【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电机组的三维扫描和数据处理，具体地说，特别涉及一种风力发电机组毫米级三维扫描系统。
技术介绍
1、风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术，具有清洁、环保、可持续等优点。风力发电机组是风力发电的核心设备，其主要组成部分包括叶片、塔筒、机舱等。风力发电机组的性能和寿命与其结构和状态密切相关，因此，对风力发电机组进行定期的检测和维护是保证其安全、稳定、高效运行的重要措施。
2、目前，对风力发电机组的检测和维护主要采用人工或无人机的方式，通过目视或摄像头对风力发电机组的外观进行观察和拍摄，然后根据经验或图像分析判断风力发电机组的状态和故障。然而，这种方式存在以下缺点：
3、人工或无人机的检测和维护效率低，耗时长，成本高，风险大，受环境和人为因素的影响大，难以保证检测和维护的质量和准确性。
4、目视或摄像头的检测和维护精度差，只能获取风力发电机组的表面信息，无法获取风力发电机组的内部结构和状态信息，难以发现风力发电机组的潜在故障和隐患。
5、图像分析的检测和维护难度大，需要大量的图像数据和复杂的图像处理算法，难以实现风力发电机组的三维建模和量化分析，难以支持风力发电机组的性能评估、故障诊断、优化设计等应用。
6、因此，针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种风力发电机组毫米级三维扫描系统，该系统能够对风力发电机组的叶片、塔筒、机舱进行高精度、高效率、全方位的三维扫描，采集三维数据，并对数据进行处理和分析，生成风力发电机组的三维模型，支持性能评估、故障
技术实现思路
1、为了解决现有技术的问题，本专利技术的目的在于提供一种风力发电机组毫米级三维扫描系统，该系统能够对风力发电机组的叶片、塔筒、机舱进行高精度、高效率、全方位的三维扫描，采集三维数据，并对数据进行处理和分析，生成风力发电机组的三维模型，支持性能评估、故障诊断、优化设计等应用。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种风力发电机组毫米级三维扫描系统，包括以下组件：
4、激光雷达：用于对风力发电机组的叶片、塔筒、机舱进行毫米级三维扫描，采集三维数据；该激光雷达基于脉冲相干探测原理工作，发射短脉冲激光束，接收目标表面的反射信号，并根据飞行时间及相位差计算目标的距离与方位，获取目标的三维坐标；
5、扫描控制器：用于负责实施智能扫描控制算法；该控制器根据风力发电机组的运行状态和环境条件，包括风速、风向、温度、湿度、气压、叶片转速、叶片角度、机舱角度，动态调整激光雷达的扫描参数，以实现高效扫描；该扫描控制器计算最优扫描参数，包括扫描角度、扫描频率、扫描分辨率，并通过通信接口控制激光雷达的扫描动作；该控制器还接收激光雷达的扫描反馈，监测扫描进度和质量；
6、数据处理器：用于处理和分析激光雷达采集的三维数据，生成风力发电机组的三维模型，支持性能评估、故障诊断、优化设计；该数据处理器执行数据清洗、数据校准、数据融合、数据压缩操作，以提高数据的质量和处理效率；利用三维重建、三维配准、三维分割、三维特征提取算法生成风力发电机组的三维模型，获取其几何形状、尺寸、表面状态；此外，数据处理器使用有限元分析、机器学习、深度学习技术进行性能评估、故障诊断、优化设计。
7、进一步地，所述激光雷达安装在风力发电机组的叶片上，利用叶片的旋转实现对风力发电机组的全方位扫描。
8、进一步地，所述激光雷达安装在风力发电机组的塔筒上，利用塔筒的高度优势实现对风力发电机组的全方位扫描。
9、进一步地，所述激光雷达安装在风力发电机组附近的独立平台上，利用平台的灵活性实现对风力发电机组的全方位扫描。
10、进一步地，所述激光雷达的技术参数为：波长1550纳米，功率1瓦特，脉宽10纳秒，重复频率10千赫兹，发散角0.5毫弧度，扫描角度360度，扫描频率10赫兹，扫描分辨率0.01度，测量范围100米，测量精度1毫米。
11、进一步地，所述扫描控制器包括风速传感器、风向传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、叶片转速传感器、叶片角度传感器、机舱角度传感器。
12、进一步地，所述扫描控制器的通信接口包括无线通信接口、有线通信接口、光纤通信接口。
13、进一步地，所述数据处理器的数据清洗操作包括去除噪声、异常值、冗余数据。
14、进一步地，所述数据处理器的数据校准操作包括坐标系转换、尺度变换、旋转变换、平移变换。
15、进一步地，所述数据处理器的数据融合操作包括点云配准、点云融合、点云压缩。
16、本专利技术的有益效果是：
17、该系统能够对风力发电机组的叶片、塔筒、机舱进行高精度、高效率、全方位的三维扫描，采集三维数据，相比于人工或无人机的检测和维护方式，提高了检测和维护的质量和准确性，降低了检测和维护的时间和成本，减少了检测和维护的风险和干扰。
18、该系统能够对激光雷达采集的三维数据进行处理和分析，生成风力发电机组的三维模型，相比于目视或摄像头的检测和维护方式，提高了检测和维护的精度和深度，能够获取风力发电机组的内部结构和状态信息，能够发现风力发电机组的潜在故障和隐患。
19、该系统能够利用三维模型进行性能评估、故障诊断、优化设计等应用，相比于图像分析的检测和维护方式，提高了检测和维护的难度和范围，能够实现风力发电机组的三维建模和量化分析，能够支持风力发电机组的运行效率和可靠性的提升。
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1.一种风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，包括以下组件：
2.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述激光雷达安装在风力发电机组的叶片上，利用叶片的旋转实现对风力发电机组的全方位扫描。
3.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述激光雷达安装在风力发电机组的塔筒上，利用塔筒的高度优势实现对风力发电机组的全方位扫描。
4.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述激光雷达安装在风力发电机组附近的独立平台上，利用平台的灵活性实现对风力发电机组的全方位扫描。
5.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统中，其特征在于，所述激光雷达的技术参数为：波长1550纳米，功率1瓦特，脉宽10纳秒，重复频率10千赫兹，发散角0.5毫弧度，扫描角度360度，扫描频率10赫兹，扫描分辨率0.01度，测量范围100米，测量精度1毫米。
6.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述扫描控制器包括风速传感器、风向传感器、温度传感器
7.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述扫描控制器的通信接口包括无线通信接口、有线通信接口、光纤通信接口。
8.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述数据处理器的数据清洗操作包括去除噪声、异常值、冗余数据。
9.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述数据处理器的数据校准操作包括坐标系转换、尺度变换、旋转变换、平移变换。
10.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述数据处理器的数据融合操作包括点云配准、点云融合、点云压缩。
...【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，包括以下组件：
2.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述激光雷达安装在风力发电机组的叶片上，利用叶片的旋转实现对风力发电机组的全方位扫描。
3.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述激光雷达安装在风力发电机组的塔筒上，利用塔筒的高度优势实现对风力发电机组的全方位扫描。
4.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统，其特征在于，所述激光雷达安装在风力发电机组附近的独立平台上，利用平台的灵活性实现对风力发电机组的全方位扫描。
5.如权利要求1所述的风力发电机组毫米级三维扫描系统中，其特征在于，所述激光雷达的技术参数为：波长1550纳米，功率1瓦特，脉宽10纳秒，重复频率10千赫兹，发散角0.5毫弧度，扫描角度360度，扫描频率10赫兹，扫描分辨率0.01度，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘孟军，王马泉，乔云光，南明军，宋明修，马宏怡，丁杨，薛晗光，陈臣，王忠杰，于涵，
申请(专利权)人：华能山东发电有限公司莱州风电分公司，
类型：发明
国别省市：
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