CN110966920B - 风力发电机组的扭缆检测方法及系统 - Google Patents

风力发电机组的扭缆检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

提供一种风力发电机组的扭缆检测方法及系统。所述扭缆检测方法包括:针对所述风力发电机组的电缆簇进行拍摄,以获得所述电缆簇的一组相对连续的图像;从所述一组相对连续的图像中的每个图像中提取颜色特征和形状特征中的至少一个以及纹理特征;将所述颜色特征和形状特征中的至少一个与预设的报警特征进行比较;如果比较的结果指示达到报警条件,则基于所述纹理特征判断所述电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度。

Description

风力发电机组的扭缆检测方法及系统
技术领域
以下描述涉及风电领域,更具体地讲,涉及一种风力发电机组的扭缆检测方法及系统。
背景技术
风力发电机组为了能够高效地吸收风能,需要持续跟踪主风向,利用偏航功能实现机头偏转,从而使叶轮平面与主风向垂直。由于风力发电机组的发电机从机舱引出电缆在塔架引下部分随机头一起扭转,而从塔架引下部分为固定结构,在机头偏转过程中,从机舱的引出部分到塔架的固定端的一段电缆,会产生扭转和缠绕,即,扭揽。扭缆可能造成的问题在于:一、电缆在扭绞状态,对电缆端部形成较大拉力,影响电缆的强度;二、缠绕部分的电缆彼此间隙变小,散热条件差,高温下易加剧绝缘老化;三、电缆在扭绞状态下,随机组摆动和振动,电缆之间易发生相互摩擦或挤压,使表层受到破坏。上述问题导致电缆遭到破坏,风力发电机组无法运行,并需要更换受损电缆,从而造成大额经济损失。为避免上述情况,通常风力发电机组设计中都将扭缆问题列为高优先级故障,并入安全链进行重点监控。
在防止扭缆过程中,针对电缆缠绕的问题,一般采用夹板和隔板方式,对电缆进行物理隔离。
在扭缆监控和报警方面,现有风电产品一般采用拉线式扭缆开关或偏航位置传感器、或者二者的结合。
夹板和隔板方式,一般需要安装多个、彼此按一定距离排列的夹板和隔板,可以从一定程度上保证电缆彼此不接触摩擦,也防止了电缆集中带来的过温问题,但扭缆时的电缆的受力问题不能解决,如果夹板和隔板的安装密度不合理,反而加剧了扭缆时对电缆造成的应力损伤。
拉线式扭缆开关是早期的扭缆故障触发装置,执行机构单纯依靠机械实现,将一根金属丝的一端连接固定在电缆上的卡箍,另一端连接到行程开关,当扭缆达到一定程度,电缆带动金属丝在线束表面缠绕,到达一定角度后,金属丝拉动行程开关,实现扭缆报警。拉线式扭缆开关结构简单,成本低廉,但拉线长度需要现场安装调节,基准位置不易掌握,长时间运行还存在变形和偏移风险,目前已经很少单独作为扭缆报警装置。
偏航位置传感器,主要分为凸轮计数器和旋转编码器。凸轮计数器的角度测量功能通过齿轮机械结构实现,比拉线式扭缆装置精度有了提升,设置零位也简单便捷,但主要问题是长时间运行易形成累积偏差,且机械传动部分易出现磨损。旋转编码器利用光电式或电磁式编码进行位置测量,精度远高于凸轮计数器,但在风力发电机组复杂的电磁环境中,易受到电磁干扰而导致失效。这样的偏航位置传感器是通过偏航角度间接判断扭缆情况,并不能直接获取电缆的实际扭曲缠绕情况。此外,设定的扭缆报警角度和解缆角度均为统一的预设值,由于现场实际安装错误造成的零位偏移或其他原因可能导致扭缆实际情况与设定不符,此类问题是不容易被轻易察觉的,但可能造成严重后果。换言之,偏航位置传感器安装、调试和运行过程中形成测量偏差,对角度判断失准,造成提前或延后扭缆报警或解缆,而统一预设的扭缆报警角度,可能与产品实际安装情况不符,不能真实反映扭缆情况,更无法知晓电缆在缠绕集中区域的温升情况。
发明内容
为了解决上述至少一个问题,本发明提供一种风力发电机组的扭缆检测方法及系统。
根据示例实施例的一个方面,提供一种风力发电机组的扭缆检测方法,包括:针对所述风力发电机组的电缆簇进行拍摄,以获得所述电缆簇的一组相对连续的图像;从所述一组相对连续的图像中的每个图像中提取颜色特征和形状特征中的至少一个以及纹理特征;将所述颜色特征和形状特征中的至少一个与预设的报警特征进行比较;如果比较的结果指示达到报警条件,则基于所述纹理特征判断所述电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度。
根据示例实施例的另一方面,提供一种风力发电机组的扭缆检测系统,包括:图像捕获设备,被配置为:针对所述风力发电机组的电缆簇进行拍摄,以获得所述电缆簇的一组相对连续的图像;以及图像处理器,被配置为:从所述一组相对连续的图像中的每个图像中提取颜色特征和形状特征中的至少一个以及纹理特征;将所述颜色特征和形状特征中的至少一个与预设的报警特征进行比较;如果比较的结果指示达到报警条件,则基于所述纹理特征判断所述电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度。
根据示例实施例的另一方面,提供一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的方法的程序指令。
根据示例实施例的另一方面,提供一种计算装置。所述计算装置包括:处理器;存储器,存储有当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的方法方法的程序指令。
本发明提供的风力发电机组的扭缆检测方法及系统利用图像识别的方法实施实时判断扭缆图像,避免了测量偏差出现的可能,并且能够直观地辨别扭揽程度,提高解揽的准确性,此外,还能够监测扭缆处的温度,设置解决机制(如强制通风、降功率运行或解缆),从而降低电缆绝缘老化的风险。
附图说明
以下将参照附图对本发明的示例实施例进行详细描述,其中,
图1是示出根据本发明构思的示例实施例的风力发电机组的扭缆检测系统的示图。
图2是示出根据本发明构思的示例实施例的风力发电机组的扭缆检测方法的流程图。
图3是示出根据本发明构思的示例实施例的纹理特征所显示的纹路的示图。
图4示出根据本发明构思的示例实施例的风力发电机组的扭缆检测方法的详细的流程图。
具体实施方式
本发明可具有各种变形和各种实施例,应理解,本发明不限于这些实施例,而是包括本发明的精神和范围内的所有变形、等同物和替换。在本发明的示例实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例,而不是为了限制示例实施例。除非上下文另有清楚的指示,否则在此使用的单数形式也意图包括复数形式。
图1是示出根据本发明构思的示例实施例的风力发电机组的扭缆检测系统的示图。
参照图1,根据示例实施例的风力发电机组的扭缆检测系统可包括:图像捕获设备1和图像处理器6。作为示例,图像捕获设备1和图像处理器6可被称为扭缆检测系统的检测装置。图1中的电缆簇8为风力发电机组的可能发生扭揽的电缆。
图像捕获设备1可以是红外相机、或者红外相机和可见光相机二者的组合。然而本发明不限于此,例如,在本发明中,红外相机也可以具有红外摄像机的功能,换言之,在本申请中红外相机与红外摄像机可以互换使用。
图像捕获设备1可以针对风力发电机组的电缆簇8进行拍摄,以获得电缆簇8的一组相对连续的图像。为了能够以最佳角度拍摄电缆簇8,图像捕获设备1与电缆簇8之间不存在障碍物的遮挡,并且图像捕获设备1所架设的位置在垂直方向上保证镜头正对电缆簇8的扭缆集中处。例如,图像捕获设备1所架设的位置通常在机舱电缆引下线出口到塔架的固定端的1/2处。此外,图像捕获设备1被设置为与电缆簇8保持适当的距离,而这个距离根据图像捕获设备1的聚焦长度来确定,以保证所拍摄的图像可以包括扭缆段电缆的全貌。此外,获得的一组相对连续的图像表示以预定间隔连续拍摄的若干个图像。例如,可以以4秒为间隔进行一次拍摄,连续拍摄预定次数获得一组图像。然而这仅是示例性的,本发明构思不限于此。此外,每次拍摄的图像可以是以普通模式拍摄一个图像(例如,以4秒为间隔每次拍摄1个图像,则连续拍摄N次可获得包括N个图像的一组图像)或者以连拍模式拍摄的多个图像(例如,以4秒为间隔每次拍摄m个图像,则连续拍摄N次可获得包括m×N个图像的一组图像,N可以是任何2以上的自然数)。在一个示例中,图像捕获设备1可在固定角度拍摄扭缆段的视频,拍摄频率可以高于每20秒拍摄5张图像作为一组图像,然而这仅是示例性的,本发明构思不限于此。
图像捕获设备1拍摄的所述一组相对连续的图像可以以无线或有线的方式发送到图像处理器6。
图像处理器6可接收所述一组相对连续的图像,然后对所述一组相对连续的进行图像处理,从而判断电缆簇8是否发生扭缆(即,扭揽是否达到报警条件),并且在发生扭缆时判断扭缆方向和/或扭缆程度。图像处理器6可以是集成式处理器或分布式处理器,在此不做限制性说明。
具体地说,图像处理器6可从图像捕获设备1拍摄的所述一组相对连续的图像中的每个图像提取颜色特征和形状特征中的至少一个以及纹理特征;将颜色特征和形状特征中的至少一个与预设的报警特征进行比较;如果比较的结果指示达到报警条件,则基于纹理特征判断电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度。稍后将参照图2至图4更加详细地描述图像处理器6的处理操作。
根据示例实施例,图像处理器6可在提取颜色特征和形状特征中的至少一个以及纹理特征之前,对所述一组相对连续的图像进行预处理。例如,将从图像捕获设备1接收的所述一组相对连续的图像中的每个图像的成像信息转换为数字信号,然后进行平滑、变换、增强、恢复、滤波等预处理操作,提高所述一组相对连续的图像的质量(例如,清晰度、信噪比等)。然而,上述预处理操作仅是示例性的,本发明构思不限于此,其他预处理操作也是可行的。
在一个示例中,图像处理器可将图像捕获设备1拍摄的一组相对连续的图像中的每个图像进行如上所述的预处理;并且在预处理后的图像中选取一组具有高质量的相对连续的图像代替所述一组相对连续的图像,来提取颜色特征和形状特征中的至少一个以及纹理特征。例如,当图像捕获设备1在每次拍摄时获得多个图像(例如,m个图像)时,可首先对每次拍摄获得的m个图像进行预处理,将经过预处理后的m个图像的质量进行比较(例如,信噪比等的比较),然后在每次拍摄所获得m个图像之中选择质量较高(例如,信噪比高)的图像,从而构成一组具有高质量的相对连续的图像,来进行后续特征的提取。
根据示例实施例,当每次拍摄的图像是以连拍模式获得的多个图像(例如,m个图像)并且选择一组具有高质量的相对连续的图像代替所述一组相对连续的图像时,图像处理器6可将每次拍摄的m个图像重新组合为新的图像作为所述一组相对连续的图像中的一个图像,以进行后续的特征提取。例如,如果每次拍摄的m个图像中的第一图像的第一部分的质量较低(例如,清晰度低),但是其他部分质量较高(例如,清晰度高),而每次拍摄的m个图像中的第二图像的相应的第一部分的质量较高,但是其他部分质量较低,则可将第一图像的质量较高的其他部分与第二图像的质量较高的第一部分进行组合,得到新的图像。这样通过从每次拍摄的m个图像中组合得到具有质量高的新的图像来构成所述一组相对连续的图像,能够提高特征提取的准确性。
根据示例实施例,当图像捕获设备1为红外光相机和可见光相机二者的组合时,红外光相机和可见光相机可同时对电缆簇8进行拍照,然后利用可见光相机拍摄的图像对红外光相机拍摄的红外图像进行图像校准以提高红外图像的质量,之后再提取颜色特征、形状特征和纹理特征。可选地,在提取颜色特征、形状特征和纹理特征之前也可对校准后的图像进行如上所述的预处理。可采用各种方法利用可见光相机拍摄的图像对红外光相机拍摄的红外图像进行图像校准,在此不做限制性的描述。
此外,根据示例实施例,图像处理器6可在所述一组相对连续的图像之中,确定被判断为发生扭缆的图像(即,扭揽达到报警条件的图像)的数量,并且判断确定的图像的数量是否超过预定阈值,如果超过预定阈值时,可确定电缆簇8发生扭缆,如果未超过预定阈值,则确定电缆簇8未发生扭缆(或者,扭揽未达到报警条件的图像),继续进行图像拍摄和扭缆检测。这样的预定阈值判断能够降低扭缆误判的可能性,提高扭缆检测的准确性。
参照图1,根据示例实施例的风力发电机组的扭缆检测系统还可包括主控制器7。主控制器7可以是风力发电机组内部控制器。然而,本发明构思不限于此,例如,主控制器7还可以是PLC、工业控制计算机(简称为:工控机)等工业控制器。
当图像处理器6确定电缆簇8发生扭缆,并且判断出电缆簇8的扭缆方向和/扭缆程度时,图像处理器6将关于扭缆方向和/扭缆程度的信息或相关的报警信息发送给主控制器7。主控制器7可根据图像处理器6判断的扭缆方向和/或扭缆程度向扭缆的反方向或者偏航反方向进行解缆。可选地,当主控制7接收到图像处理器6的信息或报警信号时,可以向风力发电机组发送停机解揽命令,以控制风力发电机组向偏航反方向执行解揽。可选地,当提取的颜色特征显示扭缆处的温度过高时,主控制器7可采取强制通风、降功率运行、停机解缆等解决机制。
继续参照图1,根据示例实施例的风力发电机组的扭缆检测系统还可包括:角度调节器2、支架3、导轨4、安装面5。
角度调节器2可以调节图像捕获设备1的拍摄角度,可以对图像捕获设备1的镜头进行上下左右的微调,便于对焦以准确捕捉扭缆位置。可以在安装图像捕获设备1的同时手动地将角度调节器2调节到适当的角度,从而使图像捕获设备1能够以固定的最佳角度拍摄电缆簇8可能发生扭缆的位置。然而,本发明构思不限于此,例如,主控制器8可以在监测过程中自动地调整角度调节器2,以保证图像捕获设备1能够始终以最佳角度拍摄电缆簇8。
支架3可固定图像捕获设备1的摄像头,具有一定强度,其材料和结构不限。
根据主控制器7的控制,支架3和/或图像捕获设备1可沿着导轨4上下移动一定的距离。导轨4可具有一定强度,其材料和结构不限。也就是说,图像捕获设备1可以沿预定的导轨4移动,从而构成巡检装置,从整体上检测电缆簇8的状态或者监测电缆簇8和风力发电机组周围的状况。
安装面5可以为塔筒内壁或内壁上的结构,用于固定导轨4的安装点位。
图1所示的构成风力发电机组的扭缆检测系统的组件仅是示例性的,本领域技术人员可根据工程实践适当地增加或减少组件。
下面将参照图2并结合图1来描述根据示例实施例的风力发电机组的扭缆检测方法。
参照图2,利用图1中所示图像捕获设备1来对电缆簇8进行拍摄。具体地说,在步骤201中,针对风力发电机组的电缆簇进行拍摄,以获得电缆簇的一组相对连续的图像。
在步骤203中,对拍摄的图像进行特征提取。具体地说,从所述一组相对连续的图像中的每个图像中提取颜色特征(也可被称为温度特征)和形状特征中的至少一个以及纹理特征。
在一个示例中,根据红外成像原理,利用图像捕获设备1拍摄的红外图像中直接包含温度分布特征,因此,提取颜色特征的步骤可包括:利用颜色矩获得电缆簇8表面的温度分布,并且基于温度分布确定电缆簇8表面的最高温度作为颜色特征。
在一个示例中,提取形状特征的步骤可包括:通过霍夫(Hough)算法得到所述一组相对连续的图像中的每个图像的轮廓特征、边缘特征、线性特征、中心特征和对角线特征,组合成形状特征的特征模板。可选地,可首先将所述一组相对连续的图像进行灰度处理,然后再提取形状特征。
在一个示例中,可采用灰度共生矩阵方法获得电缆簇8的纹理特征,由于纹理特征具有旋转不变性和抗干扰性,因此纹理特征适合于判断扭缆的扭转方向。此外,纹理特征可以通过疏密程度,对扭缆程度进行检验。
上述提取颜色特征、形状特征和纹理特征的方法仅是示例性的,本发明构思不限于此,其他特征提取方法也是可行的。
在步骤205中,将提取的颜色特征和形状特征中的至少一个与预设的报警特征进行比较,并且根据比较的结果判断是否达到发生扭缆的报警条件。
具体地说,如果在步骤203中提取颜色特征,则在步骤205中将颜色特征与预设的报警特征中的温度报警值进行比较。例如,当在步骤203中基于温度分布确定电缆簇8表面的最高温度作为颜色特征时,可将最高温度与预设的报警特征中的温度报警值进行比较,如果最高温度超过温度报警值,即,达到报警条件,则继续执行步骤207。
如果在步骤203中提取形状特征,则在步骤205中将形状特征与预设的报警特征中的扭缆形态特征进行比较。例如,可计算步骤203中提取的特征模板与扭缆形态特征之间的相关度,并且将计算的相关度与预定阈值进行比较。如果计算的相关度超过预定阈值(即,所述一组相对连续的图像中的图像的形状特征达到符合报警条件的扭缆形态特征),即,达到报警条件,则继续执行步骤207。
根据示例实施例,在步骤205中,预设的报警特征可以是存储在数据库中的报警特征。在一个示例实施例中,可通过收集实际发生威胁风力发电机的正常工作的扭缆时拍摄的历史图像数据,然后采用相同的方法进行图像处理提取颜色特征、形状特征作为报警特征。然而,本发明构思不限于此,例如,还可以人为地设置将电缆簇8设置为威胁风力发电机的正常工作的扭缆状态,进行图像拍摄并提取颜色特征、形状特征作为报警特征。
如果步骤205中的比较的结果指示达到报警条件,则发出报警信号,并且在步骤207中,基于步骤203提取的纹理特征判断电缆簇8的扭缆方向和/或扭缆程度。如果步骤205中的比较的结果指示未达到报警条件,则返回步骤201,以继续进行扭缆监测。
假设从空间上机头在上,带动电缆簇扭转,固定端在下。如果纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路为从上至下向左倾斜的排列方式(如图3(a)所示)的图像,则判断电缆簇8向左发生扭缆,此时,相当于机头处于左偏航,如果扭缆发生,则需要向右解缆。如果纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路为从上至下向右倾斜的排列方式(如图3(b)所示)的图像,则判断电缆簇8向右发生扭缆。此时,相当于机头处于右偏航,如果扭缆发生,则需要向左解缆。如果纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路为自上而下平行的排列方式(如图3(c)所示)的图像,则判断电缆簇8未发生扭缆。如果纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路密集(如图3(d)所示)的图像,则判断电缆簇8发生扭缆的程度高。
在一个示例中,可根据图3(d)所示的纹路之间的距离,将密集程度进行量化,来直观的判断电缆簇8的扭缆程度。然而,这仅是示例性的,本发明构思不限于此。图3(d)是以电缆簇8向左扭缆的示例,确定电缆簇8向右扭缆的扭缆程度的方法与其类似,为了简明,在此省略其示图和描述。
返回参照图2,当在步骤207中基于纹理特征判断出电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度时,在步骤209中,根据判断的扭缆方向和/或扭缆程度进行解缆,例如,可以向扭缆的反方向或者偏航反方向进行解缆。
上面图2的步骤203至步骤207的操作可通过图1中的图像处理器6来执行,并且图2的步骤209的操作可通过图1中的主控制器8来执行,为了简明,在此省略重复描述。
图4示出根据本发明构思的示例实施例的风力发电机组的扭缆检测方法的详细的流程图。图1至图3的描述也适用于图4,因此将省略重复的描述。
参照图4,在步骤401中针对电缆簇8进行拍摄图像。在步骤403中,图像处理器6进行对拍摄的图像进行图像处理(例如,如上所述的预处理、图像组合等操作)。
图像处理器6在步骤405中可从经过图像处理后的图像之中提取形状特征,在步骤407中可从经过图像处理后的图像之中提取颜色特征。
图像处理器6可并行地同时执行步骤405至步骤425的关于形状特征的操作和步骤407至步骤427关于颜色特征的操作二者,或者选择性地执行二者之一。
在步骤409中,图像处理器6可将提取的形状特征与预设的报警特征中的扭缆形态特征进行比较(例如,相似度的比较),并且判断提取的形状特征是否符合扭缆形态特征。如果不符合扭缆形态特征,则说明未发生扭缆,返回步骤401。如果符合扭缆形态特征,则说明发生扭缆,继续步骤413。
在步骤411中,图像处理器6可将提取的颜色特征与预设的报警特征中的温度报警值进行比较(例如,将最高温度与温度报警值进行比较),并且判断颜色特征是否超过(大于或等于)温度报警值。如果未超过温度报警值,则说明未发生扭缆,返回步骤401。如果超过温度报警值,则说明发生扭缆,继续步骤415。
图像处理器6可在步骤413中发出电缆簇的扭缆角度报警,在步骤415中发出电缆簇的扭缆过温报警。作为一个示例,在此情况下,主控制器7可接收图像处理器6的报警信息,并且控制风力发电机组立即停机(未示出)。然而,这仅是示例性的,主控制器7还可在步骤417和/或步骤419之后控制风力发电机组停机并进行解缆。
图像处理器6可在步骤417和/或步骤419中,根据纹理特征来判断扭缆方向和/或扭缆特征。
在步骤421中,主控制器7可根据报警信息以及扭缆方向和/或扭缆特征进行解揽。
在步骤423中,主控制器7可根据报警信息以及扭缆方向和/或扭缆特征进行解揽或强制冷却(例如,强制通风、降功率运行等)。
根据示例实施例,由于颜色特征可能存在误差,因此过温报警可能存在错误,则可根据步骤419中的扭缆程度来补充判断是否存在过温,从而确定是否需要执行强制冷却。
在步骤425和步骤427中,可通过再次拍摄电缆簇8的图像,并进行上述图像处理、特征提取以及比较判断操作,来判断故障是否解除。
在步骤429中,确定故障解除,随后可重新启动风力发电机组,并且继续进行扭缆监测。
图4中示出的步骤仅是示例性的,可根据工程实践增加或删除其中的步骤,或者可调整各个步骤的操作顺序。
本发明提供的风力发电机组的扭缆检测方法及系统利用图像识别的方法实施实时判断扭缆图像,避免了测量偏差出现的可能,并且能够直观地辨别扭揽程度,提高解揽的准确性,此外,还能够监测扭缆处的温度,设置解决机制(例如,强制通风、降功率运行或解缆),从而降低电缆绝缘老化的风险。
根据本发明构思的示例实施例,图2和图4描述的方法的各个步骤以及图1的描述的图像处理器、主控制器等及其操作可被编写为程序或软件。可基于附图中示出的框图和流程图以及说明书中的对应描述,使用任何编程语言来编写程序或软件。在一个示例中,程序或软件可包括被一个或多个处理器或计算机直接执行的机器代码,诸如,由编译器产生的机器代码。在另一个示例中,程序或软件包括被一个或多个处理器或计算机使用解释器执行的更高级代码。程序或软件可被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质中。在一个示例中,程序或软件或一个或多个非暂时性计算机可读存储介质可被分布在计算机系统上。
根据本发明构思的示例实施例,图2和图4描述的方法的各个步骤以及图4的描述的图像处理器、主控制器等及其操作可被实现在包括处理器和存储器的计算装置上。存储器存储有用于控制处理器实现如上所述的各个单元的操作的程序指令。
虽然上面参照图1至图4已经详细描述了本发明的特定示例实施例,但是在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下,可以以各种形式对本发明进行修改。如果描述的技术以不同的顺序被执行,和/或如果描述的系统、架构、或装置中的组件以不同的方式组合,和/或被其他组件或它们的等同物代替或补充,则可实现合适的结果。因此,本公开的范围不是通过具体实施方式所限定,而是由权利要求和它们的等同物限定,并且在权利要求和它们的等同物的范围内的所有变化将被解释为被包括在本公开中。

Claims (17)

1.一种风力发电机组的扭缆检测方法,其特征在于,所述扭缆检测方法包括:
针对所述风力发电机组的电缆簇进行拍摄,以获得所述电缆簇的一组相对连续的图像,所述一组相对连续的图像包括红外图像;
从所述一组相对连续的图像中的每个图像中提取颜色特征和形状特征以及纹理特征;
将所述颜色特征和形状特征与预设的报警特征进行比较;
如果所述颜色特征和形状特征中的至少一个与预设的报警特征比较的结果指示达到报警条件,则基于所述纹理特征判断所述电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度。
2.如权利要求1所述的扭缆检测方法,其特征在于,基于所述纹理特征判断所述电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度的步骤包括:
如果所述纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路为从上至下向左倾斜的排列方式的图像,则判断所述电缆簇向左发生扭缆,
如果所述纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路为从上至下向右倾斜的排列方式的图像,则判断所述电缆簇向右发生扭缆,
如果所述纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路为自上而下平行的排列方式的图像,则判断所述电缆簇未发生扭缆;和/或
如果所述纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路密集的图像,则判断所述电缆簇发生扭缆的程度高。
3.如权利要求1所述的扭缆检测方法,其特征在于,比较的步骤包括:
将所述颜色特征与所述预设的报警特征中的温度报警值进行比较;
将所述形状特征与所述预设的报警特征中的扭缆形态特征进行比较。
4.如权利要求1所述的扭缆检测方法,其特征在于,
提取颜色特征的步骤包括:利用颜色矩获得所述电缆簇表面的温度分布,并且基于所述温度分布确定所述电缆簇表面的最高温度作为所述颜色特征;
比较的步骤包括:将所述最高温度与所述预设的报警特征中的温度报警值进行比较。
5.如权利要求1所述的扭缆检测方法,其特征在于,
提取形状特征的步骤包括:通过霍夫算法得到所述一组相对连续的图像中的每个图像的轮廓特征、边缘特征、线性特征、中心特征和对角线特征,组合成所述形状特征的特征模板;
比较的步骤包括:计算所述形状特征的特征模板与所述预设的报警特征中的扭缆形态特征之间的相关度,并且将计算的相关度与预定阈值进行比较。
6.如权利要求1所述的扭缆检测方法,其特征在于,所述扭缆检测方法还包括:
将所述一组相对连续的图像中的每个图像进行预处理;
在预处理后的图像中选取一组具有高质量的相对连续的图像代替所述一组相对连续的图像。
7.如权利要求1所述的扭缆检测方法,其特征在于,所述扭缆检测方法还包括:
根据判断的扭缆方向和扭缆程度进行解缆,或根据判断的扭缆方向进行解缆,
其中,解缆的步骤包括:向扭缆的反方向或者偏航反方向进行解缆;或
根据判断的扭缆程度进行解缆,
其中,解缆的步骤包括:向偏航反方向进行解缆。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行权利要求1至7中的任一项所述的方法的程序指令。
9.一种计算装置,其特征在于,包括:
处理器;
存储器,存储有当被处理器执行时使得处理器执行权利要求1至7中的任一项所述的方法的程序指令。
10.一种风力发电机组的扭缆检测系统,其特征在于,所述扭缆检测系统包括:
图像捕获设备,被配置为:针对所述风力发电机组的电缆簇进行拍摄,以获得所述电缆簇的一组相对连续的图像,所述一组相对连续的图像包括红外图像;
图像处理器,被配置为:从所述一组相对连续的图像中的每个图像中提取颜色特征和形状特征以及纹理特征;将所述颜色特征和形状特征与预设的报警特征进行比较;如果所述颜色特征和形状特征中的至少一个与预设的报警特征比较的结果指示达到报警条件,则基于所述纹理特征判断所述电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度。
11.如权利要求10所述的扭缆检测系统,其特征在于,所述图像处理器基于所述纹理特征判断所述电缆簇的扭缆方向和/或扭缆程度的处理包括:
如果所述纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路为从上至下向左倾斜的排列方式的图像,则判断所述电缆簇向左发生扭缆,
如果所述纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路为从上至下向右倾斜的排列方式的图像,则判断所述电缆簇向右发生扭缆,
如果所述纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路为自上而下平行的排列方式的图像,则判断所述电缆簇未发生扭缆;和/或
如果所述纹理特征指示所述一组相对连续的图像中存在纹路密集的图像,则判断所述电缆簇发生扭缆的程度高。
12.如权利要求10所述的扭缆检测系统,其特征在于,所述图像处理器的比较处理包括:
将所述颜色特征与所述预设的报警特征中的温度报警值进行比较;
将所述形状特征与所述预设的报警特征中的扭缆形态特征进行比较。
13.如权利要求10所述的扭缆检测系统,其特征在于,
所述图像处理器提取颜色特征的处理包括:利用颜色矩获得所述电缆簇表面的温度分布,并且基于所述温度分布确定所述电缆簇表面的最高温度作为所述颜色特征;
所述图像处理器的比较处理包括:将所述最高温度与所述预设的报警特征中的温度报警值进行比较。
14.如权利要求10所述的扭缆检测系统,其特征在于,
所述图像处理器提取形状特征的处理包括:通过霍夫算法得到所述一组相对连续的图像中的每个图像的轮廓特征、边缘特征、线性特征、中心特征和对角线特征,组合成所述形状特征的特征模板;
所述图像处理器的比较处理包括:计算所述形状特征的特征模板与所述预设的报警特征中的扭缆形态特征之间的相关度,并且将计算的相关度与预定阈值进行比较。
15.如权利要求10所述的扭缆检测系统,其特征在于,所述图像处理器还被配置为:将所述一组相对连续的图像中的每个图像进行预处理;在预处理后的图像中选取一组具有高质量的相对连续的图像代替所述一组相对连续的图像。
16.如权利要求10所述的扭缆检测系统,其特征在于,还包括:
主控制器,被配置为:根据所述图像处理器判断的扭缆方向和扭缆程度向扭缆的反方向或者偏航反方向进行解缆,或
根据所述图像处理器判断的扭缆方向向扭缆的反方向或者偏航反方向进行解缆,或
根据所述图像处理器判断的扭缆程度向偏航反方向进行解缆。
17.如权利要求10所述的扭缆检测系统,其特征在于,所述图像捕获设备还被配置为能够沿预定的轨道移动。
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