[发明专利]通过无人机对风机进行自动巡检飞行路径确定方法及系统

说明书

本发明提供了一种通过无人机对风机进行自动巡检飞行路径确定方法及系统，风机至少包括风塔、发电机、轮毂和叶轮，叶轮包括多个叶片，包括：以风机的风塔的地面中心为原点O建立世界坐标系，Y轴为竖直向上的方向，Z轴为正南方向，X轴为正东方向；根据世界坐标系进行平移变换和旋转变换生成发电机对应的发电机坐标系，根据发电机坐标系进行平移变换和旋转变换生成轮毂对应的轮毂坐标系，进而根据轮毂坐标系进行旋转变换生成每一叶片对应的叶片坐标系；通过每一叶片对应的叶片坐标系在每一叶片的前侧和/或后侧设置多个路径点，每个路径点包括地理位置和相机姿态信息，根据路径点形成飞行路径。本发明能够便捷的实现路径点的规划，提高了计算效率。

技术领域

本发明涉及风机检测，具体地，涉及一种通过无人机对风机进行自动巡检飞行路径确定方法及系统。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有叶片、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。

在风力发电机的长期运行过程中，叶片的表面会呈现出各种损伤，例如叶片保护膜损伤、叶片掉漆、叶片结冰、叶片裂纹以及叶片油污等。

目前，对叶片表面进行损伤检测时，通常采用人工爬上风力发电机进行检测，不仅会花费大量的人力，而且在人工爬上风力发电的进行检测的时候需要高空作业，作业人员的安全具有一定的风险。

因此通过无人机装载摄像头进行风机检测，能够很好的代替人工进行检测。为了提高无人机的检测效率，需要对无人机的飞行路径进行规划。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种通过无人机对风机进行自动巡检飞行路径确定方法及系统。

根据本发明提供的通过无人机对风机进行自动巡检飞行路径确定方法，所述风机包括风塔和设置在风塔顶端的叶轮、发电机，所述叶轮设置在所述发电机前端以驱动所述发电机，所述叶轮包括连接所述发电机的轮毂和三个沿轮毂周向均匀分布的叶片，包括如下步骤：

步骤S1：以风机的风塔的地面中心为原点O建立世界坐标系，所述世界坐标系中，Y轴为竖直向上的方向，Z轴为正南方向，X轴为正东方向；

步骤S2：根据所述世界坐标系进行平移变换和旋转变换生成所述发电机对应的发电机坐标系，根据所述发电机坐标系进行平移变换和旋转变换生成所述轮毂对应的轮毂坐标系，进而根据所述轮毂坐标系进行旋转变换生成每一叶片对应的叶片坐标系；

步骤S3：在每一所述叶片的前侧和/或后侧设置多个路径点，每个所述路径点包括地理位置和相机姿态信息，根据所述路径点形成飞行路径。

优选地，在每一叶片对应的所述叶片坐标系中确定每一叶片前侧和/或后侧路径点的坐标，具体为：

a＝n/(N-1)；

V_wp[n]＝[a*L,V_dist,H_dist]；

其中，V_wp[n]为编号n的路径点坐标，N为沿叶长度方向的路径点的数量，n为路径点的编号，L为叶片的长度，H_dist为路径点距离叶片中的水平距离，V_dist为路径点距离叶片的垂直距离，当路径点位于叶片前侧时，H_dist为正值，当路径点位于叶片后侧时，H_dist为负值，当路径点位于叶片上侧时，V_dist为正值，当路径点位于叶片下侧面时，V_dist为负值。

优选地，每一路径点对应一相机观测的目标点V_trgt[n]，所述目标点位于所述叶片上沿所述叶片的长度方向依次排列，具体为：

V_trgt[n]＝[a*L,0,0]。

优选地，当所述叶片的长度方向上存在弯曲时，

a＝n/(N-1)；

dV＝a*K1+a*a*K2；