[发明专利]基于标记的机器视觉的塔筒基础环倾斜测量方法、装置、设备

说明书

本发明公开一种基于标记的机器视觉的塔筒基础环倾斜测量方法、装置、设备。其中，所述方法包括：将至少3个标尺固定在平行于塔筒法兰圈的同一平面或者能表示塔筒静止状态的平面的同一平面的内壁上，获取塔筒基础环内部的第一全景图像，识别该第一全景图像中的第一兴趣物和第一兴趣点，其中，兴趣物是塔筒内部的标尺，基于水平参考面，对该第一兴趣点或第一兴趣物进行第一特征标记，将该第一特征标记折算至等效为塔筒几何中心等效视角的第二全景图像中的第二特征标记，根据该第二特征标记，采用优化方式选择最优特征来表示第二兴趣物，根据该第二兴趣物和第二兴趣点，计算出描述塔筒倾斜程度的物理量，能够实现快速识别风机基础的异常部位、异常程度。

技术领域

本发明涉及塔筒基础环技术领域，尤其涉及一种基于标记的机器视觉的塔筒基础环倾斜测量方法、装置、设备。

背景技术

风力发电机组在实际运行过程中，经常会因为振动超限而导致系统触发报警，影响了机组的正常运行，降低了机组的发电量。通过对现有大量类似案例的分析，振动报警很大一部分原因是塔架与基础主体的连接松动导致的，基础混凝土损伤，基础环与混凝土主体间出现明显间隙等是导致风机振动报警的影响因素。伴随着机组振动超限的基础，多出现明显的混凝土表面损伤，基础密封防水失效，塔架晃动异常等现象。机组若长期在该状态下运行，必然会对机组大部件及塔架带来严重影响，甚至会直接导致机组停机，影响发电量及机组部件的使用寿命。

然而，现有的塔筒基础环倾斜测量方案，对于塔基倾斜问题的检测大多数依赖专业人员带着水准仪等相关检测设备去风场进行现场检测，考虑到风场的运维管理，基础与塔架倾斜的相关问题并不能及时被发现，从而对机组的安全有效运行带来了很大的隐患；基础与塔架倾斜的现场检测需要配备专业的分析人员进行数据解读，针对机组出现问题的最终结论出具耗时较长，如上所述的种种原因往往导致机组长时间处于停机保护状况，机组发电量损失较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于标记的机器视觉的塔筒基础环倾斜测量方法、装置、设备，能够实现快速识别风机基础的异常部位和异常程度，实现塔筒基础健康监测，降低由于检修导致的发电量损失，预防倒塔事故。

根据本发明的一个方面，提供一种基于标记的机器视觉的塔筒基础环倾斜测量方法，包括：将至少3个标尺固定在平行于塔筒法兰圈的同一平面或者能表示塔筒静止状态的平面的同一平面的内壁上，通过在将数字取景装置布置在塔筒基础环内部，获取塔筒基础环内部的第一全景图像；识别所述第一全景图像中的第一兴趣物和第一兴趣点；其中，兴趣物是塔筒内部的标尺，兴趣点是兴趣物上的点或者兴趣物上的可视为点的标记物；基于所述水平参考面，对所述第一兴趣点或第一兴趣物进行第一特征标记；其中，所述第一特征标记由一组标记组成，且各个标记的位置各不相同；根据所述第一特征标记，将所述第一全景图像转换至等效为塔筒几何中心等效视角的第二全景图像；将所述第一特征标记折算至等效为塔筒几何中心等效视角的所述第二全景图像中的第二特征标记；根据所述第二特征标记，采用优化方式选择最优特征来表示第二兴趣物；根据所述第二兴趣物和第二兴趣点，计算出描述塔筒倾斜程度的物理量。

其中，所述识别所述第一全景图像中的第一兴趣物和第一兴趣点，包括：采用激光水平仪作为参考水平面或者陀螺仪对所述数字取景装置进行校验，确定各个标尺较水平面的偏差，和采用球面成像、柱面成像或者多散点成像方式对塔筒基础环内部进行取景得到第一全景图像，和采用图像识别方式对所述第一全景图像中的标尺或者兴趣点进行识别，和对识别的标尺或者兴趣点的特征进行量化得到所述第一全景图像中的第一兴趣物；和从所述第一兴趣物中识别出刻画所述第一兴趣物的点或者第一兴趣物上的可视为点的标记物得到第一兴趣点。

其中，所述根据所述第一特征标记，将所述第一全景图像转换至等效为塔筒几何中心等效视角的第二全景图像，包括：根据所述第一特征标记，采用定标转换方式或者定距转换方式，测量固有标记物相较于参照物的位置变化，计算视觉识别的中心相较于塔筒几何中心的转换程度，将所述第一全景图像转换至等效为塔筒几何中心等效视角的第二全景图像；其中，所述转换程度包括转换量和转换方向。