本发明专利技术的目的是一种记录飞行动物(9)与风力涡轮机(1)的碰撞并指示飞行动物(9)的坠落点的系统，所述系统包括一风力涡轮机(1)，所述风力涡轮机(1)由一塔架(2)、一机舱(3)、一具有叶片(5)的转子(4)组成；和一传感器单元，所述传感器单元由传感器(6)和传感器外围设备组成，其特征在于安装在风力涡轮机(1)的机舱(3)和/或塔架(2)上的传感器(6)为LIDAR传感器或者3D光场摄像机或者3D雷达，用于扫描传感器(6)的视场(7)中的风力涡轮机(1)周围的空间。本发明专利技术的目的也是上述系统的应用方法，用于记录飞行动物(9)和风力涡轮机(1)的碰撞、指示飞行动物(9)的坠落点和系统的应用。
A system for recording the collision between flying animals and wind turbines, the application of the system in recording the collision between flying animals and wind turbines and the way of using the system to record the collision between flying animals and wind turbines
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种记录飞行动物与风力涡轮机碰撞的系统，系统在记录飞行动物与风力涡轮机碰撞中的应用以及使用所述系统记录飞行动物与风力涡轮机碰撞的方式
本专利技术的主题是一种记录飞行动物与风力涡轮机的碰撞并识别飞行动物坠落点的系统、所述系统在记录飞行动物与风力涡轮机碰撞中的应用以及使用所所述系统记录飞行动物与风力涡轮机碰撞的方式。
技术介绍
鸟类或蝙蝠等飞行动物可能会与风力涡轮机相撞，尤其会与带有旋转叶片的风力涡轮机碰撞。这样的碰撞受害者是与风力涡轮机产生碰撞的动物或由于气压性创伤而遭受持续伤害的动物，所述气压性创伤是由于风力涡轮机的旋转叶片的区域中的压力差而对呼吸道造成的伤害。因此，需要一种系统，所述系统使我们能够识别与风力涡轮机发生的动物碰撞并识别动物的坠落点，以便监视碰撞次数或为受伤的动物提供帮助，等等。在现有技术中，还有其他记录设备，如US2011192212Al，这些记录设备通过记录由于撞击动物的身体而在转子叶片中产生的声波，来记录风力涡轮机的叶片撞击飞行动物。所述设备能够精确记录飞行动物与风力涡轮机之间的碰撞次数。相比之下，US2013050400A1提出了一种设备，所述设备使用摄像机记录飞行中的动物，并基于摄像机的图片改变风力涡轮机的工作。在现有技术中，还存在扫描风力涡轮机周围区域的设备，在所述设备记录到风力涡轮机附近有飞行动物之后，关闭风力涡轮机(JP2009257322)。MehmetHanagasioglu等人的专利公开：“在Calandawind涡轮机上对DTBat和DTBird系统的蝙蝠和鸟类探测有效性的研究”(“InvestigationoftheeffectivenessofbatandbirddetectionoftheDTBatandDTBirdsystemsatCalandawindturbine”)提出了一种激光测距仪的应用，所述测距仪位于地面上(风力涡轮机外部)，观看者可以手动测量鸟类在空中的位置，以定义鸟类相对于风力涡轮机的位置。PanDeyA等人的专利公开：“开发一种经济有效的系统来监视风力涡轮机的鸟和蝙蝠碰撞-第一阶段：传感器系统可行性研究”(“Developmentofacost-effectivesystemtomonitorwindturbinesforbirdandbatcollisions-phase1:sensorsystemfeasibilitystudy”)(加州能源委员会，公益性能源研究项目中下属的与能源有关的环境研究)中提出了一种风力涡轮机和光纤传感器的系统，可以间接记录撞到转子叶片的物体的坐标。为了使所述系统在上述专利技术中可行，应当连续地监测叶片相对于基点的位置，并且应当知道设有传感器的叶片的长度。这种类型的传感器根据记录振动的原理记录动物与叶片碰撞的情况。因此，可以将动物的位置读取为3D空间中的辅助数据。但是，传感器无法监视动物的轨迹，因此无法定位碰撞后动物的坠落点。此技术方案的专利技术者在以注册号P.416126申请的先前专利中提出了一种设备，用于记录飞行动物与风力涡轮机的碰撞并指示飞行动物坠落点，所述设备设有至少两个传感器，这两个传感器周向地安装在风力涡轮机塔架的至少两个高度上，并且传感器通过有线或无线的数据传输与控制和记录单元通信。所述技术方案中描述的传感器包括激光传感器、光电测距仪、空间扫描仪等。所述设备可通过在空间中上传至少两个坐标来记录动物飞行的轨迹：通过上部传感器、下部传感器，并通过控制和记录单元处理读数以定义与转子叶片碰撞后动物的轨迹，并确定其撞击地面的位置。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种记录飞行动物与风力涡轮机的碰撞并指示飞行动物坠落点的系统，所述系统包括：·一风力涡轮机，其由塔架，机舱和具有叶片的转子组成，·一传感器系统，其由传感器单元和外围设备组成，其特征在于，所述传感器安装在风力涡轮机机舱和/或风力涡轮机塔架上，并且所述传感器是LIDAR传感器或3D光场摄像机或3D雷达，这些传感器在其视场中扫描风力涡轮机周围的空间。优选地，传感器安装在风力涡轮机机舱上并且具有180°的水平视场。优选地，传感器安装在风力涡轮机塔架上并且具有360°的水平视场。优选地，传感器是激光雷达传感器。优选地，传感器是雷达。同样优选地，传感器是3D光场摄像机。优选地，传感器范围是大约300m。优选地，所述系统的特征在于，其另外包括一个或多个传感器，所述传感器以这样的方式安装在风力涡轮机机舱和/或风力涡轮机塔架上，使得一个传感器和另外的传感器通过有线或无线通信彼此通信，并且涵盖单个传感器的多个视场。优选地，传感器安装在转子叶片工作范围以下、风力涡轮机塔架上。优选地，所述系统另外包括至少一个设备，用于记录坠落动物的图像。优选地，记录设备是摄像机、夜视摄像机、热成像摄像机、光学摄像机。本专利技术的目的还在于使用上述系统来记录飞行动物与风力涡轮机的碰撞的方法，所述方法包括通过传感器跟踪动物与风力涡轮机的任何部分碰撞后，特别是与叶片碰撞后的坠落动物的轨迹。所述传感器特征在于，一旦动物进入传感器的视野，直到其坠落到地面之前，传感器会连续监视其视野范围内的3D空间中坠落动物的坐标和速度。本专利技术的目的还在于上述系统的应用，所述系统用于记录飞行动物与风力涡轮机的碰撞并指示飞行动物坠落点。在现有技术中已知的技术方案和本专利技术的技术方案之间的根本区别在于，使用传感器扫描风力涡轮机以及系统的结构附近的3D空间，其中，按顺序收集有关坠落动物坠落点的数据是不需要使用至少两个传感器的(首先是上部传感器，然后是下部传感器)。通过使用3D空间扫描传感器来实现本专利技术，并且基于这种类型的传感器的操作原理，仅一个这样的传感器应足以确保本专利技术的有效操作。为了实现本专利技术的目的，与第一传感器集成在一起的另一传感器的应用不是必须满足的强制性标准，但是，就传感器的“视场”而言，另一传感器可以用于扩大覆盖风力涡轮机周围的3D空间。多个传感器可以集成在一起，以确保风力涡轮机周围3D空间的最广泛覆盖-在这种情况下，我们可以讨论多个视场。多个视场由几个传感器的视场范围组成。术语“多个视场”包括传感器的重叠和不重叠的视场。专家的日常任务范围应包括调整传感器的数量及其在风力涡轮机上的位置，以获得风力涡轮机周围3D空间的最佳覆盖范围。根据本专利技术，作为系统中一部分的，能够连续扫描3D空间的传感器是市面上可买到的传感器。这样的传感器可以是LIDAR传感器，这样的传感器组选自以下几种传感器组成的组，这几种传感器具有最小180°的水平视场，和允许在风力涡轮机机舱和路基之间进行扫描的探测范围，例如：QuanergyM8-1、VelodyneVLS-128、VelodyneHDL-64、VelodyneHDL-32、VelodyneVLP-32C和VelodyneVLP-16。这样的传感器也可以是3D光场摄像机-3D成像摄像机(例如Raytrix3D光场)。这样的传感器也可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种记录飞行动物与风力涡轮机(1)的碰撞并指示所述飞行动物坠落点的系统，所述系统包括：/n·一风力涡轮机(1)，所述风力涡轮机(1)由一塔架(2)、一机舱(3)、一具有叶片(5)的转子(4)组成；/n·一传感器系统，由一传感器(6)和多个外围设备组成；/n其特征在于，所述传感器(6)安装在所述风力涡轮机(1)机舱(3)和/或风力涡轮机塔架(2)上，并且所述传感器是LIDAR传感器、3D光场摄像机或3D雷达，用于扫描在所述传感器(6)的视场(7)中，所述风力涡轮机(1)周围的空间。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170719 PL P.4222781.一种记录飞行动物与风力涡轮机(1)的碰撞并指示所述飞行动物坠落点的系统，所述系统包括：
·一风力涡轮机(1)，所述风力涡轮机(1)由一塔架(2)、一机舱(3)、一具有叶片(5)的转子(4)组成；
·一传感器系统，由一传感器(6)和多个外围设备组成；
其特征在于，所述传感器(6)安装在所述风力涡轮机(1)机舱(3)和/或风力涡轮机塔架(2)上，并且所述传感器是LIDAR传感器、3D光场摄像机或3D雷达，用于扫描在所述传感器(6)的视场(7)中，所述风力涡轮机(1)周围的空间。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器(6)安装在所述风力涡轮机机舱(3)上，并且具有180°的水平视场。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器(6)安装在所述塔架(2)上，并且具有360°的水平视场。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器(6)是LIDAR传感器。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器(6)是雷达。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器(6)是3D光场摄像机。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述传感器(6)的范围是大约300m。
8.根据权利要求1-6中任...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·普里奇拜金，
申请(专利权)人：迈克尔·普里奇拜金，
类型：发明
国别省市：波兰;PL
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