權(quán)利要求書: 1.一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法,其特征在于,包括:
基于風(fēng)機葉片點云的投影骨架確定風(fēng)機輪轂中心點的位置,其中,所述投影骨架為將風(fēng)機葉片點云進行二維投影,然后從投影后的葉片點云中提取得到的骨架;
基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度,其中,基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度包括:將所述投影骨架中的骨架點與所述風(fēng)機輪轂中心點連線得到多個向量;根據(jù)所述多個向量與正方向形成的多個夾角,將骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心為圓心的單位圓上的點;將所述單位圓上的點進行聚類處理,得到多個聚類;將所述多個聚類每個聚類中心點與所述風(fēng)機輪轂中心點通過連線形成的多個夾角確定為風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度;
基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云;
將每個葉片點云在多個平面分別進行投影,并將投影后的投影點進行擬合得到每個葉片骨架在多個平面的方程,其中,所述多個平面的方程用于聯(lián)合表征每個葉片骨架的空間曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法,其特征在于,將每個葉片點云在多個平面分別進行投影,得到每個葉片骨架在多個平面的方程,包括:將所述每個葉片點云分別進行XOY平面投影以及XOZ平面投影;
將XOY平面上的投影點進行直線擬合,得到每個葉片骨架在XOY平面的直線方程;
將XOZ平面上的投影點進行三次曲線擬合,得到每個葉片骨架在XOZ平面的曲線方程,其中,風(fēng)機葉片所在平面定義為平面F,以風(fēng)機輪轂中心為坐標中心O,過O點與平面F的法向量方向的水平分量平行的向量為Y軸,過O點與地面垂直的軸為Z軸,過O點與Y軸和Z軸叉乘方向相同的向量為X軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法,其特征在于,基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云,包括:基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度確定風(fēng)機多個葉片之間的角度;
基于風(fēng)機多個葉片之間的角的角平分線將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法,其特征在于,在得到每個葉片骨架在多個空間的方程之后,所述方法還包括:從X軸選取間距相同的多個骨架抽取點;
將每個骨架抽取點的X值分別代入所述XOY平面的直線方程以及XOZ平面上的曲線方程,得到所述每個骨架抽取點的Y值和Z值;
將所述每個骨架抽取點的X值、Y值以及Z值經(jīng)過反旋轉(zhuǎn)和平移,得到每個葉片的空間骨架點位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法,其特征在于,獲取風(fēng)機葉片點云的投影骨架,包括:獲取到風(fēng)機葉片點云;
將所述風(fēng)機葉片點云采用最小二乘法進行平面擬合,得到風(fēng)機葉片平面;
將所述風(fēng)機葉片點云投影到所述風(fēng)機葉片平面,得到風(fēng)機葉片點云的投影骨架。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法,其特征在于,獲取到風(fēng)機葉片點云,包括:獲取到無人機通過對風(fēng)機環(huán)繞拍照后生成的數(shù)據(jù);
將所述數(shù)據(jù)進行三維建模,得到風(fēng)機的完整點云模型;
基于風(fēng)機位置、風(fēng)輪高度以及葉片半徑從所述完整點云模型截取到球形區(qū)域,其中,所述球形區(qū)域為風(fēng)機在任意位姿下的活動范圍區(qū)域;
在所述球形區(qū)域中去除風(fēng)機塔筒以及機艙點云,得到所述風(fēng)機葉片點云。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法,其特征在于,所述方法還包括:基于所述每個葉片的空間骨架點位生成風(fēng)機的巡檢航線。
8.一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定裝置,其特征在于,包括:
確定單元,用于基于風(fēng)機葉片點云的投影骨架確定風(fēng)機輪轂中心點的位置,其中,所述投影骨架為將風(fēng)機葉片點云進行二維投影,然后從投影后的葉片點云中提取得到的骨架;
第一得到單元,用于基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度,其中,第一得到單元包括:第一確定模塊,用于將所述投影骨架中的骨架點與所述風(fēng)機輪轂中心點連線得到多個向量;根據(jù)所述多個向量與正方向形成的多個夾角,將骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心為圓心的單位圓上的點;將所述單位圓上的點進行聚類處理,得到多個聚類;將所述多個聚類每個聚類中心點與所述風(fēng)機輪轂中心點通過連線形成的多個夾角確定為風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度;
分離單元,用于基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云;
第二得到單元,用于將每個葉片點云進行投影,并將投影后的投影點進行擬合得到每個葉片骨架在多個平面的方程,其中,所述多個平面的方程用于聯(lián)合表征每個葉片骨架的空間曲線。
9.一種電子設(shè)備,包括存儲器和處理器,所述存儲器上存儲有計算機指令,其特征在于,所述計算機指令在由所述處理器執(zhí)行時導(dǎo)致權(quán)利要求1至7中任一項方法被執(zhí)行。
說明書: 一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法、裝置以及電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)機智能檢測,尤其是涉及一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法、裝置以及電子設(shè)備。背景技術(shù)[0002] 目前,針對風(fēng)力發(fā)電機葉片的巡檢往往控制無人機按照巡檢航線飛行,無人機在巡檢航線上會得到葉片拍照的最佳視角,然后在巡檢航線中每個懸停點對風(fēng)機葉片進行拍照取景以完成巡檢,因此,在無人機拍照之前要規(guī)劃出巡檢航線,為了使得航線準確,現(xiàn)有技術(shù)中會先提取出風(fēng)機葉片的骨架,然后基于風(fēng)機葉片骨架來生成巡檢航線。因此,葉片數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化處理是實現(xiàn)精準巡檢的必要條件。[0003] 需要說明的是,在實際的場景中,風(fēng)機葉片長度普遍較長且材質(zhì)具有彈性,在風(fēng)機姿態(tài)(葉輪旋轉(zhuǎn)角或者風(fēng)機偏航角)不同時,葉片會有不同程度的彎曲,圖1則是葉片的不同程度的彎曲的示意圖。[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中往往通過點云模型直接提取骨架線段,無法準確的確定葉片曲線數(shù)據(jù)。[0005] 有鑒于此,提出本發(fā)明。發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明提供了一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法、裝置以及電子設(shè)備,以解決現(xiàn)有技術(shù)中往往通過點云模型直接提取骨架線段,無法準確的確定葉片曲線數(shù)據(jù)的技術(shù)問題。[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法,包括:基于風(fēng)機葉片點云的投影骨架確定風(fēng)機輪轂中心點的位置,其中,所述投影骨架為將風(fēng)機葉片點云進行二維投影,然后從投影后的葉片點云中提取得到的骨架;基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度,其中,基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度包括:將所述投影骨架中的骨架點與所述風(fēng)機輪轂中心點連線得到多個向量;根據(jù)所述多個向量與正方向形成的多個夾角,將所述投影骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心為圓心的單位圓上的點;將所述單位圓上的點進行聚類處理,得到多個聚類;將所述多個聚類每個聚類中心點與所述風(fēng)機輪轂中心點通過連線形成的多個夾角確定為風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度;基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云;將每個葉片點云在多個平面分別進行投影,將投影后的投影點進行擬合得到每個葉片骨架在多個平面的方程,其中,所述多個平面的方程用于聯(lián)合表征每個葉片骨架的空間曲線。[0008] 進一步地,將每個葉片點云在多個平面分別進行投影,并將投影后的投影點進行擬合得到每個葉片骨架在多個平面的方程,包括:將所述每個葉片點云分別進行XOY平面投影以及XOZ平面投影;將XOY平面上的投影點進行直線擬合,得到每個葉片骨架在XOY平面的直線方程;將XOZ平面上的投影點進行三次曲線擬合,得到每個葉片骨架在XOZ平面的曲線方程,其中,風(fēng)機葉片所在平面定義為平面F,以風(fēng)機輪轂中心為坐標中心O,過O點與平面F的法向量方向的水平分量平行的向量為Y軸,過O點與地面垂直的軸為Z軸,過O點與Y軸和Z軸叉乘方向相同的向量為X軸。[0009] 進一步地,基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云,包括:基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度確定風(fēng)機多個葉片之間的角度;基于風(fēng)機多個葉片之間的角的角平分線將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云。[0010] 進一步地,在得到每個葉片骨架在多個空間的方程之后,所述方法還包括:從X軸選取間距相同的多個骨架抽取點;將每個骨架抽取點的X值分別代入所述XOY平面的直線方程以及XOZ平面上的曲線方程,得到所述每個骨架抽取點的Y值和Z值;將所述每個骨架抽取點的X值、Y值以及Z值經(jīng)過反旋轉(zhuǎn)和平移,得到每個葉片的空間骨架點位。[0011] 進一步地,獲取風(fēng)機葉片點云的投影骨架,包括:獲取到風(fēng)機葉片點云;將所述風(fēng)機葉片點云采用最小二乘法進行平面擬合,得到風(fēng)機葉片平面;將所述風(fēng)機葉片點云投影到所述風(fēng)機葉片平面,得到風(fēng)機葉片點云的投影骨架。[0012] 進一步地,獲取到風(fēng)機葉片點云,包括:獲取到無人機通過對風(fēng)機環(huán)繞拍照后生成的數(shù)據(jù);將所述數(shù)據(jù)進行三維建模,得到風(fēng)機的完整點云模型;基于風(fēng)機位置、風(fēng)輪高度以及葉片半徑從所述完整點云模型截取到球形區(qū)域,其中,所述球形區(qū)域為風(fēng)機在任意位姿下的活動范圍區(qū)域;在所述球形區(qū)域中去除風(fēng)機塔筒以及機艙點云,得到所述風(fēng)機葉片點云。[0013] 進一步地,所述方法還包括:基于所述每個葉片的空間骨架點位生成風(fēng)機的巡檢航線。[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供了一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定裝置,包括:確定單元,用于基于風(fēng)機葉片點云的投影骨架確定風(fēng)機輪轂中心點的位置,其中,所述投影骨架為將風(fēng)機葉片點云進行二維投影,然后從投影后的葉片點云中提取得到的骨架;第一得到單元,用于基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度,其中,第一得到單元包括:第一確定模塊,用于將所述投影骨架中的骨架點與所述風(fēng)機輪轂中心點連線得到多個向量;根據(jù)所述多個向量與正方向形成的多個夾角,將所述投影骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心為圓心的單位圓上的點;將所述單位圓上的點進行聚類處理,得到多個聚類;將所述多個聚類每個聚類中心點與所述風(fēng)機輪轂中心點通過連線形成的多個夾角確定為風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度;分離單元,用于基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云;第二得到單元,用于將每個葉片點云進行投影,并將投影后的投影點進行擬合得到每個葉片骨架在多個平面的方程,其中,所述多個平面的方程用于聯(lián)合表征每個葉片骨架的空間曲線。[0015] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供了一種電子設(shè)備,包括存儲器和處理器,所述存儲器上存儲有計算機指令,所述計算機指令在由所述處理器執(zhí)行時導(dǎo)致上述任一項方法被執(zhí)行。[0016] 本發(fā)明提供了一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法、裝置以及電子設(shè)備,該方法包括:基于風(fēng)機葉片點云的投影骨架確定風(fēng)機輪轂中心點的位置,其中,所述投影骨架為將風(fēng)機葉片點云進行二維投影,然后從投影后的葉片點云中提取得到的骨架;基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度,其中,基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度包括:將所述投影骨架中的骨架點與所述風(fēng)機輪轂中心點連線得到多個向量;根據(jù)所述多個向量與正方向形成的多個夾角,將所述投影骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心為圓心的單位圓上的點;將所述單位圓上的點進行聚類處理,得到多個聚類;將所述多個聚類每個聚類中心點與所述風(fēng)機輪轂中心點通過連線形成的多個夾角確定為風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度;基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云;將每個葉片點云在多個平面分別進行投影,得到每個葉片骨架在多個平面的方程,其中,所述多個平面的方程用于聯(lián)合表征每個葉片骨架的空間曲線。[0017] 本發(fā)明可以實現(xiàn)如下技術(shù)效果:一方面,本方案不同于現(xiàn)有技術(shù)中采用單個平面的方程來描述一個骨架的空間曲線,此種好處是相當(dāng)于把復(fù)雜的空間曲線方程轉(zhuǎn)換成多個簡單的方程,將問題簡化的同時大大提升了計算的可靠性,另一方面,本方案不用于現(xiàn)有技術(shù)中通過點云模型直接提取骨架線段,而是將葉片點云模型分離單個葉片,然后通過單個葉片點云來得到單個葉片在不同平面的方程,從而得到單個曲線葉片骨架的描述方程,能夠更加準確的得到葉片曲線數(shù)據(jù)。
附圖說明[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0019] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中葉片的不同程度的彎曲的示意圖;圖2是本發(fā)明實施例提出的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法的流程圖;
圖3是本發(fā)明實施例提出的投影骨架的示意圖;
圖4是本發(fā)明實施例提出的將風(fēng)機葉片點云分為多個葉片的示意圖;
圖5是本發(fā)明實施例提出的葉片骨架在XOY平面的直線方程的示意圖;
圖6是本發(fā)明實施例提出的葉片骨架在XOZ平面的曲線方程的示意圖;
圖7是本發(fā)明實施例提出的將投影骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心為圓心的單位圓上的點的效果示意圖;
圖8是本發(fā)明實施例提出的通過角分線將葉片點云分成多個單獨葉片的示意圖;
圖9是本發(fā)明實施例提出的根據(jù)本方案最終得到的骨架的示意圖;
圖10是本發(fā)明實施例提出的將單個葉片旋轉(zhuǎn)平直的示意圖;
圖11是本發(fā)明實施例提出的將風(fēng)機葉片點云投影到風(fēng)機葉片平面的效果示意圖;
圖12是本發(fā)明實施例提出的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定裝置的效果示意圖。
具體實施方式[0020] 為了使本發(fā)明的上述以及其他特征和優(yōu)點更加清楚,下面結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解,本文給出的具體實施例是出于向本領(lǐng)域技術(shù)人員解釋的目的,僅是示例性的,而非限制性的。[0021] 在以下描述中,闡述了許多具體細節(jié)以提供對本發(fā)明的透徹理解。然而,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,明顯的是,不需要采用具體細節(jié)來實踐本發(fā)明。在其他情況下,未詳細描述眾所周知的步驟或操作,以避免模糊本發(fā)明。實施例一
[0022] 本發(fā)明提供了一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法,在本發(fā)明中可以由服務(wù)器或者其它帶有數(shù)據(jù)處理的裝置作為方法步驟的執(zhí)行主體。圖2是本發(fā)明實施例提出的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法的流程圖,如圖2所示,包括:步驟S21,基于風(fēng)機葉片點云的投影骨架確定風(fēng)機輪轂中心點的位置。
[0023] 具體的,上述風(fēng)機葉片點云可以為無人機通過激光雷達對風(fēng)機采集點云然后建模得到,上述投影骨架可以為將風(fēng)機葉片點云進行二維投影,然后從投影后的葉片點云提取得到的骨架,投影骨架的示意圖如圖3所示。[0024] 需要說明的是,上述投影骨架為多個投影骨架點構(gòu)成,本方案可以根據(jù)多個投影骨架點來得到風(fēng)機輪轂中心點的位置,更為具體的,本方案可以基于投影骨架上的投影骨架點進行直線檢測,得到每根葉片骨架中的多條線段,然后對多條線段形成的多條直線采用最小二乘法求解得到風(fēng)機輪轂中心點的位置。[0025] 步驟S23,基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度。[0026] 具體的,上述每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度可以為每個風(fēng)機葉片分別與水平面之間的角度。[0027] 步驟S25,基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云。[0028] 圖4是本發(fā)明實施例提出的將風(fēng)機葉片點云分為多個葉片的示意圖,如圖4所示,本方案風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度可將風(fēng)機葉片點云分為3個葉片:葉片1、葉片2和葉片3,從而將風(fēng)機的單個葉片點云都拆開來。[0029] 步驟S27,將每個葉片點云在多個平面分別進行投影,并將投影后的投影點進行擬合得到每個葉片骨架在多個平面的方程,其中,所述多個平面的方程用于聯(lián)合表征每個葉片骨架的空間曲線。[0030] 具體的,在把風(fēng)機單個葉片點云都拆開之后,本方案則可以通過單個葉片點云來計算得到每個葉片骨架的方程,從而將風(fēng)機葉片的曲線數(shù)據(jù)化、結(jié)構(gòu)化。根據(jù)風(fēng)機葉片的實際情況,葉片骨架點在XOY平面上的投影為直線分布,在XOZ平面上的投影為曲線分布。[0031] 下面對于本方案中的坐標系做如下說明:風(fēng)機葉片所在平面定義為平面F,以風(fēng)機輪轂中心為坐標中心O,過O點與平面F的法向量方向的水平分量平行的向量為Y軸,過O點與地面垂直的軸為Z軸,過O點與Y軸和Z軸叉乘方向相同的向量為X軸。[0032] 這里需要說明的是,本方案將葉片點云做多個空間的投影,然后分別得到葉片骨架在多個平面的方程,即本方案采用不用單個平面的方程來描述一個骨架的空間曲線,此種好處是相當(dāng)于把復(fù)雜的空間曲線方程轉(zhuǎn)換成多個簡單的方程,將問題簡化的同時大大提升了計算的可靠性。[0033] 本方案通過將葉片點云模型分離單個葉片,然后通過單個葉片點云來得到單個葉片在不同平面的方程,從而得到單個曲線葉片骨架的描述方程,解決了現(xiàn)有技術(shù)中往往通過點云模型直接提取骨架線段,無法準確的確定葉片曲線數(shù)據(jù)的技術(shù)問題。[0034] 可選的,步驟S27,將每個葉片點云進行投影,得到每個葉片骨架在多個平面的方程,包括:步驟S271,將所述每個葉片點云分別進行XOY平面投影以及XOZ平面投影。
[0035] 步驟S272,將XOY平面上的投影點使用最小二乘法進行直線擬合,得到每個葉片骨架在XOY平面的直線方程 ,圖5是本發(fā)明實施例提出的葉片骨架在XOY平面的直線方程的示意圖。[0036] 步驟S273,將XOZ平面上的投影點使用最小二乘法進行三次曲線擬合,得到每個葉片骨架在XOZ平面的曲線方程 ,圖6是本發(fā)明實施例提出的葉片骨架在XOZ平面的曲線方程的示意圖。
[0037] 需要說明的是,空間曲線的描述是非常復(fù)雜的,本案中的葉片骨架曲線有一定特殊性,可以沿著不同的坐標軸分解成兩個相對簡單的曲線,相當(dāng)于把曲線方程轉(zhuǎn)化成了以X為變量的參數(shù)方程,將問題簡化的同時大大提高了計算的可靠性。[0038] 還需要說明的是,在將葉片點云模型分離單個葉片之后,三個葉片點云對應(yīng)的角度記為 本方案在將每個葉片點云分別進行XOY平面投影以及XOZ平面投影之前,可以將每個葉片點云以葉片根部為中心,旋轉(zhuǎn)對應(yīng)角度,旋轉(zhuǎn)變換矩陣分別為將葉片旋轉(zhuǎn)平直,圖10是本發(fā)明實施例提出的將單個葉片旋轉(zhuǎn)平直的示意圖。即在投影之前葉片根據(jù)自身角度旋轉(zhuǎn)至統(tǒng)一的水平方向(葉根與葉尖連線與X軸方向一致)。
[0039] 具體的,葉片在Z軸上受到重力影響發(fā)生彎曲,因此葉片在XOZ平面上投影的骨架為曲線,葉片在水平方向不受力,因此葉片在XOY平面上投影的骨架線為直線。[0040] 可選的,步驟S23,基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置以及投影骨架得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度,包括:步驟S231,將所述投影骨架中的骨架點與所述風(fēng)機輪轂中心點連線得到多個向
量。
[0041] 步驟S232,根據(jù)所述多個向量與正方向形成的多個夾角,將所述投影骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心為圓心的單位圓上的點。[0042] 具體的,投影骨架中的所有骨架點{ }與風(fēng)機輪轂中心點O進行連線,形成多個向量,多個向量與正方向形成的多個夾角{ },即每個骨架
點對應(yīng)一個夾角,本方案可以根據(jù)每個骨架點對應(yīng)的夾角,將每個骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心O為圓心的單位圓上的點,需要說明的是,每個單位圓上的骨架點與風(fēng)機輪轂中心O的連線與正方向的夾角即為每個骨架點對應(yīng)點夾角,圖7是本發(fā)明實施例提出的將投影骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心為圓心的單位圓上的點的效果示意圖。
[0043] 步驟S233,將所述單位圓上的點進行聚類處理,得到多個聚類。[0044] 步驟S234,將所述多個聚類每個聚類中心點與所述風(fēng)機輪轂中心點通過連線形成的多個夾角確定為所述每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度。[0045] 具體的,本方案可以使用Kmeans聚類方法將映射后的骨架坐標點聚為3類,三個聚類中心點與風(fēng)機輪轂中心O形成的三個夾角即為每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度,需要說明的是,每個聚類中心是一個單位圓上的二維坐標點,代表了一類數(shù)據(jù)的平均角度,聚類中心點和單位圓圓心連線與正方向的夾角即是對應(yīng)葉片的角度。[0046] 下面針對步驟S231至步驟S234的技術(shù)效果做具體描述:現(xiàn)有技術(shù)中,為了確定每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度,往往根據(jù)骨架線所在的直線的斜率來確定,但是,骨架線的起點和終點不一定在轉(zhuǎn)軸和風(fēng)機點的連線上,計算出的結(jié)果很分散,結(jié)果不準確,因此本方案創(chuàng)造性的提出將風(fēng)機骨架點進行聚類從而確定出每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度,但如果采用現(xiàn)有的點云聚類方法,往往通過點云的密度來聚類,此種方式速度慢、結(jié)果不穩(wěn)定,因此本方案進一步創(chuàng)造性的提出將骨架點按照角度來進行聚類,但是多個骨架點的角度數(shù)值往往呈周期性變化,比如,720度和0度角在空間上是完全等價的,但是二者的距離相差720度,因此以角度數(shù)值度量二者的相似性就會出現(xiàn)問題,也是因為這個原因,對角度數(shù)值直接進行聚類是有問題的,本方案再次創(chuàng)造性的提出,將骨架點按照角度映射到單位圓上之后在進行聚類,此種情況下,單位圓上不同角度對應(yīng)的位置數(shù)值則不受角度周期性的影響,最后得到的葉片旋轉(zhuǎn)角度更為準確。
[0047] 可選的,步驟S25,基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云,包括:步驟S251,基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度確定風(fēng)機多個葉片之間的角度。
[0048] 步驟S252,基于風(fēng)機多個葉片之間的角的角平分線將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云。[0049] 具體的,風(fēng)機多個葉片之間的角度可以為風(fēng)機的三個葉片之間兩兩葉片的角度,圖8是本發(fā)明實施例提出的通過角分線將葉片點云分成多個單獨葉片的示意圖,結(jié)合圖8,本方案可以以風(fēng)機的三個葉片之間兩兩葉片的角的角分線,將葉片點云分成單獨的葉片1,葉片2以及葉片3。分割完的葉片點云的示意圖如圖4所示。[0050] 可選的,在步驟S27得到每個葉片骨架在多個空間的方程之后,本方案的方法還可以包括;步驟S29,從X軸選取間距相同的多個骨架抽取點。
[0051] 步驟S31,將每個骨架抽取點的X值分別代入所述XOY平面的直線方程以及XOZ平面上的曲線方程,得到所述每個骨架抽取點的Y值和Z值。[0052] 步驟S33,將所述每個骨架抽取點的X值、Y值以及Z值經(jīng)過反旋轉(zhuǎn)和平移,得到每個葉片的空間骨架點位。[0053] 具體的,本方案可以以XOY平面以及XOZ平面共有軸X為主軸,根據(jù)葉片長度從主軸上選舉等間距的數(shù)值點作為骨架抽取點位{ , },然后將骨架抽取點位{ ,}代入XOY平面的直線方程以及XOZ平面上的曲線方程,經(jīng)過反旋轉(zhuǎn)變換和平
移,即得到該葉片的空間骨架點位,即每個骨架點的XYZ坐標。圖9是本發(fā)明實施例提出的根據(jù)本方案最終得到的骨架的示意圖。
[0054] 可選的,在步驟S21之前,本方案還包括獲取到風(fēng)機葉片點云的投影骨架,獲取到風(fēng)機葉片點云的投影骨架可以包括:步驟S191,獲取到風(fēng)機葉片點云。
[0055] 步驟S193,將所述風(fēng)機葉片點云采用最小二乘法進行平面擬合,得到風(fēng)機葉片平面。[0056] 步驟S194,將所述風(fēng)機葉片點云投影到所述風(fēng)機葉片平面,從風(fēng)機葉片平面中得到風(fēng)機葉片點云的投影骨架。[0057] 具體的,圖11是本發(fā)明實施例提出的將風(fēng)機葉片點云投影到風(fēng)機葉片平面的效果示意圖,如圖11所示,將風(fēng)機葉片點云投影到風(fēng)機葉片平面,得到平面上的葉片投影,然后從平面上的葉片投影中提取到風(fēng)機葉片點云的投影骨架,風(fēng)機葉片點云的投影骨架如圖3所示。[0058] 需要說明的是,正對風(fēng)機的角度觀察才能準確地描述葉片的姿態(tài),因此本方案通過擬合得到平面對應(yīng)的法向量方向就是這個最佳的角度方向,擬合平面實際上是在找葉片的觀測平面,從觀測平面找到的投影骨架才更加的準確。[0059] 可選的,步驟S191,獲取到風(fēng)機葉片點云,包括:步驟S1911,獲取到無人機通過對風(fēng)機環(huán)繞拍照后生成的數(shù)據(jù)。
[0060] 步驟S1912,將所述數(shù)據(jù)進行三維建模,得到風(fēng)機的完整點云模型。[0061] 步驟S1913,基于風(fēng)機位置、風(fēng)輪高度以及葉片半徑從所述完整點云模型截取到球形區(qū)域,其中,所述球形區(qū)域為風(fēng)機在任意位姿下的活動范圍區(qū)域。[0062] 步驟S1914,在所述球形區(qū)域中去除風(fēng)機塔筒以及機艙點云,得到所述風(fēng)機葉片點云。[0063] 具體的,在風(fēng)機鎖機后,本方案通過控制無人機對風(fēng)機進行環(huán)繞拍照,然后使用三維重建工具對風(fēng)機進行建模,得到風(fēng)機的完整點云模型,在風(fēng)機建模完成后,因為整個風(fēng)輪的運動范圍是以風(fēng)機輪轂的一個球體,為了減少計算量,本方案可以風(fēng)機位置、風(fēng)輪高度以及葉片半徑從所述完整點云模型截取到球形區(qū)域,然后使用圓柱檢測的方法檢測到風(fēng)機塔筒并且去除。去除之后的點云僅剩下葉片和機艙,本方案將以輪轂中心為球心,機艙長度為半徑區(qū)域內(nèi)的點云去除后,得到僅剩葉片的上述風(fēng)機葉片點云。[0064] 這里還需要說明的是,由于機艙點云和葉片點云不在一個空間平面,因此在確定葉片點云平面的時候應(yīng)該排除機艙帶來的影響,而在此階段不知道風(fēng)機的實時角度,因此確定的上述球形區(qū)域一定是包括了機艙的活動區(qū)域,因此在球形區(qū)域內(nèi)來去除風(fēng)機機艙點云由于縮小了范圍,能夠快速的去除機艙點云。[0065] 可選的,在步驟S33之后,本方案還可以包括:步驟S34,基于所述每個葉片的空間骨架點位生成風(fēng)機的巡檢航線。
[0066] 具體的,在本方案中,在得到準確的每個葉片的空間骨架點之后,本方案可以基于每個葉片的空間骨架點規(guī)劃風(fēng)機的巡檢航線,以使得無人機巡檢線路完美貼合葉片彎曲角度,達到最佳的葉片拍攝姿態(tài)。實施例二
[0067] 本方案還提供了一種風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定裝置,該裝置可以用于執(zhí)行上述實施例一的方法,圖12是本發(fā)明實施例提出的風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定裝置的效果示意圖,如圖12所示,該裝置包括:確定單元110,用于基于風(fēng)機葉片點云的投影骨架確定風(fēng)機輪轂中心點的位置;第一得到單元120,用于基于所述風(fēng)機輪轂中心點的位置得到風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度;第一得到單元120包括第一確定模塊1200,用于將所述投影骨架中的骨架點與所述風(fēng)機輪轂中心點連線得到多個向量;根據(jù)所述多個向量與正方向形成的多個夾角,將所述投影骨架點映射為以風(fēng)機輪轂中心為圓心的單位圓上的點;將所述單位圓上的點進行聚類處理,得到多個聚類;將所述多個聚類每個聚類中心點與所述風(fēng)機輪轂中心點通過連線形成的多個夾角確定為風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度。分離單元130,用于基于所述風(fēng)機每個葉片的旋轉(zhuǎn)角度將所述風(fēng)機葉片點云分離成每個葉片點云;第二得到單元140,用于將每個葉片點云進行投影,得到每個葉片骨架在多個空間的方程,其中,所述多個空間的方程用于聯(lián)合表征每個葉片骨架的空間曲線。[0068] 本實施例提供的裝置,通過將葉片點云模型分離單個葉片,然后過單個葉片點云來得到單個葉片在不同平面的方程,從而得到單個曲線葉片骨架的描述,解決了現(xiàn)有技術(shù)中往往通過點云模型直接提取骨架線段,無法準確的確定葉片曲線數(shù)據(jù)的技術(shù)問題。[0069] 應(yīng)理解,本文中前述關(guān)于本發(fā)明的方法所描述的具體特征、操作和細節(jié)也可類似地應(yīng)用于本發(fā)明的裝置和系統(tǒng),或者,反之亦然。另外,上文描述的本發(fā)明的方法的每個步驟可由本發(fā)明的裝置或系統(tǒng)的相應(yīng)部件或單元執(zhí)行。[0070] 應(yīng)理解,本發(fā)明的裝置的各個模塊/單元可全部或部分地通過軟件、硬件、固件或其組合來實現(xiàn)。所述各模塊/單元各自可以硬件或固件形式內(nèi)嵌于計算機設(shè)備的處理器中或獨立于所述處理器,也可以軟件形式存儲于計算機設(shè)備的存儲器中以供處理器調(diào)用來執(zhí)行所述各模塊/單元的操作。所述各模塊/單元各自可以實現(xiàn)為獨立的部件或模塊,或者兩個或更多個模塊/單元可實現(xiàn)為單個部件或模塊。[0071] 在一個實施例中,提供了一種計算機設(shè)備(電子設(shè)備),其包括存儲器和處理器,所述存儲器上存儲有可由處理器執(zhí)行的計算機指令,所述計算機指令在由所述處理器執(zhí)行時指示所述處理器執(zhí)行本發(fā)明的實施例的方法的各步驟。該計算機設(shè)備可以廣義地為服務(wù)器、終端,或任何其他具有必要的計算和/或處理能力的電子設(shè)備。在一個實施例中,該計算機設(shè)備可包括通過系統(tǒng)總線連接的處理器、存儲器、網(wǎng)絡(luò)接口、通信接口等。該計算機設(shè)備的處理器可用于提供必要的計算、處理和/或控制能力。該計算機設(shè)備的存儲器可包括非易失性存儲介質(zhì)和內(nèi)存儲器。該非易失性存儲介質(zhì)中或上可存儲有操作系統(tǒng)、計算機程序等。該內(nèi)存儲器可為非易失性存儲介質(zhì)中的操作系統(tǒng)和計算機程序的運行提供環(huán)境。該計算機設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口和通信接口可用于與外部的設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接和通信。該計算機程序被處理器執(zhí)行時執(zhí)行本發(fā)明的方法的步驟。
[0072] 本發(fā)明可以實現(xiàn)為一種計算機可讀存儲介質(zhì),其上存儲有計算機程序,所述計算機程序在由處理器執(zhí)行時導(dǎo)致本發(fā)明實施例的方法的步驟被執(zhí)行。在一個實施例中,所述計算機程序被分布在網(wǎng)絡(luò)耦合的多個計算機設(shè)備或處理器上,以使得所述計算機程序由一個或多個計算機設(shè)備或處理器以分布式方式存儲、訪問和執(zhí)行。單個方法步驟/操作,或者兩個或更多個方法步驟/操作,可以由單個計算機設(shè)備或處理器或由兩個或更多個計算機設(shè)備或處理器執(zhí)行。一個或多個方法步驟/操作可以由一個或多個計算機設(shè)備或處理器執(zhí)行,并且一個或多個其他方法步驟/操作可以由一個或多個其他計算機設(shè)備或處理器執(zhí)行。一個或多個計算機設(shè)備或處理器可以執(zhí)行單個方法步驟/操作,或執(zhí)行兩個或更多個方法步驟/操作。
[0073] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解,本發(fā)明的方法步驟可以通過計算機程序來指示相關(guān)的硬件如計算機設(shè)備或處理器完成,所述的計算機程序可存儲于非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)中,該計算機程序被執(zhí)行時導(dǎo)致本發(fā)明的步驟被執(zhí)行。根據(jù)情況,本文中對存儲器、存儲、數(shù)據(jù)庫或其它介質(zhì)的任何引用可包括非易失性和/或易失性存儲器。非易失性存儲器的示例包括只讀存儲器(ROM)、可編程ROM(PROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、閃存、磁帶、軟盤、磁光數(shù)據(jù)存儲裝置、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置、硬盤、固態(tài)盤等。易失性存儲器的示例包括隨機存取存儲器(RAM)、外部高速緩沖存儲器等。[0074] 以上描述的各技術(shù)特征可以任意地組合。盡管未對這些技術(shù)特征的所有可能組合進行描述,但這些技術(shù)特征的任何組合都應(yīng)當(dāng)被認為由本說明書涵蓋,只要這樣的組合不存在矛盾。[0075] 最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
聲明:
“風(fēng)機葉片曲線數(shù)據(jù)的確定方法、裝置以及電子設(shè)備” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)