[发明专利]一种基于激光雷达的无人机风机定距方法及无人机

说明书

本申请涉及一种无人机定距方法，尤其涉及一种基于激光雷达的无人机风机定距方法。本申请方法，在所述无人机上装有激光雷达，当所述无人机沿巡检路径飞行时，通过所述激光雷达采集风机点云图像，无人机对风机点云图像处理，计算无人机与风机之间的实时距离，当实时距离小于或大于预存距离时，无人机远离或接近风机。本申请在无人机上设置激光雷达，当所述无人机沿巡检路径飞行时，使用激光雷达采集风机点云图像，无人机对风机点云图像处理，计算无人机与风机之间的实时距离，根据实时距离操作无人机接近或远离风机，能够稳定准确确定无人机与风机之间的距离，保证了巡检过程中无人机的安全。

技术领域

本发明申请涉及风机检测技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达的无人机风机定距方法及基于激光雷达的无人机。

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。在风力发电机的长期运行过程中，其叶片的表面会出现各种损伤，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，需要对其进行巡检。

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、时间，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。

通过无人机装载相机进行风机检测，能够很好的代替人工进行检测。但是当无人机沿巡检路径飞行时，需要与风机保持一定距离避免碰撞，现有技术多采用GPS、多线扫描雷达建图、单/双摄像头视觉算法进行定距，GPS定位存在一定误差，易出现撞上风机的风险。多线扫描雷达通过旋转结构实现测距，在无人机飞行的振动环境下，雷达寿命无法保证；多线扫描雷达垂直方向角度分辨力差，在探测风叶叶尖等较细的物体时，易漏检导致事故。单/双目摄像头视觉算法属于被动测距方法，室外测距效果普遍依赖于环境光的强弱。即使有补光装置，由于风力巡检现场光线变化范围大，仍可能导致摄像头采集的信号过曝或强度不足，无法稳定测距。

发明内容

本申请实施例在于提出基于激光雷达的无人机定距方法，能够稳定准确确定无人机与风机之间的距离。

为达此目的，本发明申请实施例采用以下技术方案：

一方面，一种基于激光雷达的无人机风机定距方法，所述无人机上装有激光雷达，当所述无人机沿巡检路径飞行时，通过所述激光雷达采集风机点云图像，无人机对风机点云图像处理，计算无人机与风机之间的实时距离，当实时距离小于或大于预存距离时，无人机远离或接近风机。

在一种可能的实现方式中，所述的预存距离为8-10米。

在一种可能的实现方式中，所述的激光雷达探测方向可在垂直方向上调整，调整角度为±45°。

在一种可能的实现方式中，所述的无人机沿巡检路径飞行，包括如下步骤：

S1、无人机沿风机的塔筒向上飞行；

S2、当无人机移动到风机轮毂的位置时，根据激光雷达采集的点云图像识别出轮毂与塔筒，确定了轮毂位置后，无人机沿着叶片飞行；

S3、当飞行到第一个叶片末端时，叶尖逐渐在雷达视场中消失，叶尖消失后无人机再沿叶片的角度方向飞行一段距离后，向垂直叶片方向飞行，穿过叶片后，180°掉头，继续沿叶片背面反向飞行并检测，直到轮毂，完成一个叶片的检测；

S4、检测完一个叶片后，无人机沿着下一个叶片飞行；

S5、完成所有叶片检测后，无人机降落或飞向下一个风机。

在一种可能的实现方式中，所述的步骤S3根据需要，可重复2-4次。

在一种可能的实现方式中，叶尖消失后无人机再沿叶片角度方向飞行的距离为0.5-2米。