轮毂高度，控制无人机按照所述第一航线飞行到预设悬停位置之后悬停；在无人机悬停之后拍摄风机叶片以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态，其中，所述第一航线包括从无人机起飞开始到悬停的航线，并且所述预设悬停位置为距风机轮毂平面第一预设距离且距风机轮毂中心轴线第二预设距离的位置。
4、可选地，所述在无人机悬停之后拍摄风机叶片以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态的步骤可包括：在无人机悬停之后，执行以下处理：通过位于无人机中的测距装置，检测第一风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第一时间点以及第二风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第二时间点；在所述第二时间点之后经过了所述预设时间间隔时，控制无人机自动拍摄第三风机叶片图像，其中，所述预设时间间隔等于所述第二时间点和所述第一时间点之差减去无人机的预设拍照时间的差值；通过所述测距装置，检测第三风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第三时间点；响应于所述第三时间点与所述第二时间点之差减去所述预设时间间隔的差值小于等于预设阈值，执行以下处理：在所述第三时间点之后经过了所述预设时间间隔时，控制无人机自动拍摄第一风机叶片图像；通过所述测距装置，检测第一风机叶片再次经过无人机的有效拍摄区域的第四时间点；在所述第四时间点之后经过了所述预设时间间隔时，控制无人机自动拍摄第二风机叶片图像，从而获得包括所述第三风机叶片图像、所述第一风机叶片图像和所述第二风机叶片图像的所述第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态。
5、可选地，在所述通过所述测距装置检测第三风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第三时间点的步骤之后，可响应于所述第三时间点与所述第二时间点之差减去所述预设时间间隔的差值大于所述预设阈值，返回执行检测第一风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第一时间点以及第二风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第二时间点的步骤，以重新获取风机转速变化之后的第一更新图像，从而通过所述第一更新图像检测风机叶片状态。
6、可选地，所述预设悬停位置可包括至少一个预设悬停位置，并且所述在无人机悬停之后拍摄风机叶片以获得第一图像的步骤可包括：在无人机在所述至少一个预设悬停位置中的每个预设悬停位置处悬停之后拍摄与当前悬停位置对应的一组叶片局部图像，以获得第一图像，其中，所述第一图像包括无人机在所述至少一个悬停位置处拍摄的与所述至少一个悬停位置对应的至少一组叶片局部图像，所述至少一组叶片局部图像构成所有风机叶片的完整图像。
7、可选地，所述响应于所述风机状态数据指示风机处于停机状态，控制无人机按照第二航线飞行来拍摄风机以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态的步骤可包括：响应于所述风机状态数据指示风机处于停机状态，执行以下处理：基于所述风机状态数据确定第一风机叶片与竖直方向的第一夹角；控制无人机以与所述第一夹角相对应的所述第二航线来实时拍摄风机以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态。
8、可选地，所述控制无人机以与所述第一夹角相对应的所述第二航线来实时拍摄风机以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态的步骤可包括：控制无人机分别以与所述第一夹角相对应航线、以与第二夹角相对应航线和以与第三夹角相对应航线，来实时拍摄第一风机叶片图像、第二风机叶片图像和第三风机叶片图像，从而获得包括所述第一风机叶片图像、所述第二风机叶片图像和所述第三风机叶片图像的所述第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态，其中，所述第二夹角为与水平方向夹角为所述第一夹角与30度之和的角度，并且所述第三夹角为与水平方向夹角为30度与所述第一夹角之差的角度。
9、可选地，所述控制无人机分别以与所述第一夹角相对应航线、以与第二夹角相对应航线和以与第三夹角相对应航线，来实时拍摄第一风机叶片图像、第二风机叶片图像和第三风机叶片图像的步骤可包括：响应于位于无人机中的测距装置检测到无人机飞行到与第一风机叶片的叶尖相对应的位置，控制无人机以所述第一夹角向左上方飞行并实时拍摄第一风机叶片图像，直到所述测距装置检测到无人机飞行到越过与风机轮毂相对应的位置为止；响应于所述测距装置检测到无人机飞行到越过与风机轮毂相对应的位置，控制所述无人机以所述第二夹角向右上方飞行并实时拍摄第二风机叶片图像，直到所述测距装置检测到无人机飞行到越过与第二风机叶片的叶尖相对应的位置为止；响应于所述测距装置检测到无人机飞行到越过与第二风机叶片的叶尖相对应的位置，控制所述无人机以所述第二夹角向左下方飞行预设时间段，其中，所述预设时间段为与实时拍摄第二风机叶片相对应的时间段；控制所述无人机沿水平方向向左飞行，直到所述测距装置检测到无人机飞行到与第三风机叶片的叶根相对应的位置为止；响应于所述测距装置检测到无人机飞行到与第三风机叶片的叶根相对应的位置，控制所述无人机以所述第三夹角向左上方飞行并实时拍摄第三风机叶片图像，直到所述测距装置检测到无人机飞行到越过与第三风机叶片的叶尖相对应的位置为止。
10、在另一总体方面，提供一种风机叶片状态的检测装置，所述装置包括：通信模块，被配置为：经由无人机与风机的通信连接，接收风机状态数据；控制模块，被配置为：响应于所述风机状态数据指示风机处于运行状态，控制无人机按照第一航线飞行来拍摄风机叶片以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态；响应于所述风机状态数据指示风机处于停机状态，控制无人机按照第二航线飞行来拍摄风机叶片以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态，其中，所述第一图像包括在无人机处于悬停状态下以预设时间间隔拍摄的所有风机叶片的图像，所述第二图像包括在无人机处于非悬停状态下实时拍摄的所有风机叶片的图像。
11、可选地，所述控制模块响应于所述风机状态数据指示风机处于运行状态，控制无人机按照第一航线飞行来拍摄风机以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态的操作可包括：响应于所述风机状态数据指示风机处于运行状态，执行以下处理：基于所述风机状态数据中的风机轮毂高度，控制无人机按照所述第一航线飞行到预设悬停位置之后悬停；在无人机悬停之后拍摄风机叶片以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态，其中，所述第一航线包括从无人机起飞开始到悬停的航线，并且所述预设悬停位置为距风机轮毂平面第一预设距离且距风机轮毂中心轴线第二预设距离的位置。
12、可选地，所述控制模块在无人机悬停之后拍摄风机叶片以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态的操作可包括：在无人机悬停之后，执行以下处理：通过位于无人机中的测距装置，检测第一风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第一时间点以及第二风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第二时间点；在所述第二时间点之后经过了所述预设时间间隔时，控制无人机自动拍摄第三风机叶片图像，其中，所述预设时间间隔等于所述第二时间点和所述第一时间点之差减去无人机的预设拍照时间的差值；通过所述测距装置，检测第三风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第三时间点；响应于所述第三时间点与所述第二时间点之差减去所述预设时间间隔的差值小于等于预设阈值，执行以下处理：在所述第三时间点之后经过了所述预设时间间隔时，控制无人机自动拍摄第一风机叶片图像；通过所述测距装置，检测第一风机叶片再次经过无人机的有效拍摄区域的第四时间点；在所述第四时间点之后经过了所述预设时间间隔时，控制无人机自动拍摄第二风机叶片图像，从而获得包括所述第三风机叶片图像、所述第一风机叶片图像和所述第二风机叶片图像的所述第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态。
13、可选地，所述控制模块还可被配置为：在所述通过所述测距装置检测第三风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第三时间点的步骤之后，响应于所述第三时间点与所述第二时间点之差减去所述预设时间间隔的差值大于所述预设阈值，返回执行检测第一风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第一时间点以及第二风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第二时间点的步骤，以重新获取风机转速变化之后的第一更新图像，从而通过所述第一更新图像检测风机叶片状态。
14、可选地，所述预设悬停位置可包括至少一个预设悬停位置，并且所述控制模块在无人机悬停之后拍摄风机叶片以获得第一图像的操作可包括：在无人机在所述至少一个预设悬停位置中的每个预设悬停位置处悬停之后拍摄与当前悬停位置对应的一组叶片局部图像，以获得第一图像，其中，所述第一图像包括无人机在所述至少一个悬停位置处拍摄的与所述至少一个悬停位置对应的至少一组叶片局部图像，所述至少一组叶片局部图像构成所有风机叶片的完整图像。
15、可选地，所述控制模块响应于所述风机状态数据指示风机处于停机状态，控制无人机按照第二航线飞行来拍摄风机以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态的操作可包括：响应于所述风机状态数据指示风机处于停机状态，执行以下处理：基于所述风机状态数据确定第一风机叶片与竖直方向的第一夹角；控制无人机以与所述第一夹角相对应的所述第二航线来实时拍摄风机以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态。
16、可选地，所述控制模块控制无人机以与所述第一夹角相对应的所述第二航线来实时拍摄风机以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态的操作可包括：控制无人机分别以与所述第一夹角相对应航线、以与第二夹角相对应航线和以与第三夹角相对应航线，来实时拍摄第一风机叶片图像、第二风机叶片图像和第三风机叶片图像，从而获得包括所述第一风机叶片图像、所述第二风机叶片图像和所述第三风机叶片图像的所述第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态，其中，所述第二夹角为与水平方向夹角为所述第一夹角与30度之和的角度，并且所述第三夹角为与水平方向夹角为30度与所述第一夹角之差的角度。
17、可选地，所述控制模块控制无人机分别以与所述第一夹角相对应航线、以与第二夹角相对应航线和以与第三夹角相对应航线，来实时拍摄第一风机叶片图像、第二风机叶片图像和第三风机叶片图像的操作可包括：响应于位于无人机中的测距装置检测到无人机飞行到与第一风机叶片的叶尖相对应的位置，控制无人机以所述第一夹角向左上方飞行并实时拍摄第一风机叶片图像，直到所述测距装置检测到无人机飞行到越过与风机轮毂相对应的位置为止；响应于所述测距装置检测到无人机飞行到越过与风机轮毂相对应的位置，控制所述无人机以所述第二夹角向右上方飞行并实时拍摄第二风机叶片图像，直到所述测距装置检测到无人机飞行到越过与第二风机叶片的叶尖相对应的位置为止；响应于所述测距装置检测到无人机飞行到越过与第二风机叶片的叶尖相对应的位置，控制所述无人机以所述第二夹角向左下方飞行预设时间段，其中，所述预设时间段为与实时拍摄第二风机叶片相对应的时间段；控制所述无人机沿水平方向向左飞行，直到所述测距装置检测到无人机飞行到与第三风机叶片的叶根相对应的位置为止；响应于所述测距装置检测到无人机飞行到与第三风机叶片的叶根相对应的位置，控制所述无人机以所述第三夹角向左上方飞行并实时拍摄第三风机叶片图像，直到所述测距装置检测到无人机飞行到越过与第三风机叶片的叶尖相对应的位置为止。
18、在另一总体方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现如上所述的风机叶片状态的检测方法。
19、在另一总体方面，提供一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备/服务器的处理器执行时，使得电子设备/服务器能够执行如上所述的风机叶片状态的检测方法。
20、在另一总体方面，提供一种用于无人机的计算设备，所述计算设备包括：至少一个处理器；至少一个存储计算机可执行指令的存储器，其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器运行时，促使所述至少一个处理器执行如上所述的风机叶片状态的检测方法。
21、根据本公开的实施例的风机叶片状态的检测方法及装置，通过提出利用无人机根据风机的实际运行状态执行自动拍摄图像，来及时且高效地检测各种风机运行状态下的风机叶片状态。此外，通过在利用无人机执行检测时无需对风机的运行状态进行限定，例如无需限定风机运行状态必须是停机状态，从而有效降低风电场的发电量损失。通过使用无人机拍摄图像的方式来检测叶片状态，仅需要对图像进行分析，素材识别难度降低且开发工作量减少。
技术特征：
1.一种风机叶片状态的检测方法，其特征在于，所述检测方法应用于无人机的控制器，所述检测方法包括：
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述响应于所述风机状态数据指示风机处于运行状态，控制无人机按照第一航线飞行来拍摄风机以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述在无人机悬停之后拍摄风机叶片以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，在所述通过所述测距装置检测第三风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第三时间点的步骤之后，响应于所述第三时间点与所述第二时间点之差减去所述预设时间间隔的差值大于所述预设阈值，返回执行检测第一风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第一时间点以及第二风机叶片经过无人机的有效拍摄区域的第二时间点的步骤，以重新获取风机转速变化之后的第一更新图像，从而通过所述第一更新图像检测风机叶片状态。
5.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述预设悬停位置包括至少一个预设悬停位置，并且所述在无人机悬停之后拍摄风机叶片以获得第一图像的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述响应于所述风机状态数据指示风机处于停机状态，控制无人机按照第二航线飞行来拍摄风机以获得第二图像，从而通过所述第二图像检测风机叶片状态的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述控制无人机以与所述第一夹角相对应的所述第二航线来实时拍摄风机以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态的步骤包括：
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述控制无人机分别以与所述第一夹角相对应航线、以与第二夹角相对应航线和以与第三夹角相对应航线，来实时拍摄第一风机叶片图像、第二风机叶片图像和第三风机叶片图像的步骤包括：
9.一种风机叶片状态的检测装置，其特征在于，所述装置包括：
10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现如权利要求1至8中的任一权利要求所述的风机叶片状态的检测方法。
11.一种用于无人机的计算设备，其特征在于，包括：
技术总结
本申请公开了一种风机叶片状态的检测方法及装置，所述检测方法包括：由无人机的控制器经由无人机与风机的通信连接，接收风机状态数据；由无人机的控制器响应于所述风机状态数据指示风机处于运行状态，控制无人机按照第一航线飞行来拍摄风机叶片以获得第一图像，以通过所述第一图像检测风机叶片状态；由无人机的控制器响应于所述风机状态数据指示风机处于停机状态，控制无人机按照第二航线飞行来拍摄风机叶片以获得第二图像，以通过所述第二图像检测风机叶片状态，其中，所述第一图像包括在无人机处于悬停状态下以预设时间间隔拍摄的所有风机叶片的图像，所述第二图像包括在无人机处于非悬停状态下实时拍摄的所有风机叶片的图像。
技术研发人员：项楠
受保护的技术使用者：金风科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5