針對(duì)在役風(fēng)力機(jī)葉片運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè),運(yùn)用圖像處理技術(shù),提出一種基于機(jī)器視覺的動(dòng)態(tài)位置偏差法。獲取葉片圖像并經(jīng)預(yù)處理后,計(jì)算出相鄰葉片間因幾何變形引起的葉尖標(biāo)記點(diǎn)的位置偏差,與位置偏差閾值進(jìn)行比較以判斷葉片的變形程度,實(shí)現(xiàn)葉片運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的。為提高狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性,提出動(dòng)態(tài)閾值修正方法,實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ万?yàn)證了該方法的有效性和可靠性。 

【文章來源】：太陽能學(xué)報(bào). 2020,41(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

葉片基本變形形式

動(dòng)態(tài)位置偏差法是在各葉片葉尖處設(shè)置一個(gè)矩形標(biāo)記，利用相機(jī)獲取各葉片順序經(jīng)過同一特定位置的圖像，提取并計(jì)算2個(gè)相鄰葉片葉尖標(biāo)記區(qū)域中心點(diǎn)坐標(biāo)間的歐式距離作為位置偏差，并與位置偏差閾值進(jìn)行比較，以此判斷葉片的撓曲變形量。該方法只需采集標(biāo)記區(qū)域的圖像信息，無需獲取完整葉片的圖像，圖像獲取易于實(shí)現(xiàn)。標(biāo)記區(qū)域位置及拍攝位置如圖2所示。相機(jī)安裝于風(fēng)力機(jī)機(jī)艙尾端，以保證風(fēng)力機(jī)偏航運(yùn)動(dòng)時(shí)相機(jī)與葉輪的相對(duì)位置固定；相機(jī)斜向下安裝，避免相機(jī)逆光、鏡頭積塵等影響。拍攝位置由葉輪主軸的旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)至設(shè)定的拍攝位置時(shí)，葉輪主軸的旋轉(zhuǎn)編碼器向相機(jī)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，從而獲取葉尖標(biāo)記圖像。圖3表示了標(biāo)記投影與拍攝角之間的關(guān)系。圖中，展向距離為標(biāo)記區(qū)中心距鏡頭水平線的距離，水平距離為鏡頭與標(biāo)記區(qū)間距離的水平分量。由成像原理可知，拍攝角度越大，圖像中標(biāo)記區(qū)的投影越小。因此，將鏡頭安裝于機(jī)艙尾部，可增大水平距離，減小拍攝角，獲取有利于對(duì)葉尖標(biāo)記區(qū)進(jìn)行提取和計(jì)算的圖像。

建立風(fēng)力機(jī)葉片運(yùn)行狀態(tài)機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)模型，如圖4所示。模型主要包括葉片（直徑為500 mm）、直流電動(dòng)機(jī)、CCD相機(jī)、光電傳感器、西門子S7-200 PLC、圖像采集卡、PC機(jī)等。光電傳感器通過PLC為相機(jī)提供觸發(fā)信號(hào)。系統(tǒng)工作流程如圖5所示，當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到葉片旋轉(zhuǎn)至設(shè)定的拍攝位置時(shí)，向PLC發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，PLC控制相機(jī)和補(bǔ)光燈同步工作，完成葉尖標(biāo)記圖像采集。系統(tǒng)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理和標(biāo)記中心提取后，將位置偏差與閾值進(jìn)行比較，并定動(dòng)態(tài)閾值進(jìn)行修正。當(dāng)位置偏差大于閾值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將異常圖片保存至故障數(shù)據(jù)庫。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)電葉片全場(chǎng)三維變形測(cè)試及分析[J]. 豆紅堯,周華飛,秦良忠,謝子令,郝圣旺.  太陽能學(xué)報(bào). 2015(09)
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碩士論文
[1]基于計(jì)算機(jī)視覺的風(fēng)力機(jī)葉片缺陷診斷研究[D]. 張磊.華中科技大學(xué) 2013



本文編號(hào)：2962302