激光雷达试验装置、系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种激光雷达试验装置、系统和方法。该激光雷达试验装置包括试验箱和风洞装置。其中，试验箱包括箱体和安装于箱体内的至少一个工况模拟设备，箱体的一个侧面上设置有可透射区域，作为待测激光雷达的激光束的出射窗口；风洞装置包括洞体、驱动设备和气溶胶发生设备，试验箱安装于洞体中，驱动设备用于模拟预设的风速值，气溶胶发生设备用于模拟预设的气溶胶浓度值。采用本发明专利技术实施例中的技术方案，能够基于激光雷达的实际运行情况对激光雷达展开在线可靠性试验，提高激光雷达的可靠性试验的准确度。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达试验装置、系统和方法
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种激光雷达试验装置、系统和方法。
技术介绍
与风力发电机组的传统测风设备(风速仪和风杯)相比，激光雷达的测风精度较高。激光雷达的工作原理为：由激光器发射激光束，激光束遇到空气中的气溶胶发生反射，基于反射回的激光束得到风速信息。结合激光雷达和风力发电机组控制策略，能够有效降低风力发电机载荷，提高风力发电机组运行的可靠性，故开展对激光雷达的可靠性试验显得十分必要。现阶段，激光雷达的可靠性试验主要为离线试验，即将激光雷达置于密闭的试验箱中，基于试验箱模拟出的环境工况对激光雷达进行测试。但是，这种离线试验仅仅是针对激光雷达的机械部件的可靠性进行测试，并不能反映激光雷达在真实工况下实际测风性能的可靠性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种激光雷达试验装置、系统和方法，能够基于激光雷达的实际运行情况对激光雷达展开在线可靠性试验，提高激光雷达的可靠性试验的准确度。第一方面，本专利技术实施例提供一种激光雷达试验装置，该激光雷达试验装置包括：试验箱，包括箱体和安装于箱体内的至少一个工况模拟设备，箱体的一个侧面上设置有可透射区域，作为待测激光雷达的激光束的出射窗口；风洞装置，包括洞体、驱动设备和气溶胶发生设备，试验箱安装于洞体中，驱动设备用于模拟预设的风速值，气溶胶发生设备用于模拟预设的气溶胶浓度值。在第一方面的一种可能的实施方式中，工况模拟设备包括以下设备中的一个或者多个：温湿度发生器、振动发生器和电磁发射器。在第一方面的一种可能的实施方式中，风洞装置包括直流式风洞，直流式风洞的洞体包括沿气流方向依次设置的稳定段、收缩段和试验段；试验箱固定于试验段部分。第二方面，本专利技术实施例提供一种激光雷达试验系统，激光雷达试验系统包括：待测激光雷达、数据接收与处理装置和如上所述的激光雷达试验装置；其中，待测激光雷达设置于试验箱的箱体内，激光束从待测激光雷达的窗口镜中射出，并穿过试验箱的可透射区域；数据接收与处理装置分别与待测激光雷达和风洞装置信号连接，用于接收并处理试验过程中产生的数据。在第二方面的一种可能的实施方式中，工况模拟设备包括振动发生器，振动发生器与数据接收与处理装置信号连接，待测激光雷达与振动发生器固定连接。在第二方面的一种可能的实施方式中，窗口镜的几何中心与可透射区域的几何中心在一条水平连线上。在第二方面的一种可能的实施方式中，激光雷达试验系统还包括设置于待测激光雷达内部的温湿度传感器，温湿度传感器与数据接收与处理装置信号连接。第三方面，本专利技术实施例提供一种激光雷达试验方法，用于如上所述的激光雷达试验系统，该激光雷达试验方法包括：将待测激光雷达设置于试验箱的箱体内，并将试验箱设置于风洞装置的洞体内；利用风洞装置模拟预设的风速值和预设的气溶胶浓度值以及利用试验箱模拟预设的环境工况；控制待测激光雷达发射激光束，使得激光束从试验箱的可透射区域射出；接收待测激光雷达在预设的风速值、预设的气溶胶浓度值以及预设的环境工况下测量的风速测量数据；分析测量的风速测量数据，得到试验结果。在第三方面的一种可能的实施方式中，分析测量的风速测量数据，得到试验结果，包括：对风速测量数据中预定时间段内的平均风速做线性回归，并计算风速测量数据和预设的风速值之间的风速偏差；判断线性回归结果和风速偏差是否均满足对应的预设条件；若线性回归结果和风速偏差均满足对应的预设条件，则得到试验结果为正常；若线性回归结果和风速偏差中的任意一个未满足对应的预设条件，则得到试验结果为异常。在第三方面的一种可能的实施方式中，在分析风速测量数据和预设的风速值，得到试验结果之后，该激光雷达试验方法还包括：若试验结果为异常，则控制试验箱停止工作。在第三方面的一种可能的实施方式中，在分析风速测量数据和预设的风速值，得到试验结果之后，该激光雷达试验方法还包括：重新多次设定洞体中的气溶胶浓度值，控制待测激光雷达进行多次风速测量，得到与多个气溶胶浓度值分别对应的多个风速测量数据；基于多个气溶胶浓度值与相应的多个风速测量数据建立用于预测激光雷达测量风速的预测关系模型。与现有技术中的仅能够对激光雷达断电关机后进行离线可靠性试验相比，由于本专利技术实施例箱体的一个侧面上设置有作为待测激光雷达的激光束的可透射区域，且利用风洞装置为待测激光雷达提供和模拟实际工作时的风速值和气溶胶浓度值，从而能够实现基于激光雷达的实际运行情况对激光雷达展开在线可靠性试验，进而从激光雷达的测风性能的角度提高激光雷达的可靠性试验的准确度。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。图1为本专利技术第一实施例提供的激光雷达试验装置的结构示意图；图2为本专利技术第二实施例提供的激光雷达试验系统的结构示意图；图3为本专利技术第三实施例提供的激光雷达试验系统的结构示意图；图4为本专利技术第四实施例提供的激光雷达试验方法的流程示意图；图5为本专利技术第五实施例提供的激光雷达试验方法的流程示意图。101-箱体；102-可透射区域；103-洞体；104-驱动设备；105-气溶胶发生设备；201-待测激光雷达；202-数据接收与处理装置。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术实施例的全面理解。现阶段，针对激光雷达的可靠性试验仍停留在实验室环境下的验证通过性试验，即不考虑激光雷达的实际运行情况(比如所处风况和测量精度)，而是断电关机后对激光雷达进行离线可靠性试验。即使开机运行，但由于试验箱是密闭且不透光的，激光雷达也无法测量有效风速信息。由此，本专利技术实施例提供一种激光雷达试验装置、系统和方法，能够基于激光雷达的实际运行情况对激光雷达展开在线可靠性试验，进而从激光雷达的测风性能的角度提高激光雷达的可靠性试验的准确度。图1为本专利技术第一实施例提供的激光雷达试验装置的结构示意图。如图1所示，激光雷达试验装置包括试验箱和风洞装置。如图1所示，试验箱包括箱体101和安装于箱体101内的至少一个工况模拟设备(图中未示出)，箱体101的一个侧面上设置有可透射区域102，作为待测激光雷达的激光束的出射窗口。其中，可透射区域102可以采用对激光束透射率较高的材料，比如，石英玻璃材料。为方便待测激光雷达在箱体101中的安装固定，可透射区域102可以设置于所在侧面的居中位置。可透射区域102的面积大小不限，形状包括但不限于圆形或者矩形，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。结合激光雷达可靠性试验的内容，工况模拟设备包括以下设备中的一个或者多个：温湿度发生器、振动发生器和电磁发射器。其中，温湿度发生器主要用于在箱体101中模拟预设的温度和湿度条件，比如：高温高湿、高温低湿、低温高湿、低温低湿或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达试验装置，其特征在于，包括：/n试验箱，包括箱体和安装于所述箱体内的工况模拟设备，所述箱体的一个侧面上设置有可透射区域，作为待测激光雷达的激光束的出射窗口；/n风洞装置，包括洞体、驱动设备和气溶胶发生设备，所述试验箱安装于所述洞体中，所述驱动设备用于模拟预设的风速值，所述气溶胶发生设备用于模拟预设的气溶胶浓度值。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达试验装置，其特征在于，包括：
试验箱，包括箱体和安装于所述箱体内的工况模拟设备，所述箱体的一个侧面上设置有可透射区域，作为待测激光雷达的激光束的出射窗口；
风洞装置，包括洞体、驱动设备和气溶胶发生设备，所述试验箱安装于所述洞体中，所述驱动设备用于模拟预设的风速值，所述气溶胶发生设备用于模拟预设的气溶胶浓度值。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工况模拟设备包括以下设备中的一个或者多个：温湿度发生器、振动发生器和电磁发射器。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述风洞装置的洞体包括沿气流方向依次设置的稳定段、收缩段和试验段；所述试验箱固定于所述试验段部分。


4.一种激光雷达试验系统，其特征在于，包括：待测激光雷达、数据接收与处理装置和如权利要求1-3任意一项所述的激光雷达试验装置；其中，
所述待测激光雷达设置于所述试验箱的箱体内，激光束从所述待测激光雷达的窗口镜中射出，并穿过所述试验箱的可透射区域；
所述数据接收与处理装置分别与所述待测激光雷达和所述风洞装置信号连接，用于接收并处理试验过程中产生的数据。


5.根据权利要求4所述的激光雷达试验系统，其特征在于，所述工况模拟设备包括振动发生器，所述振动发生器与所述数据接收与处理装置信号连接，所述待测激光雷达与所述振动发生器固定连接。


6.根据权利要求4所述的激光雷达试验系统，其特征在于，所述窗口镜的几何中心与所述可透射区域的几何中心在一条水平连线上。


7.根据权利要求4所述的激光雷达试验系统，其特征在于，所述激光雷达试验系统还包括设置于所述待测激光雷达内部的温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述数据接收与处理装置信号连接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：阮彦飞，胡晓明，金镭，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65