[发明专利]风电机组叶片缺陷自动检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种风电机组叶片缺陷自动检测系统，包括无人机、信息处理系统和充电系统，其特征在于：无人机包括飞行器（1）、控制及导航系统和双目立体视觉检测装置（2），其中飞行器（1）采用四旋翼结构，控制及导航系统包括GPS定位装置（3）、飞行控制装置（4）和数据传输装置（5），GPS定位装置（3）、飞行控制装置（4）、数据传输装置（5）以及双目立体视觉检测装置（2）均安装在飞行器（1）上，双目立体视觉检测装置（2）、GPS定位装置（3）和数据传输装置（5）通过RS232串口用信号线与飞行控制装置（4）连接，信息处理系统包括计算机（6）和数据传输天线（7），信息处理系统安装在地面工作站，计算机（6）和数据传输天线（7）通过USB接口连接，计算机（6）通过数据传输天线（7）和数据传输装置（5）与无人机建立无线网络连接，充电系统包括充电装置（8）、舱门控制装置（9）、降落定位装置（10）、信息处理装置（11）和无线连接天线（12），整个充电系统安装在待检测风电机组的机舱中，充电系统的充电装置（8）、舱门控制装置（9）、降落定位装置（10）和无线连接天线（12）各个零部件之间均通过RS232串口用信号线与信息处理装置(11)连接。

2.一种风电机组叶片缺陷自动检测系统的检测方法，其特征在于，包含以下步骤：

A.标定：使用标定板对双目立体视觉检测装置（2）的相机进行标定，获取双目立体视觉检测装置（2）中相机的外参数和内参数，外参数包括相机旋转矩阵参数和平移向量参数，内参数包括相机的焦距、图像的中心位置及畸变系数；

B.启动：启动无人机，并按预设轨迹飞行，通过飞行控制装置（4）及GPS定位装置（3）控制无人机依次到达预设飞行轨迹中各待检测风电机组的指定位置；

C.充电：无人机每次到达待检测风电机组及执行完图像获取之后均需进行电量检查，无人机的实际电量W_s与飞行控制装置（4）中设置的最低电量W_d作对比，若W_s≤W_d，则中断当前任务，充电系统中的信息处理装置（11）通过无线连接天线（12）接收数据传输装置（5）发出的请求信号，并通过舱门控制装置（9）打开舱门，无人机通过降落定位装置（10）引导，降落在充电装置（8）上进行无线充电，若W_s>W_d，则继续执行检测任务；

D.图像拍摄：双目立体视觉检测装置（2）拍摄待检测风电机组的整体图像信息之后，图像信息经控制及导航系统数据传输装置（5）的输出和信息处理系统的数据传输天线（7）的接收传输至计算机（6），经图像处理技术，识别待检测风电机组的形态，并通过飞行控制装置（4）控制无人机悬停在距离待检测风电机组的机头5±1m处，并标记为初始位置，然后无人机沿待检测风电机组叶片的外廓边缘飞行，并拍摄叶片表面图像，并将图像及该图像的空间位置信息经数据传输装置（5）传输至计算机（6）；

E.图像处理：计算机（6）将接收的图像信息，按照步骤A的标定结果进行校正，并对校正前、后的2张图像进行像素点匹配，根据匹配结果计算每个像素的深度值，即可获得缺陷长度、宽度、深度以及面积等信息；

F.继续检测：无人机按预设飞行轨迹依次对各待检测风电机组重复步骤C、步骤D和步骤E，直至完成所有待检测风电机组的检测任务后，返回地面工作站。