[发明专利]通过无人机进行风机偏航角测算方法及系统

权利要求书

1.一种通过无人机进行风机偏航角测算方法，所述风机包括风塔和设置在风塔顶端的叶轮，所述叶轮包括轮毂和三个沿轮毂周向均匀分布的叶片，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：控制无人机以风塔高度绕风机飞行，当无人机在飞行过程中，通过图像传感器采集所述叶轮的视频流；

步骤S2：对所述视频流中的叶片进行检测，当检测到风机的三个叶片时，对三个叶片进行实时跟踪，并实时计算三个叶片的相对位置及重叠度；

步骤S3：当检测到两个叶片完全重叠时，认定此时无人机飞行到风轮平面β上，读取此时位置传感器获取的点P₁的位置信息；

步骤S4：根据点P₁的位置信息计算与点P₁以风塔呈轴对称分布的点P₂的第一位置信息；

步骤S5：根据点P₁的位置信息、点P₂的第一位置信息以及地球质心计算出风轮平面β，进而计算出所述风轮平面的偏航角。

2.根据权利要求1所述的通过无人机进行风机偏航角测算方法，其特征在于，在步骤S3和步骤S4之间还包括如下步骤：

-让无人机继续飞行，当再次检测到两个叶片完全重叠时，读取此时位置传感器获取的点P₂的第二位置信息，通过点P₂的第二位置信息对点P₂的第一位置信息进行验证。

3.根据权利要求1所述的通过无人机进行风机偏航角测算方法，其特征在于，所述检测到两个叶片完全重叠时的点P₁通过如下方式计算得出：

P₁＝P[min(τ)] (1-1)

其中，τ为二值图像流t_i中目标行数累加值，P为无人机的实时位置，目标行数累加值τ为根据t_i(x,y)的值累加生成，根据式(1-2)，当t_i(x,y)＝1时累加一次；

当目标行数累加值τ为最小时，确定所述两个叶片完全重叠；

其中x表示二值图像流t_i的x轴坐标值；y表示二值图像流t_i的y轴坐标值。

4.根据权利要求1所述的通过无人机进行风机偏航角测算方法，其特征在于，还包括如下点P₁、P₂的位置验证步骤：

步骤M1：将点P₁的位置信息、P₂的第一位置信息转换至地球坐标系(X_e,Y_e,Z_e)，点P₁、P₂的位置信息通过GPS模块，采用经度、纬度、高度表示，转换计算公式为：

N为纬度B处的卯酉圈曲率半径，E为地球第一偏心率，E＝(a²-b²)/a²,a为地球长半径，b为地球短半径，B为位置信息中的纬度，L为位置信息中的风塔经度，H为位置信息中的风塔高度；

步骤M2：验证点P₂、P₁在地球坐标的下的位置关系，即其中为点P₂与点P₁之间的直线距离，为点P₁离风轮中心距离，为点P₂离风轮中心距离；

步骤M3：计算精确度ratio,判断精确度ratio是否满足98％<ratio<102％；