【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光雷达测风领域，具体涉及激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法、设备、存储介质。
技术介绍
1、激光雷达以激光为媒介，运动的气溶胶颗粒会使反射波发生多普勒频移，从而计算出风速和风向信息。由于其具有高时空分辨率、安装简单易维护、自动化程度高等优势。激光测风雷达已被广泛应用于各个领域，如环境气象监测、航空气象和风场监测等。
2、通常使用机舱雷达进行风机叶轮面前风速测量，但其由于波束位置固定不能灵活配置，安装时具有较高要求，一般选择安装在风机顶部，环境适应性较低。现有技术针对风机叶轮面前风速分析手段有限，主要通过机舱雷达、光纤传感实现，光纤传感需要附着粘贴至风机叶轮面叶根处，测量点位单一且布放较为困难，机舱雷达放置于风机舱顶处且波束方向固定，易受遮挡且扫描模式单一。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有的风机叶轮面前风速分析手段有限，光纤传感需要附着粘贴至风机叶轮面叶根处，测量点位单一且布放较为困难，机舱雷达放置于风机舱顶处且波束方向固定，易受遮挡且扫描模式单一；针对此不足，提出了激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法、设备、存储介质。
2、为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
3、激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，包括以下步骤：
4、s1、基于风机的基本参数，以风机的底部中心为原点，建立风机坐标系；风机的基本参数包括风机叶轮的直径d、轮毂高度l；
5、s2、在风机叶轮前侧建立若干目标点位n，目标
6、s3、将第一雷达和第二雷达设置于风机底部，形成坐标1（x1，y1，1）和坐标2（x2，y2，1）；
7、s4、第一雷达扫描目标点位n的中心点位和任意两个象限点位；第二雷达扫描同一目标点位的中心点位和其他两个象限点位；
8、s5、通过
9、，
10、计算中心点位的方位角和俯仰角；
11、通过
12、，
13、计算左象限点位的方位角和俯仰角；
14、通过
15、，
16、计算右象限点位的方位角和俯仰角；
17、通过
18、，
19、计算上象限点位的方位角和俯仰角；
20、通过
21、，
22、计算下象限点位的方位角和俯仰角；
23、其中，；
24、s6、第一雷达和第二雷达通过vad扫描模式，均匀扫描每个点位的上的8-10个子点位，8-10个子点位作为反演该点位水平风速和水平风向的背景风场；
25、s7、基于vad扫描模式，对8-10个子点位进行vad反演得到子点位对应的点位的水平风速、水平风向；
26、s8、判断第一雷达扫描的中心点位的水平风速和水平风向与第二雷达扫描的中心点位的水平风速和水平风向的是否存在误差；
27、s9、若水平风速的误差小于0.2m/s，且水平风向的误差小于1°，则确认第一雷达和第二雷达扫描的5个点位的水平风速和水平风向均为有效；否则第一雷达和第二雷达扫描的5个点位视为无效点位。
28、作为本专利技术的进一步优选，所述双雷达贴近设置于风机底部。
29、作为本专利技术的进一步优选，所述步骤s4中第一雷达和第二雷达均接入ntp服务器，以国际标准时间utc作为第一雷达和第二雷达的标准时间，第一雷达和第二雷达进行同步时间扫描。
30、作为本专利技术的进一步优选，所述步骤s6中，第一雷达或第二雷达在进行vad扫描时，以点位为中心，子点位左右均匀分布，且相邻两个子点位之间方位角间隔x°，俯仰角不变。
31、作为本专利技术的进一步优选，所述方位角间隔x°为1°-10°
32、作为本专利技术的进一步优选，所述第一雷达和第二雷达均为便携式三维激光扫描式雷达。
33、激光双雷达测量风机叶轮面风速的装置，包括数据采集模块、数据处理模块和数据输出模块；所述数据采集模块通过采集第一雷达和第二雷达扫描的点位坐标和径向风速，将点位坐标和径向风速发送至数据处理模块；数据处理模块对反演第一雷达和第二雷达扫描的点位进行反演得到点位的水平风速和水平风向，判断第一雷达和第二雷达共同扫描点位是否有效，并将判断结论发送至数据输出模块；数据输出模块通过判断结论控制数据采集模块是否需要继续采集数据；有效则不继续采集，无效则继续采集；
34、所述数据采集模块包括坐标系模块和雷达扫描模块，所述坐标系模块用于建立风机坐标系、确立目标点位以及采集第一雷达和第二雷达扫描的点位坐标；所述雷达扫描模块用于控制雷达以vad扫描模式进行扫描，获得雷达的径向风速；
35、所述数据处理模块包括反演模块和判断模块；所述反演模块通过第一雷达和第二雷达扫描的子点位数据，以子点位作为背景风场反演得到子点位对应的点位的水平风速和水平风向，并将反演得到的水平风速和水平风向发送至判断模块；所述子点位数据包括径向风速、方位角和俯仰角；所述判断模块，用于对比第一雷达和第二雷达共同扫描的中心点位的水平风速和水平风向是否存在误差，形成判断结论，发送至数据输出模块。
36、一种计算机设备，所述装置包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法。
37、一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，至少一条程序指令用于被处理器加载并执行以实现激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法。
38、本专利技术提出的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法、设备、存储介质，与现有技术相比，具有如下有益效果：
39、1、本专利技术通过在叶轮面前设立目标点位、建立以风机底部为原点的坐标系、计算各点位雷达所需俯仰角方位角、双雷达同步扫描、利用vad反演水平风速、水平风向、衡量数据有效性；
40、2、通过将三维激光测风雷达放置在风机底部，安装方便，且可进行自定义扫描，对风机叶轮面进行全方位、多点位的分析；
41、3、本专利技术使用的雷达为便携式三维激光扫描式雷达；携带方便，同时安装简单，测试扫描具有多样性；
42、4、通过两台激光雷达同步扫描，可以缩短扫描时间；
43、5、利用中心点位水平风速、水平风向的误差信息来判断整套系统反演出的水平风速、水平风向的信息是否真实可靠。
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1.激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述双雷达贴近设置于风机底部。
3.根据权利要求1所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述步骤S4中第一雷达和第二雷达均接入NTP服务器，以国际标准时间UTC作为第一雷达和第二雷达的标准时间，第一雷达和第二雷达进行同步时间扫描。
4.根据权利要求1所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述步骤S6中，第一雷达或第二雷达在进行VAD扫描时，以点位为中心，子点位左右均匀分布，且相邻两个子点位之间方位角间隔X°，俯仰角不变。
5.根据权利要求4所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述方位角间隔X°为1°-10°。
6.根据权利要求1所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述第一雷达和第二雷达均为便携式三维激光扫描式雷达。
7.激光双雷达测量风机叶轮面风速的装置，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理模块和数据输
8.一种计算机设备，其特征在于，所述装置包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，至少一条程序指令用于被处理器加载并执行以实现如权利要求1至6任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述双雷达贴近设置于风机底部。
3.根据权利要求1所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述步骤s4中第一雷达和第二雷达均接入ntp服务器，以国际标准时间utc作为第一雷达和第二雷达的标准时间，第一雷达和第二雷达进行同步时间扫描。
4.根据权利要求1所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述步骤s6中，第一雷达或第二雷达在进行vad扫描时，以点位为中心，子点位左右均匀分布，且相邻两个子点位之间方位角间隔x°，俯仰角不变。
5.根据权利要求4所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述方位角间隔x°为1°-10°。
6.根据权利要求1所述的激光双雷达测量风机叶轮面风速的方法，其特征在于，所述第一雷达和第二雷达均为便携式三维激光扫描式雷达。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈醒，刘知新，肖增利，朱飞，
申请(专利权)人：南京牧镭激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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