The invention provides a method and a device for determining the tower clearance of a wind turbine, the method includes: obtaining an image of the wind turbine during operation, the image includes the tip of the blade of the wind turbine and the tower tube; determining the position of the tip of the blade of the wind turbine from the acquired image; identifying the edge of the tower tube from the acquired image; according to the determination Calculate the distance from the tip of the blade to the edge of the tower to obtain the tower clearance. By adopting the method and device for determining the tower clearance of the wind turbine according to the exemplary embodiment of the invention, the tower clearance of the wind turbine can be determined in real time, so as to effectively avoid the occurrence of tower sweeping by blades.
【技术实现步骤摘要】
确定风力发电机组的塔架净空的方法和装置
本专利技术总体说来涉及风电
，更具体地讲，涉及一种确定风力发电机组的塔架净空的方法和装置。
技术介绍
风力发电机组的塔架净空是指叶轮在旋转过程中叶片的尖端到塔筒表面的距离。对于风力发电机组而言，如果一旦发生叶片扫塔，则需要更换叶片，而单只叶片的成本较高，这会增加维修成本。同时在更换叶片期间需机组停机，而机组停机期间还会导致发电量的损失，因此一旦发生叶片扫塔会为风电场带来较大的经济损失。而目前风力发电机组的塔架净空无法通过测量工具测量，导致无法实时地获取风力发电机组的塔架净空。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例的目的在于提供一种确定风力发电机组的塔架净空的方法和装置，以解决现有技术中无法对风力发电机组的塔架净空进行测量的技术问题。在一个总体方面，提供一种确定风力发电机组的塔架净空的方法，所述方法包括：获取风力发电机组在运行过程中的图像，所述图像包括所述风力发电机组的叶片的尖端以及塔筒；从获取的图像中确定风力发电机组的叶片的尖端的位置；从获取...
【技术保护点】
1.一种确定风力发电机组的塔架净空的方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取风力发电机组在运行过程中的图像，所述图像包括所述风力发电机组的叶片的尖端以及塔筒；/n从获取的图像中确定所述风力发电机组的叶片的尖端的位置；/n从获取的图像中识别所述塔筒的边缘；/n根据确定的叶片的尖端的位置和识别的塔筒的边缘，计算叶片的尖端到塔筒的边缘的距离以获得塔架净空。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种确定风力发电机组的塔架净空的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取风力发电机组在运行过程中的图像，所述图像包括所述风力发电机组的叶片的尖端以及塔筒；
从获取的图像中确定所述风力发电机组的叶片的尖端的位置；
从获取的图像中识别所述塔筒的边缘；
根据确定的叶片的尖端的位置和识别的塔筒的边缘，计算叶片的尖端到塔筒的边缘的距离以获得塔架净空。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从获取的图像中提取用于检测叶片的尖端的第一敏感区域和用于识别塔筒的边缘的第二敏感区域，
其中，从第一敏感区域中确定所述风力发电机组的叶片的尖端的位置，从第二敏感区域中识别所述塔筒的边缘。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从第一敏感区域中确定所述风力发电机组的叶片的尖端的位置的步骤包括：
使用一预定窗口遍历第一敏感区域，当所述预定窗口处于第一敏感区域上的任一位置时，通过以下方式从所述预定窗口内包含的图像中检测叶片的尖端的位置：
以所述任一位置为起点，在第一敏感区域上沿任意方向滑动所述预定窗口；
针对沿每个方向的滑动，确定滑动前与滑动后所述预定窗口内的像素点的灰度变化程度，并判断所述灰度变化程度是否满足设定条件；
如果针对沿所有方向的滑动，滑动前与滑动后所述预定窗口内的像素点的灰度变化程度均满足设定条件，则确定所述预定窗口在所述任一位置时包含的图像中存在叶尖特征点；
从所述预定窗口在所述任一位置时包含的图像中检测叶尖特征点，并将检测到的叶尖特征点对应的坐标确定为叶片的尖端的位置。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，从所述预定窗口在所述任一位置时包含的图像中检测叶尖特征点的步骤包括：
将所述预定窗口在所述任一位置时包含的图像中灰度的梯度值和/或梯度方向的变化速率最高的像素点确定为叶尖特征点。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从第一敏感区域中确定所述风力发电机组的叶片的尖端的位置的步骤包括：
从第一敏感区域中检测出多个候选叶尖特征点；
根据预设条件从所述多个候选叶尖特征点中确定最终的叶尖特征点。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，用于捕获风力发电机组在运行过程中的图像的图像捕获器被设置在风力发电机组的机舱底部，或者所述图像捕获器被设置在位于风力发电机组侧面且与风力发电机组之间的距离为预定距离的指定区域内，
其中，根据预设条件从所述多个候选叶尖特征点中确定最终的叶尖特征点的步骤包括：
当所述图像捕获器被设置在机舱底部时，将所述多个候选叶尖特征点中的Y轴坐标值最大的点确定为最终的叶尖特征点；
当所述图像捕获器被设置在所述指定区域内时，将所述多个候选叶尖特征点中的Y轴坐标值最小的点确定为最终的叶尖特征点。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从第二敏感区域中识别所述塔筒的边缘的步骤包括：
从第二敏感区域中提取多个边缘特征点；
将所述多个边缘特征点映射到参数空间中，并基于所述多个边缘特征点在参数空间绘制对应的多条直线；
确定参数空间中的至少一个聚集点，所述至少一个聚集点为超过预定数量直线通过的点；
根据所述至少一个聚集点的坐标值确定在第二敏感区域中的至少一条直线，基于所述至少一条直线确定塔筒的边缘。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述至少一个聚集点的坐标值确定在第二敏感区域中的至少一条直线的步骤包括：
针对每个聚集点，将该聚集点的横坐标作为直线的斜率，将该聚集点的纵坐标作为直线的截距，得到在第二敏感区域中的与该聚集点对应的直线。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述至少一条直线确定塔筒的边缘的步骤包括：
当对所述至少一条直线进行拟合获得一条拟合直线时，将得到的拟合直线作为塔筒的边缘；
当对所述至少一条直线进行拟合获得两条拟合直线时，将连接所述两条拟合直线的中点的连线作为塔筒的边缘。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据确定的叶片的尖端的位置和识别的塔筒的边缘，计算叶片的尖端到塔筒的边缘的距离以获得塔架净空的步骤包括：
根据确定的叶片的尖端的位置和识别的塔筒的边缘，计算叶片的尖端到塔筒的边缘的像素距离；
基于预先确定的任意两个像素之间的像素距离与实际距离的对应关系，来利用叶片的尖端到塔筒的边缘的像素距离计算叶片的尖端到塔筒的边缘的实际距离，将所述实际距离确定为塔架净空。
11.一种确定风力发电机组的塔架净空的装置，其特征在于，所述装置包括：
图像获取模块，获取风力发电机组在运行过程中的图像，所述图像包括所述风力发电机组的叶片的尖端以及塔筒；
技术研发人员：王百方，杨博宇，程庆阳，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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