CN110632346B - 风向标安装误差校正方法、装置及系统 - Google Patents

风向标安装误差校正方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

提供一种风向标安装误差校正方法、装置及系统。该风向标安装误差校正方法包括：获取机组叶片和发电机外转子的图像；从机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓；根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线；获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点；获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准；当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正。

Description

风向标安装误差校正方法、装置及系统
本申请要求于2018年11月29日提交中国专利局，申请号为201811442050.X，发明名称为“风向标安装误差校准方法及装置”的中国专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及风电领域。更具体地，本发明涉及一种风向标安装误差校正方法及装置。
背景技术
偏航系统是风力发电机组的重要组成部分，其作用是当风力方向发生变化时，能够快速平稳的对准风向，以便风轮能获得最大的风能。偏航对风策略以风向传感器作为前端输入，当其对风向测量存在偏差会给机组带来功率损失，机组载荷增加的影响。
针对偏航系统进行分析，其影响的主要因素及影响分析为：
Figure BDA0002264463780000011
目前风向标的安装完全依靠工作人员按照以下步骤来进行，对安装的误差及其校正也完全依靠安装人员经验：
(1)按照预定顺序将风向标、风速仪组装完成，使用扳手将风向标、风速仪安装底座内螺母拧紧。
(2)将风向标、风速仪电缆航空插头和风向标、风速仪对接。
(3)将风向标、风速仪电缆通过测风支架穿线孔穿至机舱内。
(4)调整风向标朝向，使标识“S”正对机头或标识“N”正对机尾。
(5)将安装在底座两端的螺栓拧紧。
目前风对向标安装的误差校正无可定量的标准，无法自动对安装进行精确评价，并且无法自动对安装的误差进行准确判断和校正；风向标朝向的准确性完全依靠安装人员的经验，因人为影响而无法精确把控。
发明内容
本发明的示例性实施例在于提供一种风向标安装误差校正方法、装置及系统，以实现风向标安装误差的自动校正，并且提高风向标安装的精确性。
根据本发明的示例性实施例，提供一种风向标安装误差校正方法，包括：获取机组叶片和发电机外转子的图像；从所述机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓；根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线；获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点；获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准；当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正。
可选地，从所述机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓的步骤可包括：根据机组叶片和发电机外转子的图像获取机组叶片和发电机外转子的灰度图，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测；根据边缘检测结果对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测。
可选地，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测的步骤可包括：通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理；计算去噪处理后的灰度图中每一像素点的灰度的梯度幅值；根据梯度幅值对每一像素点的灰度进行预设的增强处理；根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
可选地，根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点的步骤可包括：确定经过增强处理后的灰度值大于第一阈值的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；确定经过增强处理后的灰度值小于第二阈值的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点相邻的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点不相邻的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
可选地，根据边缘检测结果对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测的步骤可包括：使用最小二乘法对边缘检测中确定的机组叶片和发电机外转子的边缘像素点进行曲线拟合。
可选地，获取风向标朝向面的步骤可包括：获取对风向标的激光定向的结果，根据激光定向的结果确定风向标朝向面。
可选地，计算机组中心线的步骤可包括：对机组叶片中的两个叶片的轮廓的边缘线进行延长，得到所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点；连接所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点和发电机外转子的轮廓的圆心，得到机组中心线。
可选地，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度的步骤可包括：获取风向标朝向面与发电机外转子的轮廓的交点，得到第二交点；在所述机组叶片和发电机外转子的图像中，计算所述第一交点和所述第二交点之间的像素点数，所述机组叶片和发电机外转子的图像由固定在风向标上的相机获取；根据所述相机的视野宽度和所述机组叶片和发电机外转子的图像在宽度上的像素点数，计算所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离；根据通过超声波测距获取的所述相机到发电机外转子的距离计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离；根据所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
可选地，所述相机可固定在风向标的标头上。
根据本发明的示例性实施例，提供一种风向标安装误差校正装置，包括：图像获取模块，被配置为获取机组叶片和发电机外转子的图像；轮廓获取模块，被配置为所述从机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓；中心线计算模块，被配置为根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线；第一交点获取模块，被配置为获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点；对准判断模块，被配置为获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准；和角度校正模块，被配置为当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正。
可选地，轮廓获取模块可被配置为：根据所述机组叶片和发电机外转子的图像获取机组叶片和发电机外转子的灰度图，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测；根据边缘检测结果对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测。
可选地，轮廓获取模块可被配置为：通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理；计算去噪处理后的灰度图中每一像素点的灰度的梯度幅值；根据梯度幅值对每一像素点的灰度进行预设的增强处理；根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
可选地，轮廓获取模块可被配置为：确定经过增强处理后的灰度值大于第一阈值的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；确定经过增强处理后的灰度值小于第二阈值的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点相邻的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点不相邻的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
可选地，轮廓获取模块可被配置为：使用最小二乘法对边缘检测中确定的机组叶片和发电机外转子的边缘像素点进行曲线拟合。
可选地，对准判断模块可被配置为：获取对风向标的激光定向的结果，根据激光定向的结果确定风向标朝向面。
可选地，中心线计算模块可被配置为：对机组叶片中的两个叶片的轮廓的边缘线进行延长，得到所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点；连接所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点和发电机外转子的轮廓的圆心，得到机组中心线。
可选地，角度校正模块可被配置为：获取风向标朝向面与发电机外转子的轮廓的交点，得到第二交点；在所述机组叶片和发电机外转子的图像中，计算所述第一交点和所述第二交点之间的像素点数，所述机组叶片和发电机外转子的图像由固定在风向标上的相机获取；根据所述相机的视野宽度和所述机组叶片和发电机外转子的图像在宽度上的像素点数，计算所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离；根据通过超声波测距获取的所述相机到发电机外转子的距离计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离；根据所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
可选地，所述相机可固定在风向标的标头上。
根据本发明的示例性实施例，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被执行时实现根据本发明的风向标安装误差校正方法的步骤。
根据本发明的示例性实施例，提供一种计算装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现根据本发明的风向标安装误差校正检测方法的步骤。
根据本发明的示例性实施例，提供一种风力发电机组的风向标安装误差校正系统，所述风力发电机组包括机舱、轮毂、发电机和风向标，轮毂包括三支叶片，发电机设置在机舱和轮毂之间，风向标设置在机舱的顶部，风向标的头部朝向轮毂；
所述系统包括：
相机，可拆卸地设置于风向标的头部，所述相机采集机组叶片和发电机外转子的图像；
处理器，与所述相机通信连接；
所述处理器配置为：
获取机组叶片和发电机外转子的图像；
从所述机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓；
根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线；
获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点；
获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准；
当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正。
可选地，所述处理器还配置为：
根据机组叶片和发电机外转子的图像获取机组叶片和发电机外转子的灰度图，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测；
根据边缘检测结果，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测。
可选地，所述处理器还配置为：
通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理；
计算去噪处理后的灰度图中每一像素点的灰度的梯度幅值；
根据梯度幅值对每一像素点的灰度进行预设的增强处理；
根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
可选地，所述处理器还配置为：
确定经过增强处理后的灰度值大于第一阈值的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值小于第二阈值的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点相邻的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点不相邻的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
可选地，所述处理器还配置为：
使用最小二乘法对边缘检测中确定的机组叶片和发电机外转子的边缘像素点进行曲线拟合。
可选地，所述系统还包括激光扫描装置，用于扫描风向标和转轴，以采集风向标朝向面的数据；
所述处理器还配置为：
获取对风向标的激光定向的结果，根据激光定向的结果确定风向标朝向面。
可选地，所述处理器还配置为：
对机组叶片中的两个叶片的轮廓的边缘线进行延长，得到所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点；
连接所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点和发电机外转子的轮廓的圆心，得到机组中心线。
可选地，所述处理器还配置为：
获取风向标朝向面与发电机外转子的轮廓的交点，得到第二交点；
在所述机组叶片和发电机外转子的图像中，计算所述第一交点和所述第二交点之间的像素点数，所述机组叶片和发电机外转子的图像由固定在风向标上的相机获取；
根据所述相机的视野宽度和所述机组叶片和发电机外转子的图像在宽度上的像素点数，计算所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离；
根据通过超声波测距获取的所述相机到发电机外转子的距离计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离；
根据所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
根据本发明的示例性实施例的风向标安装误差校正方法、装置及系统，获取机组叶片和发电机外转子的图像，根据图像中机组中心线和风向标朝向面之间的关系判断风向标是否与机组中心线对准，当风向标与机组中心线不对准时，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正，从而实现了自动对安装的误差进行准确判断和校正，提高了风向标安装的精确性。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本发明示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本发明示例性实施例的风向标安装误差校正方法的流程图；
图2示出根据本发明示例性实施例的通过相机获取的机组叶片和发电机外转子的图像的轮廓检测结果的示意图；
图3示出根据本发明示例性实施例的机组中心线和机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点的示意图；
图4示出根据本发明示例性实施例的风向标安装误差校正装置的框图；和
图5示出根据本发明示例性实施例的计算装置的框图；
图6示出本发明示例性实施例的风力发电机组；
图7示出本发明示例性实施例的风力发电机组的俯视图；
图8示出本发明示例性实施例的风力发电机组的风向标安装误差校正系统的示意图；
图9示出本发明示例性实施例的风向标朝向面。
具体实施方式
现将详细参照本发明的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。
本发明示例性实施例适用于风电领域，尤其适用于风向标安装误差校正设备或系统。
图6示出根据本发明示例性实施例的风力发电机组1。风力发电机组1包括塔架2、机舱3、轮毂4、发电机6和风向标11。机舱3设置于塔架2的顶端，轮毂4包括三支叶片7。发电机6设置在机舱3和轮毂4之间。风向标11设置在机舱3的顶部。风向标11识别风向，机舱3根据识别的风向进行偏航来调整迎风方向。风力发电机组1具有机组中心线12。
风向标11通过转轴13与机舱3顶部转动连接。风向标11为长条形结构，具有头部113和尾部112。风向标11能够围绕转轴13进行转动，风向标11具有中心轴线110，中心轴线110与转轴13定位风向标朝向面92。
风向标的安装误差角度是指，操作人员安装风向标时，将头部113设置为朝向轮毂4方向，尾部112设置为朝向机舱3远离轮毂4的方向，风向标11的中心轴线110与机组中心线12之间的夹角114。
如图7所示，理想情况下风向标11的中心轴线110与机组中心线12平行，风向标11能识别到准确风向。然而由于安装误差导致风向标11的中心轴线110与机组中心线12存在夹角114，该夹角114是偏航绝对误差角度，导致机舱3不能对准真实风向13。
本发明示例性实施例提供一种风力发电机组的风向标安装误差校正系统，如图8所示，该系统包括相机和处理器。相机可拆卸地设置于风向标的头部113，用于采集机组叶片7和发电机6的图像。处理器通过相机接口与相机通信连接，接收相机采集到的机组叶片和发电机的图像数据。
该系统还包括激光扫描装置，用于扫描风向标11及转轴13，以采集风向标朝向面的数据。可以将激光扫描装置确定的风向标朝向面的数据输入处理器。也可以使处理器通过扫描接口与激光扫描装置连接，用于接收激光扫描装置生成的风向标朝向面的数据。
处理器被配置为实现如图1所示的风向标安装误差校正方法的流程。
图1示出根据本发明示例性实施例的风向标安装误差校正方法的流程图。
参照图1，在步骤S101，获取机组叶片和发电机外转子的图像。
在本发明示例性实施例中，可通过固定在风向标的相机获取机组叶片和发电机外转子的图像，其中，相机可固定在风向标的标头上，相机获取的机组叶片和发电机外转子的图像中至少包括机组叶片中的至少两个叶片的一部分和发电机外转子的一部分，例如，机组叶片中的两个叶片和发电机外转子的上半部分，或者机组叶片中的两个叶片的部分和发电机外转子的与所述两个叶片靠近的部分。
在步骤S102，从机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓。
由于通过相机获取的机组叶片和发电机外转子的图像中可能会有例如天空、树等不需要的背景干扰信息，而在本公开中关注点为机组叶片和发电机外转子，因此需要对原始获取的机组叶片和发电机外转子的图像进行处理，并提取出目标待测物，即，机组叶片和发电机外转子。
在本发明示例性实施例中，在从机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓时，可首先根据机组叶片和发电机外转子的图像获取机组叶片和发电机外转子的灰度图，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测，然后根据边缘检测结果对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测，得到机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓，如图2所示。图2是示出根据本发明示例性实施例的通过相机获取的机组叶片和发电机外转子的图像的轮廓检测结果的示意图，其中，示出机组叶片中的两个叶片的部分轮廓和发电机外转子的与所述两个叶片靠近的部分轮廓。
在本发明示例性实施例中，可基于灰度图中像素点的灰度值的一阶和二阶导数(或者梯度幅值)进行边缘检测，但是导数(或者梯度幅值)通常对噪声很敏感，从而导致边缘检测结果准确性降低。
因此，在本发明示例性实施例中，在对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测时，可首先通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理，计算去噪处理后的灰度图中每一像素点的灰度的梯度幅值，然后根据梯度幅值对每一像素点的灰度进行预设的增强处理，以将图像灰度点邻域强度值有显著变化的点凸显出来，最后根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
在本发明示例性实施例中，在通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理时，可首先采用离散化的高斯函数产生一组归一化的高斯核，然后基于高斯核函数对图像灰度矩阵的每一点进行加权求和。
在本发明示例性实施例中，在计算去噪处理后的灰度图中每一像素点的灰度的梯度幅值时，可根据下列公式计算梯度幅值和方向：
Figure BDA0002264463780000101
其中，G表示梯度幅值，θ表示方向，Gx表示在x方向上的梯度幅值，Gy表示在y方向上的梯度幅值。
其中，在本发明示例性实施例中，在根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点时，可首先将梯度方向近似到四个可能角度之一(一般可以是0度、45度、90度、135度)之后进行非极大值抑制，以预排除非边缘像素点，然后根据未被排除的像素点的灰度值与第一阈值和第二阈值之间的关系确定边缘像素点。
在本发明示例性实施例中，可将经过增强处理后的灰度值大于第一阈值的像素点确定为机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；可将经过增强处理后的灰度值小于第二阈值的像素点确定为机组叶片和发电机外转子的非边缘像素点；可将经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点相邻的像素点确定为机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；可将经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点不相邻的像素点确定为机组叶片和发电机外转子的非边缘像素点。
在本发明示例性实施例中，在根据边缘检测结果对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测时，可使用最小二乘法对边缘检测中确定的机组叶片和发电机外转子的边缘像素点进行曲线拟合。
在步骤S103，根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线。
在本发明示例性实施例中，在计算机组中心线时，可首先对机组叶片中的两个叶片的轮廓的边缘线进行延长，得到所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点，然后连接所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点和发电机外转子的轮廓的圆心，得到机组中心线，如图3所示。
图3是示出根据本发明示例性实施例的机组中心线和机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点的示意图，其中，示出通过连接两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点和发电机外转子的轮廓的圆心，可得到机组中心线L。如图9所示，两个叶片的轮廓的边缘线是指两个叶片轮廓的相邻的两条边缘线93和94。
在步骤S104，获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点。
如图3所示，在计算出机组中心线L之后，可获取机组中心线L与发电机外转子的轮廓的交点M，作为第一交点。
在步骤S105，获取风向标朝向面。
在本发明示例性实施例中，在获取风向标朝向面时，可首先获取对风向标的激光定向的结果，然后根据激光定向的结果确定风向标朝向面。
在步骤S106，根据机组中心线和风向标朝向面，判断风向标是否与机组中心线对准，是则执行步骤S108，否则执行步骤S107。
下文中，判断风向标是否与机组中心线对准，是指判断风向标的中心轴线110是否与机组中心线12平行。
在本发明示例性实施例中，在判断风向标是否与机组中心线对准时，可根据机组中心线和风向标朝向面是否平行来判断，如果机组中心线和风向标朝向面平行，则判断风向标与机组中心线对准，如果机组中心线和风向标朝向面不平行，则判断风向标与机组中心线不对准。此外，在判断风向标是否与机组中心线对准时，也可根据机组中心线和风向标朝向面两者分别与发电机外转子的轮廓的交点之间的距离来判断。另外，还可根据其方法判断风向标是否与机组中心线对准。
在步骤S107，当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正。
在本发明示例性实施例中，在根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度时，可首先计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离，然后计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，最后根据机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
其中，在本发明示例性实施例中，对机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离两者的计算顺序不进行限制，可如上所述，先计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离，再计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，也可先计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，再计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离，或者同时计算两者。
如图9所示，在本发明示例性实施例中，在根据风向标朝向面92和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度时，可首先获取风向标朝向面与发电机外转子的轮廓91的交点Q，作为第二交点，然后在机组叶片和发电机外转子的图像中，计算所述第一交点和所述第二交点之间的像素点数，并根据所述相机的视野宽度和机组叶片和发电机外转子的图像在宽度上的像素点数，计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离，之后根据通过超声波测距获取的所述相机到发电机外转子的距离计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，最后根据机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
其中，作为示例，在计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离时，如果相机的视野宽度为5米，相机获取的机组叶片和发电机外转子的图像在宽度上的像素点数为1920，则1像素点对应的实际距离＝500cm/1920＝0.26cm。
其中，作为示例，在计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离时，如果相机到发电机外转子的距离为4米，风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离＝400cm×tan(1°)＝6.98cm。
其中，在本发明示例性实施例中，在计算风向标与机组中心线之间偏差的角度时，可首先机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和根据风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标每偏差1°使风向标在机组叶片和发电机外转子的图像中偏差的像素点数，然后根据风向标在机组叶片和发电机外转子的图像中偏差的像素点数以及风向标每偏差1°使风向标在机组叶片和发电机外转子的图像中偏差的像素点数，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
其中，作为示例，如果机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离为0.26cm，风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离为6.98cm，则风向标每偏差1°使风向标在机组叶片和发电机外转子的图像中偏差的像素点数为27，如果风向标在机组叶片和发电机外转子的图像中偏差的像素点数为54，则风向标与机组中心线之间偏差的角度为2°。
在步骤S108，当风向标与机组中心线对准时，结束风向标的安装误差校正。
根据本发明示例性实施例的风向标安装误差校正方法，首先获取机组叶片和发电机外转子的图像，然后根据图像中机组中心线和风向标朝向面之间的关系判断风向标是否与机组中心线对准，当风向标与机组中心线不对准时，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正，从而实现了自动对安装的误差进行准确判断和校正，提高了风向标安装的精确性。
以上已经结合图1至图3对根据本发明示例性实施例的风向标安装误差校正方法进行了描述。在下文中，将参照图4对根据本发明示例性实施例的风向标安装误差校正装置及其模块进行描述。
图4示出根据本发明示例性实施例的风向标安装误差校正装置的框图。
参照图4，风向标安装误差校正装置包括图像获取模块41、轮廓获取模块42、中心线计算模块43、第一交点获取模块44、对准判断模块45和角度校正模块46。
图像获取模块41，被配置为获取机组叶片和发电机外转子的图像。
在本发明示例性实施例中，可通过固定在风向标的相机获取机组叶片和发电机外转子的图像，其中，相机可固定在风向标的标头上，相机获取的机组叶片和发电机外转子的图像中至少包括机组叶片中的至少两个叶片的一部分和发电机外转子的一部分，例如，机组叶片中的两个叶片和发电机外转子的上半部分，或者机组叶片中的两个叶片的部分和发电机外转子的与所述两个叶片靠近的部分。
轮廓获取模块42，被配置为从机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓。
由于通过相机获取的机组叶片和发电机外转子的图像中可能会有例如天空、树等不需要的背景干扰信息，而在本发明中关注点为机组叶片和发电机外转子，因此需要对原始获取的机组叶片和发电机外转子的图像进行处理，并提取出目标待测物，即，机组叶片和发电机外转子。
其中，在本发明示例性实施例中，轮廓获取模块42可被配置为：在从机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓时，首先根据机组叶片和发电机外转子的图像获取机组叶片和发电机外转子的灰度图，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测；然后根据边缘检测结果对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测。
在本发明示例性实施例中，可基于灰度图中像素点的灰度值的一阶和二阶导数(或者梯度幅值)进行边缘检测，但导数(或者梯度幅值)通常对噪声很敏感，从而导致边缘检测结果准确性降低。
因此，在本发明示例性实施例中，轮廓获取模块42可被配置为：在对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测时，首先通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理；然后计算去噪处理后的灰度图中每一像素点的灰度的梯度幅值，根据梯度幅值对每一像素点的灰度进行预设的增强处理；最后根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
其中，在本发明示例性实施例中，轮廓获取模块42可被配置为：在通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理时，首先采用离散化的高斯函数产生一组归一化的高斯核，然后基于高斯核函数对图像灰度矩阵的每一点进行加权求和。
其中，在本发明示例性实施例中，轮廓获取模块42可被配置为：在根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点时，可首先将梯度方向近似到四个可能角度之一(一般可以是0度、45度、90度、135度)之后进行非极大值抑制，以预排除非边缘像素点，然后根据未被排除的像素点的灰度值与第一阈值和第二阈值之间的关系确定边缘像素点。
在本发明示例性实施例中，轮廓获取模块42可被配置为：确定经过增强处理后的灰度值大于第一阈值的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；确定经过增强处理后的灰度值小于第二阈值的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点相邻的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点不相邻的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
在本发明示例性实施例中，轮廓获取模块42可被配置为：在根据边缘检测结果对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测时，使用最小二乘法对边缘检测中确定的机组叶片和发电机外转子的边缘像素点进行曲线拟合。
中心线计算模块43，被配置为根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线。
其中，在本发明示例性实施例中，中心线计算模块43可被配置为：在计算机组中心线时，首先对机组叶片中的两个叶片的轮廓的边缘线进行延长，得到所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点；然后连接所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点和发电机外转子的轮廓的圆心，得到机组中心线。
第一交点获取模块44，被配置为获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点。
对准判断模块45，被配置为获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准。
其中，在本发明示例性实施例中，对准判断模块45可被配置为：在获取风向标朝向面时，首先获取对风向标的激光定向的结果，然后根据激光定向的结果确定风向标朝向面。
在本发明示例性实施例中，在通过对准判断模块45判断风向标是否与机组中心线对准时，可根据机组中心线和风向标朝向面是否平行来判断，如果机组中心线和风向标朝向面平行，则判断风向标与机组中心线对准，如果机组中心线和风向标朝向面不平行，则判断风向标与机组中心线不对准。此外，在通过对准判断模块45判断风向标是否与机组中心线对准时，也可根据机组中心线和风向标朝向面两者分别与发电机外转子的轮廓的交点之间的距离来判断。另外，还可根据其方法判断风向标是否与机组中心线对准。
角度校正模块46，被配置为当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正。
其中，在本发明示例性实施例中，角度校正模块46可被配置为：在根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度时，首先计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离，然后计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，最后根据机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
其中，在本发明示例性实施例中，对通过角度校正模块46计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离两者的计算顺序不进行限制，可如上所述，先计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离，再计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，也可先计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，再计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离，或者同时计算两者。
在本发明示例性实施例中，角度校正模块46可被配置为：在根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度时，首先获取风向标朝向面与发电机外转子的轮廓的交点，作为第二交点；然后在机组叶片和发电机外转子的图像中，计算所述第一交点和所述第二交点之间的像素点数；并根据所述相机的视野宽度和机组叶片和发电机外转子的图像在宽度上的像素点数，计算机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离；之后根据通过超声波测距获取的所述相机到发电机外转子的距离计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离；最后根据机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
其中，在本发明示例性实施例中，角度校正模块46可被配置为：在计算风向标与机组中心线之间偏差的角度时，可首先机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和根据风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标每偏差1°使风向标在机组叶片和发电机外转子的图像中偏差的像素点数，然后根据风向标在机组叶片和发电机外转子的图像中偏差的像素点数和风向标每偏差1°使风向标在机组叶片和发电机外转子的图像中偏差的像素点数，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
在本发明示例性实施例中，当风向标与机组中心线对准时，结束风向标的安装误差校正。
根据本发明示例性实施例的风向标安装误差校正装置，首先获取机组叶片和发电机外转子的图像，然后根据图像中机组中心线和风向标朝向面之间的关系判断风向标是否与机组中心线对准，当风向标与机组中心线不对准时，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正，从而实现了自动对安装的误差进行准确判断和校正，提高了风向标安装的精确性。
此外，根据本发明的示例性实施例，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被执行时实现根据本发明的风向标安装误差校正方法的步骤。
作为示例，程序被执行时可实现以下步骤：获取机组叶片和发电机外转子的图像；从机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓；根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线；获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点；获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准；当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正。
接下来，结合图5对根据本发明的示例性实施例的计算装置进行描述。
图5示出根据本发明示例性实施例的计算装置的框图。
参照图5，根据本发明示例性实施例的计算装置5，包括存储器51、处理器52及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现根据本发明的风向标安装误差校正方法的步骤。
作为示例，处理器可被配置为执行包括以下风向标安装误差校正方法的步骤的程序：获取机组叶片和发电机外转子的图像；从机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓；根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线；获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点；获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准；当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正。
以上已参照图1至图5描述了根据本发明示例性实施例的风向标安装误差校正方法及装置。然而，应该理解的是：图4中所示的风向标安装误差校正装置及其模块可分别被配置为执行特定功能的软件、硬件、固件或上述项的任意组合，图5中所示的计算装置并不限于包括以上示出的组件，而是可根据需要增加或删除一些组件，并且以上组件也可被组合。
根据本发明的示例性实施例的风向标安装误差校正方法及装置，获取机组叶片和发电机外转子的图像，根据图像中机组中心线和风向标朝向面之间的关系判断风向标是否与机组中心线对准，当风向标与机组中心线不对准时，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正，从而实现了自动对安装的误差进行准确判断和校正，提高了风向标安装的精确性。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (28)

1.一种风向标安装误差校正方法，其特征在于，包括：
获取机组叶片和发电机外转子的图像；
从所述机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓；
根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线；
获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点；
获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准；
当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正；
其中，根据所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓的步骤包括：
根据机组叶片和发电机外转子的图像获取机组叶片和发电机外转子的灰度图，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测；
根据边缘检测结果，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测的步骤包括：
通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理；
计算去噪处理后的灰度图中每一像素点的灰度的梯度幅值；
根据梯度幅值对每一像素点的灰度进行预设的增强处理；
根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点的步骤包括：
确定经过增强处理后的灰度值大于第一阈值的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值小于第二阈值的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点相邻的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点不相邻的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据边缘检测结果对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测的步骤包括：
使用最小二乘法对边缘检测中确定的机组叶片和发电机外转子的边缘像素点进行曲线拟合。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取风向标朝向面的步骤包括：
获取对风向标的激光定向的结果，根据激光定向的结果确定风向标朝向面。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算机组中心线的步骤包括：
对机组叶片中的两个叶片的轮廓的边缘线进行延长，得到所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点；
连接所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点和发电机外转子的轮廓的圆心，得到机组中心线。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度的步骤包括：
获取风向标朝向面与发电机外转子的轮廓的交点，得到第二交点；
在所述机组叶片和发电机外转子的图像中，计算所述第一交点和所述第二交点之间的像素点数，所述机组叶片和发电机外转子的图像由固定在风向标上的相机获取；
根据所述相机的视野宽度和所述机组叶片和发电机外转子的图像在宽度上的像素点数，计算所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离；
根据通过超声波测距获取的所述相机到发电机外转子的距离计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离；
根据所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述相机固定在风向标的标头上。
10.一种风向标安装误差校正装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，被配置为获取机组叶片和发电机外转子的图像；
轮廓获取模块，被配置为从所述机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓；
中心线计算模块，被配置为根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线；
第一交点获取模块，被配置为获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点；
对准判断模块，被配置为获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准；和
角度校正模块，被配置为当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正；
其中，根据所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，轮廓获取模块被配置为：
根据所述机组叶片和发电机外转子的图像获取机组叶片和发电机外转子的灰度图，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测；
根据边缘检测结果，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，轮廓获取模块被配置为：
通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理；
计算去噪处理后的灰度图中每一像素点的灰度的梯度幅值；
根据梯度幅值对每一像素点的灰度进行预设的增强处理；
根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，轮廓获取模块被配置为：
确定经过增强处理后的灰度值大于第一阈值的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值小于第二阈值的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点相邻的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点不相邻的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，轮廓获取模块被配置为：
使用最小二乘法对边缘检测中确定的机组叶片和发电机外转子的边缘像素点进行曲线拟合。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，对准判断模块被配置为：
获取对风向标的激光定向的结果，根据激光定向的结果确定风向标朝向面。
16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，中心线计算模块被配置为：
对机组叶片中的两个叶片的轮廓的边缘线进行延长，得到所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点；
连接所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点和发电机外转子的轮廓的圆心，得到机组中心线。
17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，角度校正模块被配置为：
获取风向标朝向面与发电机外转子的轮廓的交点，得到第二交点；
在所述机组叶片和发电机外转子的图像中，计算所述第一交点和所述第二交点之间的像素点数，所述机组叶片和发电机外转子的图像由固定在风向标上的相机获取；
根据所述相机的视野宽度和所述机组叶片和发电机外转子的图像在宽度上的像素点数，计算所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离；
根据通过超声波测距获取的所述相机到发电机外转子的距离计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离；
根据所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述相机固定在风向标的标头上。
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被执行时实现权利要求1至9任一项所述的方法的步骤。
20.一种计算装置，其特征在于，所述计算装置包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。
21.一种风力发电机组的风向标安装误差校正系统，所述风力发电机组包括机舱(3)、轮毂(4)、发电机(6)和风向标(11)，轮毂(4)包括三支叶片(7)，发电机(6)设置在机舱(3)和轮毂(4)之间，风向标(11)设置在机舱(3)的顶部，风向标的头部(113)朝向轮毂(4)；
其特征在于，所述系统包括：
相机，可拆卸地设置于风向标的头部(113)，所述相机拍摄机组叶片和发电机外转子的图像；
处理器，与所述相机通信连接；
所述处理器配置为：
获取机组叶片和发电机外转子的图像；
从所述机组叶片和发电机外转子的图像中获取机组叶片的轮廓和发电机外转子的轮廓；
根据发电机外转子的轮廓和机组叶片中的两个叶片的轮廓，计算机组中心线；
获取机组中心线与发电机外转子的轮廓的交点，得到第一交点；
获取风向标朝向面，根据机组中心线和风向标朝向面判断风向标是否与机组中心线对准；
当风向标与机组中心线不对准时，根据风向标朝向面和所述第一交点计算风向标与机组中心线之间偏差的角度，并根据风向标与机组中心线之间偏差的角度对风向标的朝向进行校正；
其中，根据所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述处理器还配置为：
根据机组叶片和发电机外转子的图像获取机组叶片和发电机外转子的灰度图，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行边缘检测；
根据边缘检测结果，对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行轮廓检测。
23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，所述处理器还配置为：
通过高斯滤波器对机组叶片和发电机外转子的灰度图进行去噪处理；
计算去噪处理后的灰度图中每一像素点的灰度的梯度幅值；
根据梯度幅值对每一像素点的灰度进行预设的增强处理；
根据各像素点的经过增强处理后的灰度与预设阈值的关系确定机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述处理器还配置为：
确定经过增强处理后的灰度值大于第一阈值的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值小于第二阈值的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点相邻的像素点是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点；
确定经过增强处理后的灰度值大于第二阈值并且小于第一阈值的像素点中与确定的边缘像素点不相邻的像素点不是机组叶片和发电机外转子的边缘像素点。
25.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述处理器还配置为：
使用最小二乘法对边缘检测中确定的机组叶片和发电机外转子的边缘像素点进行曲线拟合。
26.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述系统还包括激光扫描装置，用于扫描风向标(11)和转轴(13)，以采集风向标朝向面的数据；
所述处理器还配置为：
获取对风向标的激光定向的结果，根据激光定向的结果确定风向标朝向面。
27.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述处理器还配置为：
对机组叶片中的两个叶片的轮廓的边缘线进行延长，得到所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点；
连接所述两个叶片的轮廓的边缘线的延长线的交点和发电机外转子的轮廓的圆心，得到机组中心线。
28.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述处理器还配置为：
获取风向标朝向面与发电机外转子的轮廓的交点，得到第二交点；
在所述机组叶片和发电机外转子的图像中，计算所述第一交点和所述第二交点之间的像素点数，所述机组叶片和发电机外转子的图像由固定在风向标上的相机获取；
根据所述相机的视野宽度和所述机组叶片和发电机外转子的图像在宽度上的像素点数，计算所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离；
根据通过超声波测距获取的所述相机到发电机外转子的距离计算风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离；
根据所述机组叶片和发电机外转子的图像中每个像素点代表的距离和风向标每偏差1°使风向标与机组中心线偏离的距离，计算风向标与机组中心线之间偏差的角度。
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