一种风机正反面自主巡检规划方法技术

本发明专利技术提供了一种风机正反面自主巡检规划方法，包括以下步骤：S1、输入风机相关参数；S2、计算风机骨架模型；S3、计算巡检规划航线；S4、导出巡检规划文件。本发明专利技术所述的风机正反面自主巡检规划方法不仅使风机巡检更加科学、智能，而且有效的提供了巡检效率，巡检结果也更加精确。更加精确。更加精确。

【技术实现步骤摘要】
一种风机正反面自主巡检规划方法


[0001]本专利技术属于无人机巡检
，尤其是涉及一种风机正反面自主巡检规划方法。

技术介绍

[0002]现有的风机巡检大多是采用无人机进行巡检，但是大多数无人机都是采用人工遥控进行巡检，并不具有自主巡检规划算法，这样就造成了巡检效率低，且巡检效果差。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为克服上述缺陷，本专利技术旨在提出一种风机正反面自主巡检规划方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种风机正反面自主巡检规划方法，包括以下步骤：
[0006]S1、输入风机相关参数和规划参数；
[0007]S2、计算风机骨架模型；
[0008]S3、计算巡检规划航线；
[0009]S4、导出巡检规划文件。
[0010]进一步的，所述步骤S2的执行方法具体如下：
[0011]S201、根据风机参数和规划参数，和正对风机轮毂中心的飞机坐标，计算出风机轮毂中心点的坐标；
[0012]S202、计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机正反面自主巡检规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、输入风机相关参数和规划参数；S2、计算风机骨架模型；S3、计算巡检规划航线；S4、导出巡检规划文件。2.根据权利要求1所述的风机正反面自主巡检规划方法，其特征在于，所述步骤S2的执行方法具体如下：S201、根据风机参数和规划参数，和正对风机轮毂中心的飞机坐标，计算出风机轮毂中心点的坐标；S202、计算风叶面参数，并变换成上仰情况的参数；S203、根据输入的风机参数中的叶片相位参数，通过矩阵变换，得到三个叶片模型：S204、计算叶片上的相机目标点；S205、根据预弯参数优化叶片模型；S206、计算正面巡检风叶模型顺序；S207、计算背面巡检风叶模型顺序。3.根据权利要求2所述的风机正反面自主巡检规划方法，其特征在于，所述S201中，计算出风机轮毂中心点的坐标的方法如下：1)中心点高度center_h＝塔柱地面点高度+塔柱高度+机舱高度/22)轮毂中心点：假设风机地面点坐标是A(b1,l1,h1)，飞机坐标是B(b2,l2,h2)，那么A点对应的1)点坐标是C(b1,l1,center_h)，CB点进行如下坐标变换得到轮毂中心点D：沿着CB向量的单位向量进行缩放CB距离，再平移到C点；所述步骤S202中的风叶面参数包括风叶面法向量、飞机正对风叶面的方位角、塔柱向量；风叶面法向量为轮毂中心点D指向飞机坐标B得到的单位向量；飞机正对风叶面的方位角为飞机坐标B指向轮毂中心点D计算得到平面方位角；塔柱向量为垂直地面向上的向量(0,0,1)；把风叶面法向量、飞机正对风叶面的方位角、塔柱向量变换成上仰情况的参数，并根据风叶面的上仰角度，通过矩阵变换，调整面向量和法向量，具体方法如下：在符合右手法则的情况，由风叶面法向量叉乘塔柱向量，得到在风叶面内既垂直于法向量，又垂直于地面向上的向量Y，绕着Y轴逆时针旋转上仰角度得到旋转矩阵，通过此旋转矩阵对X和Z进行坐标变换，得到变换后的X
’
和Z
’
即实际中的风叶面的x轴和z轴。4.根据权利要求2所述的风机正反面自主巡检规划方法，其特征在于：所述步骤S203的执行方法为：根据输入的叶片相位参数angle进行如下矩阵变换：旋转矩阵：Z轴单位向量绕X轴顺时针旋转
‑
angle；缩放矩阵：缩放尺度是叶片长度；平移矩阵：平移到轮毂中心；最终的变换矩阵：先旋转，再缩放，再平移，以列向量为主，左乘矩阵；
最终的变换矩阵＝旋转矩阵*缩放矩阵*平移矩阵在此基础上分别计算angle+120,angle+240,在叶片面内相对Z轴顺时针三个叶片的端点；此时叶片模型为轮毂中心到叶片端点构成的线段；所述S204中计算叶片上的相机目标点的方法如下；确定相机拍照间距：输入参数中最长边的相机拍照间距和最短边的相机拍照间距的最小值内插加密点：轮毂中心到叶片端点构成的线段上，根据相机拍照的距离加密点。所述步骤S205的具体方法如下；由步骤S203和步骤S204得到的是理想情况的叶片模型，实际中叶片在dx，dy有个偏角，并且自身还有弯曲弧度，因此根据这些参数，优化调整叶片模型上的点，通过这些点勾勒出叶片的模型，具体如下：1)根据弯曲比例，计算非弯曲部分长度；2)计算转折点：沿着叶片中心到端点的单位向量缩放步骤1)的长度并平移到中心，得到变换矩阵，并对叶片中心到端点的单位向量进行变换得到弯曲转折点；3)进行dx和dy调整：dx和dy旋转中心都是轮毂中心，即叶片中心点；旋转向量：叶片中心到端点的单位向量；dx旋转轴是风叶面法向量X，调整是绕着旋转轴逆时针旋转dx角度；dy旋转轴是叶片向量绕着X轴顺时针旋转90度的单位向量，调整是绕着旋转轴逆时针旋转dy角度；如果点到叶片中心距离小于步骤1)，那么点在非弯曲部分，只需进行dx和dy调整，对点先进行dx变换，再进行dy变换得到dx,dy调整后的点；4)叶尖弯曲部分调整：旋转向量：叶片中心到端点的单位向量；弯曲旋转中心是转弯点，旋转轴同dx即风叶面法向量X，调整是绕着旋转轴逆时针旋转弯曲角度；如果点到叶片中心距离大于步骤1)，那么点在弯曲部分。需先进性弯曲调整，在进行dx变换，再进行dy变换。5.根据权利要求2所述的风机正反面自主巡检规划方法，其特征在于，所述步骤206的执行方法如下：巡检方向为：逆时针1)得到离地面最近风叶的相对方位角，方法如下；在风叶面内相对于垂直于地面的Z轴的方位角；三个风叶叶片的相对方位角分别为A,B＝A+120,C＝A+240,柱子的相对方位角是180；计算三个叶片与柱子夹角,A
’
＝A
‑
180,B
’
＝B
‑
180,C
’
＝C
‑
180；从小到大排列A
’
,B
’
,C
’
,排序最小的风叶叶片即离地面最近的风叶，从而得到离地面最近风叶的相位方位角；2)叶片以距离地面最近风叶的角进行逆时针排序；
3)记录巡检叶片的索引。6.根据权利要求2所述的风机正反面自主巡检规划方法，其特征在于，所述步骤207的执行方法如下：巡检方向：逆时针1)相对方位角：在风叶面内相对于垂直于地面的Z轴的方位角；三个风叶叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小宁，陈雪梅，娄尚，王泓淼，张洁，边真真，黄静，
申请(专利权)人：天津航天中为数据系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：