本技術(shù)涉及風(fēng)力發(fā)電，尤其涉及一種風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法、風(fēng)機(jī)及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的凈空距離是指風(fēng)機(jī)葉片葉尖至葉尖對應(yīng)塔筒高度處塔筒壁的距離，為了有效預(yù)警掃塔風(fēng)險(xiǎn)，保證風(fēng)機(jī)的運(yùn)行安全，需要對凈空距離進(jìn)行檢測，避免發(fā)生安全事故。目前常用的基于激光雷達(dá)的凈空檢測方法主要是通過多道激光光束測距值并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠黹g接獲得凈空距離，凈空距離的準(zhǔn)確性受到模型準(zhǔn)確性和激光光束數(shù)量的影響，所以風(fēng)機(jī)凈空距離的精度和穩(wěn)定較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法、風(fēng)機(jī)及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，旨在解決傳統(tǒng)凈空檢測方案得到的風(fēng)機(jī)凈空距離的精度和穩(wěn)定較差的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供一種風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法，所述風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法包括：

3、通過激光雷達(dá)采集風(fēng)機(jī)在運(yùn)行期間的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其中，所述激光雷達(dá)設(shè)于所述風(fēng)機(jī)的機(jī)艙底部，且發(fā)射方向垂直向下；

4、將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到與所述激光雷達(dá)的發(fā)射窗口垂直，且與所述風(fēng)機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直的目標(biāo)平面，得到二維圖像；

5、根據(jù)所述二維圖像中各像素點(diǎn)分別對應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)量，將所述二維圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像；

6、在所述灰度圖像中選取塔筒參考點(diǎn)和葉尖參考點(diǎn)，并基于所述塔筒參考點(diǎn)和所述葉尖參考點(diǎn)的坐標(biāo)確定所述風(fēng)機(jī)的凈空距離。

7、在一實(shí)施例中，在所述通過激光雷達(dá)采集風(fēng)機(jī)在運(yùn)行期間的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的步驟之后，所述方法還包括：

8、剔除所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)中激光反射強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)強(qiáng)度閾值的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到去噪點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

9、篩選所述去噪點(diǎn)云數(shù)據(jù)中處于預(yù)設(shè)的有效范圍內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到有效點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其中，所述有效范圍由所述激光雷達(dá)的測距范圍和所述風(fēng)機(jī)的葉片長度確定，所述有效點(diǎn)云數(shù)據(jù)用于投影到所述目標(biāo)平面以得到二維圖像。

10、在一實(shí)施例中，所述將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到與所述激光雷達(dá)的發(fā)射窗口垂直，且與所述風(fēng)機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直的目標(biāo)平面，得到二維圖像的步驟包括：

11、根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)的三維坐標(biāo)，確定各點(diǎn)在目標(biāo)平面上的像素點(diǎn)坐標(biāo)；

12、根據(jù)各點(diǎn)的像素點(diǎn)坐標(biāo)組合所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)，得到位于所述目標(biāo)平面上的二維圖像。

13、在一實(shí)施例中，所述二維圖像在橫軸方向的分辨率為第一預(yù)設(shè)值，在縱軸方向的分辨率為第二預(yù)設(shè)值，所述像素點(diǎn)坐標(biāo)包括像素點(diǎn)橫坐標(biāo)和像素點(diǎn)縱坐標(biāo)；

14、所述根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)的三維坐標(biāo)，確定各點(diǎn)在目標(biāo)平面上的像素點(diǎn)坐標(biāo)的步驟包括：

15、提取各點(diǎn)的三維坐標(biāo)中的橫軸坐標(biāo)和縱軸坐標(biāo)；

16、計(jì)算各所述點(diǎn)的橫軸坐標(biāo)與橫軸偏移量的和與所述第一預(yù)設(shè)值的比值，并向下取整，得到各所述點(diǎn)分別對應(yīng)的像素點(diǎn)橫坐標(biāo)；

17、計(jì)算各所述點(diǎn)的縱軸坐標(biāo)與縱軸偏移量的和與所述第二預(yù)設(shè)值的比值，并向下取整，得到各所述點(diǎn)分別對應(yīng)的像素點(diǎn)縱坐標(biāo)。

18、在一實(shí)施例中，所述根據(jù)所述二維圖像中各像素點(diǎn)分別對應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)量，將所述二維圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像的步驟包括：

19、依次判斷每個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)量與預(yù)設(shè)數(shù)量閾值之間的大小關(guān)系；

20、若所述像素點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)數(shù)量閾值，則將所述像素點(diǎn)的灰度值置為預(yù)設(shè)灰度值；

21、若所述像素點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)量小于或等于所述預(yù)設(shè)數(shù)量閾值，則將所述像素點(diǎn)的灰度值置為0；

22、在所有像素點(diǎn)的灰度值確定后，生成所述二維圖像對應(yīng)的灰度圖像。

23、在一實(shí)施例中，所述在所述灰度圖像中選取塔筒參考點(diǎn)和葉尖參考點(diǎn)的步驟包括：

24、通過對所述灰度圖像進(jìn)行連通區(qū)域檢測，確定多個(gè)獨(dú)立的原始連通區(qū)域；

25、剔除各所述原始連通區(qū)域中像素點(diǎn)數(shù)量少于噪點(diǎn)數(shù)量閾值的原始連通區(qū)域，得到待識(shí)別連通區(qū)域；

26、將各所述待識(shí)別連通區(qū)域中與所述發(fā)射窗口距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)云確定為葉尖參考點(diǎn)；

27、將各所述待識(shí)別連通區(qū)域中橫軸坐標(biāo)平均值最小的待識(shí)別連通區(qū)域確定為塔筒區(qū)域，將所述塔筒區(qū)域中與所述發(fā)射窗口距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)云確定為塔筒參考點(diǎn)，其中，橫軸的方向與所述葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直。

28、在一實(shí)施例中，所述通過對所述灰度圖像進(jìn)行連通區(qū)域檢測，確定多個(gè)獨(dú)立的原始連通區(qū)域的步驟包括：

29、遍歷所述灰度圖像中每個(gè)灰度值大于0的有效像素點(diǎn)的相鄰像素點(diǎn)，若所述相鄰像素點(diǎn)中存在有效像素點(diǎn)，則將所述有效像素點(diǎn)與相鄰像素點(diǎn)中的有效像素點(diǎn)連通，形成多個(gè)原始連通區(qū)域；

30、或，確定所述灰度圖像中每個(gè)灰度值大于0的有效像素點(diǎn)在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的其他有效像素點(diǎn)數(shù)量，若其他有效像素點(diǎn)數(shù)量大于預(yù)設(shè)數(shù)量閾值，則將所述有效像素點(diǎn)與對應(yīng)的其他有效像素點(diǎn)連通，形成多個(gè)原始連通區(qū)域。

31、在一實(shí)施例中，所述基于所述塔筒參考點(diǎn)和所述葉尖參考點(diǎn)的坐標(biāo)確定所述風(fēng)機(jī)的凈空距離的步驟包括：

32、獲取所述塔筒參考點(diǎn)和所述葉尖參考點(diǎn)分別對應(yīng)的橫軸坐標(biāo)；

33、計(jì)算所述塔筒參考點(diǎn)的橫軸坐標(biāo)與所述葉尖參考點(diǎn)的橫軸坐標(biāo)之間的差值的絕對值，得到所述風(fēng)機(jī)的凈空距離。

34、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供一種風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)至少包括機(jī)艙、激光雷達(dá)以及凈空檢測單元，所述激光雷達(dá)設(shè)于所述機(jī)艙的底部，且所述激光雷達(dá)的發(fā)射方向垂直向下，所述凈空檢測單元與所述激光雷達(dá)通信連接，所述凈空檢測單元包括：至少一個(gè)處理器；以及，與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行如上所述風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法的步驟。

35、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供一種可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)為計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法的程序，所述實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法的程序被處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如上所述風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法的步驟。

36、此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述的風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法的步驟。

37、本技術(shù)提供了一種風(fēng)機(jī)凈空距離檢測方法，首先通過激光雷達(dá)采集風(fēng)機(jī)在運(yùn)行期間的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其中，所述激光雷達(dá)設(shè)于所述風(fēng)機(jī)的機(jī)艙底部，且發(fā)射方向垂直向下，然后將所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到與所述激光雷達(dá)的發(fā)射窗口垂直，且與所述風(fēng)機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直的目標(biāo)平面，得到二維圖像，再根據(jù)所述二維圖像中各像素點(diǎn)分別對應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)量，將所述二維圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像，最后在所述灰度圖像中選取塔筒參考點(diǎn)和葉尖參考點(diǎn)，并基于所述塔筒參考點(diǎn)和所述葉尖參考點(diǎn)的坐標(biāo)確定所述風(fēng)機(jī)的凈空距離。本技術(shù)的技術(shù)方案中通過激光雷達(dá)采集的三維形式的點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二維形式的包括塔筒和葉尖的二維圖像和灰度圖像，然后從中篩選出塔筒參考點(diǎn)和葉尖參考點(diǎn)以計(jì)算凈空距離，精算精度高，對經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷囊蕾囆暂^低，而且無需標(biāo)定，穩(wěn)定性強(qiáng)。

38、另外，本技術(shù)技術(shù)方案中先將三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二維圖像后再進(jìn)行后續(xù)處理，簡化了坐標(biāo)計(jì)算和參考點(diǎn)選取的過程，相比直接通過三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)來進(jìn)行凈空檢測，抗干擾能力更強(qiáng)，實(shí)時(shí)性更高，能在采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的總數(shù)量較大情況下實(shí)現(xiàn)對凈空距離的實(shí)時(shí)檢測，保證了風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性。