一种基于图像的风电叶片损伤检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种基于图像的风电叶片损伤检测方法及系统。包括：连续采集若干个包含风电叶片的图像数据,并基于若干个图像数据获取风电叶片的运行参数；根据风电叶片水平方向的实时加速度与预设标准加速度确定风电叶片是否产生损伤;当风电叶片产生损伤时,根据风电叶片水平方向的实时加速度与预设标准加速度确定风电叶片产生损伤的损伤等级,并对损伤等级进行实时报警。本发明专利技术通过图像算法结合风机叶片参数的方式，降低了传统测量方式的局限性，应用环境更加的宽广，并且通过损伤判断模型对加速度与损伤面积建立映射关系可以更加提高对风电叶片损伤检测的准确性。检测的准确性。检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像的风电叶片损伤检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及风力发电
，特别是涉及一种基于图像的风电叶片损伤检测方法及系统。

技术介绍

[0002]风能是绿色的可再生能源，有良好的发展前景。我国可开发的风能潜力巨大，资源丰富，总的风能可开发量约有1000—1500GW，
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可见，风电有潜力成为未来能源结构中重要的组成部分。因此，风力发电的发展也备受关注，而风机叶片是风电机组的重要组成部分，一般由玻璃纤维复合材料制成，因其制造工艺的复杂性，在成型过程中难免会出现缺陷;另外，由于工作环境的恶劣性与工况的复杂多变性，在运行过程中也会出现不同程度的损伤。武汉科技大学材料与冶金学院的刘双等研究人员通过对文献的调研了解到，目前，对于风机叶片缺陷的无损检测方法主要有X射线、超声波检测技术等。
[0003]然而现有技术中，基于X射线的形式由于受现场因素的影响及高度的限制，使用X射线检测方法很难实现现场检测,而超声波方法因为检测周期长，对不同类型的缺陷需使用不同规格的探头，在检测过程中需使用耦合剂，也具备局限性,并且对设备的性能要求较高,不利于工作的便捷性,因此,如何提供一种基于图像的风电叶片损伤检测方法及系统是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于图像的风电叶片损伤检测方法及系统，本专利技术基于图像检测的形式，通过图像算法结合风机叶片参数的方式，降低了传统测量方式的局限性，应用环境更加的宽广，并且通过损伤判断模型对加速度与损伤面积建立映射关系可以更加提高对风电叶片损伤检测的准确性。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：一种基于图像的风电叶片损伤检测方法，包括：连续采集若干个包含风电叶片的图像数据,并基于若干个所述图像数据获取所述风电叶片的运行参数；其中,所述风电叶片的运行参数包括所述风电叶片水平方向的实时加速度a;根据所述风电叶片水平方向的实时加速度a与预设标准加速度a0确定所述风电叶片是否产生损伤;当所述风电叶片产生损伤时,根据所述风电叶片水平方向的实时加速度a与预设标准加速度a0确定所述风电叶片产生损伤的损伤等级,并对所述损伤等级进行实时报警。
[0006]在本申请的一些实施例中，所述连续采集若干个包含风电叶片的图像数据后，还包括：将若干个所述图像数据输入预设损伤判断模型；所述预设损伤判断模型用于通过透视变换对所述图像数据进行校正和SRMD去噪
处理，并将采集到的若干个所述图像数据按照采集的时间顺序进行拼接；所述预设损伤判断模型还用于通过全卷积网络算法提取所述风电叶片的轮廓，并通过直线特征算法与曲线特征算法对所述图像数据进行拼接，以得到所述风电叶片的完整拼接图像，并根据所述风电叶片的完整拼接图像确定所述风电叶片是否产生损伤，当所述风电叶片产生损伤时，计算所述风电叶片的损伤面积，并根据所述风电叶片水平方向的实时加速度a与所述风电叶片的损伤面积建立映射关系。
[0007]在本申请的一些实施例中，预先设定第一预设风电叶片损伤面积A1，为第二预设风电叶片损伤面积A2，第三预设风电叶片损伤面积A3，第四预设风电叶片损伤面积A4，且A1＜A2＜A3＜A4；预先设定第一预设风电叶片加速度T01，第二预设风电叶片加速度T02，第三预设风电叶片加速度T03，第四预设风电叶片加速度T04，且T01＜T02＜T03＜T04；根据a与各预设风电叶片加速度之间的关系选定相应的风电叶片损伤面积建立映射关系；当a＜T01时，选定所述第四预设风电叶片损伤面积A4建立映射关系；当T01≤a＜T02，选定所述第三预设风电叶片损伤面积A3建立映射关系；当T02≤a＜T03，选定所述第二预设风电叶片损伤面积A2建立映射关系；当T03≤a＜T04，选定所述第一预设风电叶片损伤面积A1建立映射关系。
[0008]在本申请的一些实施例中，还包括：获取与所述风电叶片处于相同的风电风机上的另两个风电叶片的运行参数；其中，所述运行参数还包括所述风电叶片的振幅；根据另两个所述风电叶片的振幅K1和K2的平均值与所述风电叶片的振幅K之间的比值关系对所述风电叶片水平方向的实时加速度a与所述风电叶片的损伤面积建立的映射关系进行修正；预先设定第一预设风电叶片损伤面积修正系数B1，第二预设风电叶片损伤面积修正系数B2，第三预设风电叶片损伤面积修正系数B3，第四预设风电叶片损伤面积修正系数B4，且1＜B1＜B2＜B3＜B4＜1.5；预先设定第一预设比值系数R01，第二预设比值系数R02，第三预设比值系数R03，第四预设比值系数R04，且R01＜R02＜R03＜R04＜1；根据K1和K2的平均值和K的比值与各预设比值系数之间的关系对所述风电叶片水平方向的实时加速度a与所述风电叶片的损伤面积建立的映射关系进行修正；当(K1+K2)/K＜R01时，选定所述第四预设风电叶片损伤面积修正系数B4对所述第四预设风电叶片损伤面积A4进行修正，修正后的风电叶片损伤面积为A4*B4，并将A4*B4作为所述风电叶片的损伤面积建立映射关系；当R01≤(K1+K2)/K＜R02，选定所述第三预设风电叶片损伤面积修正系数B3对所述第三预设风电叶片损伤面积A3进行修正，修正后的风电叶片损伤面积为A3*B3，并将A3*B3作为所述风电叶片的损伤面积建立映射关系；当R02≤(K1+K2)/K＜R03，选定所述第二预设风电叶片损伤面积修正系数B2对所述第二预设风电叶片损伤面积A2进行修正，修正后的风电叶片损伤面积为A2*B2，并将A2*B2作为所述风电叶片的损伤面积建立映射关系；
当R03≤(K1+K2)/K＜R04，选定所述第一预设风电叶片损伤面积修正系数B1对所述第一预设风电叶片损伤面积A1进行修正，修正后的风电叶片损伤面积为A1*B1，并将A1*B1作为所述风电叶片的损伤面积建立映射关系。
[0009]在本申请的一些实施例中，预先设定报警等级，所述报警等级由高到低被划分为一级报警、二级报警、三级报警和四级报警；当选定将A4*B4作为所述风电叶片的损伤面积与所述风电叶片水平方向的实时加速度a建立映射关系时，选定所述一级报警作为所述风电叶片产生损伤的损伤等级并进行实时报警；当选定将A3*B3作为所述风电叶片的损伤面积与所述风电叶片水平方向的实时加速度a建立映射关系时，选定所述二级报警作为所述风电叶片产生损伤的损伤等级并进行实时报警；当选定将A2*B2作为所述风电叶片的损伤面积与所述风电叶片水平方向的实时加速度a建立映射关系时，选定所述三级报警作为所述风电叶片产生损伤的损伤等级并进行实时报警；当选定将A1*B1作为所述风电叶片的损伤面积与所述风电叶片水平方向的实时加速度a建立映射关系时，选定所述四级报警作为所述风电叶片产生损伤的损伤等级并进行实时报警。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种基于图像的风电叶片损伤检测系统，应用于所述的基于图像的风电叶片损伤检测方法中，包括：采集单元，用于连续采集若干个包含风电叶片的图像数据,并基于若干个所述图像数据获取所述风电叶片的运行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像的风电叶片损伤检测方法，其特征在于，包括：连续采集若干个包含风电叶片的图像数据,并基于若干个所述图像数据获取所述风电叶片的运行参数；其中,所述风电叶片的运行参数包括所述风电叶片水平方向的实时加速度a;根据所述风电叶片水平方向的实时加速度a与预设标准加速度a0确定所述风电叶片是否产生损伤;当所述风电叶片产生损伤时,根据所述风电叶片水平方向的实时加速度a与预设标准加速度a0确定所述风电叶片产生损伤的损伤等级,并对所述损伤等级进行实时报警。2.根据权利要求1所述的一种基于图像的风电叶片损伤检测方法，其特征在于，所述连续采集若干个包含风电叶片的图像数据后，还包括：将若干个所述图像数据输入预设损伤判断模型；所述预设损伤判断模型用于通过透视变换对所述图像数据进行校正和SRMD去噪处理，并将采集到的若干个所述图像数据按照采集的时间顺序进行拼接；所述预设损伤判断模型还用于通过全卷积网络算法提取所述风电叶片的轮廓，并通过直线特征算法与曲线特征算法对所述图像数据进行拼接，以得到所述风电叶片的完整拼接图像，并根据所述风电叶片的完整拼接图像确定所述风电叶片是否产生损伤，当所述风电叶片产生损伤时，计算所述风电叶片的损伤面积，并根据所述风电叶片水平方向的实时加速度a与所述风电叶片的损伤面积建立映射关系。3.根据权利要求2所述的一种基于图像的风电叶片损伤检测方法，其特征在于，预先设定第一预设风电叶片损伤面积A1，为第二预设风电叶片损伤面积A2，第三预设风电叶片损伤面积A3，第四预设风电叶片损伤面积A4，且A1＜A2＜A3＜A4；预先设定第一预设风电叶片加速度T01，第二预设风电叶片加速度T02，第三预设风电叶片加速度T03，第四预设风电叶片加速度T04，且T01＜T02＜T03＜T04；根据a与各预设风电叶片加速度之间的关系选定相应的风电叶片损伤面积建立映射关系；当a＜T01时，选定所述第四预设风电叶片损伤面积A4建立映射关系；当T01≤a＜T02，选定所述第三预设风电叶片损伤面积A3建立映射关系；当T02≤a＜T03，选定所述第二预设风电叶片损伤面积A2建立映射关系；当T03≤a＜T04，选定所述第一预设风电叶片损伤面积A1建立映射关系。4.根据权利要求3所述的一种基于图像的风电叶片损伤检测方法，其特征在于，还包括：获取与所述风电叶片处于相同的风电风机上的另两个风电叶片的运行参数；其中，所述运行参数还包括所述风电叶片的振幅；根据另两个所述风电叶片的振幅K1和K2的平均值与所述风电叶片的振幅K之间的比值关系对所述风电叶片水平方向的实时加速度a与所述风电叶片的损伤面积建立的映射关系进行修正；预先设定第一预设风电叶片损伤面积修正系数B1，第二预设风电叶片损伤面积修正系数B2，第三预设风电叶片损伤面积修正系数B3，第四预设风电叶片损伤面积修正系数B4，且1＜B1＜B2＜B3＜B4＜1.5；
预先设定第一预设比值系数R01，第二预设比值系数R02，第三预设比值系数R03，第四预设比值系数R04，且R01＜R02＜R03＜R04＜1；根据K1和K2的平均值和K的比值与各预设比值系数之间的关系对所述风电叶片水平方向的实时加速度a与所述风电叶片的损伤面积建立的映射关系进行修正；当(K1+K2)/K＜R01时，选定所述第四预设风电叶片损伤面积修正系数B4对所述第四预设风电叶片损伤面积A4进行修正，修正后的风电叶片损伤面积为A4*B4，并将A4*B4作为所述风电叶片的损伤面积建立映射关系；当R01≤(K1+K2)/K＜R02，选定所述第三预设风电叶片损伤面积修正系数B3对所述第三预设风电叶片损伤面积A3进行修正，修正后的风电叶片损伤面积为A3*B3，并将A3*B3作为所述风电叶片的损伤面积建立映射关系；当R02≤(K1+K2)/K＜R03，选定所述第二预设风电叶片损伤面积修正系数B2对所述第二预设风电叶片损伤面积A2进行修正，修正后的风电叶片损伤面积为A2*B2，并将A2*B2作为所述风电叶片的损伤面积建立映射关系；当R03≤(K1+K2)/K＜R04，选定所述第一预设风电叶片损伤面积修正系数B1对所述第一预设风电叶片损伤面积A1进行修正，修正后的风电叶片损伤面积为A1*B1，并将A1*B1作为所述风电叶片的损伤面积建立映射关系。5.根据权利要求4所述的一种基于图像的风电叶片损伤检测方法，其特征在于，预先设定报警等级，所述报警等级由高到低被划分为一级报警、二级报警、三级报警和四级报警；当选定将A4*B4作为所述风电叶片的损伤面积与所述风电叶片水平方向的实时加速度a建立映射关系时，选定所述一级报警作为所述风电叶片产生损伤的损伤等级并进行实时报警；当选定将A3*B3作为所述风电叶片的损伤面积与所述风电叶片水平方向的实时加速度a建立映射关系时，选定所述二级报警作为所述风电叶片产生损伤的损伤等级并进行实时报警；当选定将A2*B2作为所述风电叶片的损伤面积与所述风电叶片水平方向的实时加速度a建立映射关系时，选定所述三级报警作为所述风电叶片产生损伤的损伤等级并进行实时报警；当选定将A1*B1作为所述风电叶片的损伤面积与所述风电叶片水平方向的实时加速度a建立映射关系时，选定所述四级报警作为所述风电叶片产生损伤的损伤等级并进行实时报警。6.一种基于图像的风电叶片损伤检测系统，应用于如权利要求1
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5任一项所述的基于图像的风电叶片损伤检测方法中，其特征在于，包括：采集单元，用于连续采...

【专利技术属性】
技术研发人员：任家琦，姚天龙，王建阳，何国福，郎友林，
申请(专利权)人：华能吐鲁番风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：