CN115201784B - 一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、获取三线激光净空雷达的光束测距值；S2、基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类；S3、计算相邻光束触发点连线的斜率范围；S4、基于相邻光束触发点连线的斜率范围反演光束的叶尖测距值；S5、基于光束的叶尖测距值计算光束叶尖的净空值；S6、合并光束叶尖的净空值，计算得到最终的叶尖净空值。本发明提高了基于激光净空雷达输出的测距数据反演叶尖净空值的准确性，增强了激光净空雷达的环境适应性，为风机主控的净空预警保护机制提供了稳定有效的数据源。

Description

一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法及系统

技术领域

本发明涉及激光雷达物体识别及测量技术领域，具体来说，涉及一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法及系统。

背景技术

风力发电机组塔架净空为机组叶片的叶尖与叶尖高度处塔筒壁的最近距离。三线激光净空雷达为一种实时监测叶尖净空距离的三光束激光测距雷达，其直接获取的是风机叶片触发到三个光束时的叶片的测距值，间接获取的是根据三个光束的叶片测距值计算的叶尖净空距离，当计算的叶尖净空值接近规定的最小净空值时，风机主控可立即采取保护性措施，如减速、收桨等。随着风机技术的发展及能效要求的提高，风机叶片越来越柔，三线激光净空雷达获得的叶片的测距值很大可能并不是叶尖真实的测距值，一般都是叶尖向上一部分的测距值，在一定程度上增加了基于激光净空雷达测距值反演叶尖真实净空值的困难，准确有效的净空值反演方法在净空雷达的广泛应用中就显得尤为重要。

目前，基于三线激光净空雷达测距值反演叶尖净空值大多采用以下几种方案：

一种是基于三线激光净空雷达三个光束的安装角度和三个光束的叶片测距值，直接利用三角函数，计算叶尖净空值，此方案没有考虑叶片的弯曲程度，反演出的叶尖净空值与实际的叶尖净空值存在一定的误差；

另一种是基于风机叶片的安装参数和仿真软件Bladed，首先仿真叶片的弯曲程度，建立叶片的测距值与净空值的一元多次（二次、三次、四次等）函数模型，此方案虽然考虑了叶片的弯曲，但是仿真软件Bladed仿真出的叶片弯曲程度与实际风机运行过程中产生的叶片弯曲程度存在一定的偏差，此方案在叶片真实弯曲量与理论弯曲量相差比较大的时候，反演出的叶尖净空值精度还有待提高。

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法及系统，以解决激光净空雷达在使用过程中出现叶尖净空值计算不准确、环境适应性不够强的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法及系统，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法，该方法包括以下步骤：

S1、获取三线激光净空雷达的光束测距值；

S2、基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类；

S3、计算相邻光束触发点连线的斜率范围；

S4、基于相邻光束触发点连线的斜率范围反演光束的叶尖测距值；

S5、基于光束的叶尖测距值计算光束叶尖的净空值；

S6、合并光束叶尖的净空值，计算得到最终的叶尖净空值。

进一步的，所述获取三线激光净空雷达的光束测距值包括以下步骤：

分别获取三线激光净空雷达三个光束的测距值，得到三组与所述光束相对应的测距值。

进一步的，所述基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类包括以下步骤：

S21、设定叶片的测距范围为小于等于叶片的真实长度；

S22、基于阈值分类的思想保存叶片测距范围内的测距值。

进一步的，所述计算相邻光束触发点连线的斜率范围包括以下步骤：

S31、以塔筒底部基座中点为坐标原点，塔筒底部水平轴为X轴，塔筒中线为Y轴，建立直角坐标系，并标记三线激光净空雷达的安装位置坐标和叶片根部坐标；

S32、根据三个光束的叶片测距值，计算三线激光净空雷达沿三个光束方向触发点的坐标；

S33、基于光束触发点坐标，计算光束1、光束2触发点连线的斜率范围k₁₂和光束2、光束3触发点连线的斜率范围k₂₃。

进一步的，所述三线激光净空雷达沿三个光束方向触发点的坐标为（X_i，Y_i），其中，该坐标的计算公式如下：

式中，Dist_Ai表示光束触发点的测距值，i表示光束触发点，Lj表示沿三个光束的方向，j=1，2，3；

所述光束触发点连线的斜率范围的计算公式如下：

式中，k表示两点之间的斜率，（X_i，Y_i）表示点i的坐标，（X_j，Y_j）表示点j的坐标。

进一步的，所述基于相邻光束触发点连线的斜率范围反演光束的叶尖测距值包括以下步骤：

S41、基于触发光束1的点，设定其沿光束1的叶尖测距值为叶片的测距值；

S42、基于触发光束2和光束3、未触发光束1的测距值，利用光束1、光束2触发点连线的斜率范围k₁₂，推算出沿斜率范围k₁₂方向的叶尖坐标范围；

S43、基于触发光束3、未触发光束1、光束2的测距值，利用光束2、光束3触发点连线的斜率范围k₂₃，推算出沿斜率范围k₂₃方向的叶尖坐标范围；

S44、分别计算三线激光净空雷达安装位置与沿斜率范围k₁₂、沿斜率范围k₂₃方向的叶尖坐标范围点的距离的最小值，即为沿光束2、沿光束3的叶尖测距值。

进一步的，所述基于光束的叶尖测距值计算光束叶尖的净空值包括以下步骤：

基于已知的三线激光净空雷达三个光束的安装角度ɵ₁、ɵ₂、ɵ₃，利用三角函数反演出三个光束的叶尖净空值。

进一步的，所述净空值的计算公式如下：

式中，CL_i表示各个光束的净空值，i=1，2，3，Dist_Ajj表示叶尖触发点1、2、3实际对应的测距值，jj=1，2，3，ɵ_Li表示三个光束的安装角度，Li=1，2，3。

进一步的，所述最终的叶尖净空值为三个光束净空值的最小值。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演系统，该系统包括原始测距值获取模块、测距值初分类模块、光束触发点斜率更新模块、叶尖测距值反演模块及叶尖净空值计算模块。

其中，所述原始测距值获取模块用于获取三线激光净空雷达的光束测距值；

所述测距值初分类模块用于基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类；

所述光束触发点斜率更新模块用于计算并更新相邻光束触发点连线的斜率范围；

所述叶尖测距值反演模块用于基于相邻光束触发点连线的斜率范围反演光束的叶尖测距值；

所述叶尖净空值计算模块用于基于光束的叶尖测距值计算光束叶尖的净空值，还用于合并光束叶尖的净空值，计算得到最终的叶尖净空值。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1）本发明从激光净空雷达所测到的实际叶片测距数据出发，考虑到激光净空雷达测到的叶片的测距值并非叶尖处的测距值，而是叶尖向上一部分的测距值，推算已知叶片测距数据的叶尖位置，提高了基于三线激光净空雷达测距数据反演叶尖净空值的准确性，提升了激光净空雷达叶片测距数据的可靠性，为风机主控的净空预警保护机制提供了稳定有效的数据源。

2）本发明利用了已知叶片测距值数据中光束触发点连线的斜率范围，考虑了叶片在不同风况下弯曲程度的不同，其对应的叶尖位置不同，增强了激光净空雷达对不同环境的适应性，有利于风机主控根据激光净空雷达监测到的叶尖净空值进行风机预警保护机制的判断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法的原理示意图；

图3是根据本发明实施例的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法的三个光束的原始测距值分布图；

图4是根据本发明实施例的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法的叶尖净空值计算过程示例图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

如图1-图2所示，根据本发明的一个实施例，提供了一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法，该方法包括以下步骤：

S1、获取三线激光净空雷达的光束测距值；

其中，所述获取三线激光净空雷达的光束测距值包括以下步骤：

分别获取三线激光净空雷达三个光束的测距值，得到三组与所述光束相对应的测距值。

具体的，三线激光净空雷达获取的是频率为50Hz的三个光束的测距值，如图3所示，其中塔筒的高度为11700cm，叶片真实的长度为7080cm，菱形点表示光束1的测距值，三角形点表示光束2的测距值，圆点表示光束3的测距值，从图中可以看到大部分时刻的测距值是净空雷达沿着三个光束方向到塔筒底部的距离值，即三线激光净空雷达获得的地面的测距值，在11700cm附近，部分时刻的测距值是净空雷达沿着三个光束方向触发叶片的距离值，即三线激光净空雷达获得的叶片的测距值，小于等于叶片真实的长度7080cm。

S2、基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类；

其中，所述基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类包括以下步骤：

S21、设定叶片的测距范围为小于等于叶片的真实长度；

S22、基于阈值分类的思想，对于三线激光净空雷达各个光束输出的测距值在小于等于叶片真实长度范围内的测距值，保存输出为各个光束的叶片测距值；对于各个光束大于叶片真实长度的测距值，不予输出。

S3、计算相邻光束触发点连线的斜率范围；

具体的，计算同一时刻光束1、光束2触发点连线的斜率范围k₁₂和同一时刻光束2、光束3触发点连线的斜率范围k₂₃，处理过程包括：

S31、如图4所示，以塔筒底部基座中点为坐标原点O，塔筒底部水平轴为X轴，塔筒中线为Y轴，建立直角坐标系，标记三线激光净空雷达的安装位置A的坐标（X_A，Y_A）、叶片根部B（X_B，Y_B）的坐标、塔筒的半径为R，叶片实际的长度L，三线激光净空雷达安装位置A与竖直方向的夹角分别为ɵ₁、ɵ₂、ɵ₃，三个光束方向分别表示为L₁、L₂、L₃；

S32、根据三个光束的叶片测距值，计算三线激光净空雷达沿三个光束方向触发点的坐标，具体如下：

如图4所示，根据三线激光净空雷达输出的光束1的触发点1的测距值Dist_A1、光束2的触发点4、5的测距值Dist_A4、Dist_A5，光束3的触发点 6、7、8的测距值Dist_A6、Dist_A7、Dist_A8，以及三线激光净空雷达安装位置A与竖直方向的夹角分别为ɵ₁、ɵ₂、ɵ₃，得到所有光束触发点在所示坐标系中的坐标（X_i，Y_i），如图4中的点（1、4、5、6、7、8），具体公式如下；

式中，Dist_Ai表示光束触发点的测距值，i表示光束触发点，Lj表示沿三个光束的方向，j=1，2，3；

S33、基于光束触发点坐标，计算光束1、光束2触发点连线的斜率范围k₁₂和光束2、光束3触发点连线的斜率范围k₂₃，具体如下：

如图4所示，根据三线激光净空雷达同时刻输出的光束1的触发点1的坐标（X₁，Y₁）、光束2的触发点4的坐标（X₄，Y₄），根据两点斜率计算公式，计算所有光束1和光束2触发点连线的斜率，如图4中的点1和点4，保存光束1和光束2的触发点连线的斜率的最小值和最大值，作为光束1、光束2触发点连线的斜率范围k₁₂；根据三线激光净空雷达同时刻输出的光束2的触发点4的坐标（X₄，Y₄）、光束3的触发点6的坐标（X₆，Y₆），根据两点斜率计算公式，计算所有光束2和光束3触发点连线的斜率，如图4中的点4和点6，点5和点7，保存光束2和光束3的触发点连线的斜率的最小值和最大值，作为光束2、光束3触发点连线的斜率范围k₂₃，其两点斜率计算公式如下所示：

式中，k表示两点之间的斜率，（X_i，Y_i）表示点i的坐标，（X_j，Y_j）表示点j的坐标。

S4、基于相邻光束触发点连线的斜率范围反演光束的叶尖测距值；

具体的，基于光束触发点连线的斜率范围反演光束1、光束2、光束3的叶尖测距值，处理过程包括：

S41、触发光束1的点，其沿光束1的叶尖测距值近似等于叶片的测距值，如图4所示，光束1的叶片触发点就近似于叶尖触发点，实际对应的测距值 Dist_A11等于三线激光净空雷达输出的光束1的触发点1的测距值Dist_A1。

S42、基于触发光束2和光束3、未触发光束1的测距值，利用光束1、光束2触发点连线的斜率范围k₁₂，推算出沿着斜率k₁₂的方向的叶尖坐标范围，具体如下：

如图4所示，基于同时刻叶片触发光束2的点5和触发光束3的点7，可以确定其叶尖位置应该在光束1和光束2之间，利用光束1、光束2触发点连线的斜率范围k₁₂、必然经过点5（X₅，Y₅）、以及叶尖位置点2和点5之间的距离、点5和点7之间的距离、点7和叶片根部点B之间的距离之和等于叶片长度L等条件，根据直线方程可以计算出叶尖位置点2的坐标点集合（X₂，Y₂）。

S43、基于触发光束3、未触发光束1和光束2的测距值，利用光束2、光束3触发点连线的斜率范围k₂₃，推算出沿着斜率k₂₃的方向的叶尖坐标范围，具体如下：

如图4所示，基于同时刻触发光束3、未触发光束1和光束2的点8，可以确定其叶尖位置应该在光束2和光束3之间，利用光束2、光束3触发点连线的斜率范围k₂₃、必然经过点8、以及叶尖位置点3和点8之间的距离、点8和叶片根部点B之间的距离之和等于叶片长度L等条件，根据直线方程可以计算出叶尖位置点3的坐标点集合（X₃，Y₃）。

S44、分别计算三线激光净空雷达安装位置与沿着斜率k₁₂、沿着斜率k₂₃的方向的叶尖坐标范围点的距离的最小值，即为沿着光束2、沿着光束3的叶尖测距值，具体如下：

如图4所示，根据推算出的叶尖位置点2的坐标点集合（X₂，Y₂）和净空雷达安装位置点A的坐标（X_A，Y_A），根据两点之间距离公式，可以计算出沿着光束2的叶尖测距值的最小值Dist_A22；根据推算出的叶尖位置点3的坐标点集合（X₃，Y₃）和净空雷达安装位置点A的坐标（X_A，Y_A），根据两点之间距离公式，可以计算出沿着光束3的叶尖测距值的最小值Dist_A33，两点之间的距离公式如下所示：

；

式中，Dist表示两点之间的距离，（X_i，Y_i）表示点i的坐标，（X_j，Y_j）表示点j的坐标。

S5、基于光束的叶尖测距值计算光束叶尖的净空值；

具体的，根据反演出的三个光束的叶尖触发点1、2、3实际对应的测距值Dist_A11、Dist_A22、Dist_A33，三个光束的安装角度ɵ₁、ɵ₂、ɵ₃，塔筒半径R以及三线激光净空雷达的安装位置A的坐标（X_A，Y_A），利用三角函数计算出三个光束的叶尖触发点1、2、3到塔筒壁的距离，即净空值CL₁、CL₂、CL₃，其公式如下：

式中，CL_i表示各个光束的净空值，i=1，2，3，Dist_Ajj表示叶尖触发点1、2、3实际对应的测距值，jj=1，2，3，ɵ_Li表示三个光束的安装角度，Li=1，2，3。

S6、合并光束叶尖的净空值，计算得到最终的叶尖净空值。

具体的，同一时刻只输出三个光束的净空值CL₁、CL₂、CL₃的最小值，作为此时刻叶尖最终的净空值CL。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演系统，该系统包括原始测距值获取模块、测距值初分类模块、光束触发点斜率更新模块、叶尖测距值反演模块及叶尖净空值计算模块。

其中，所述原始测距值获取模块用于获取三线激光净空雷达的光束测距值；

所述测距值初分类模块用于基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类；

所述光束触发点斜率更新模块用于计算并更新相邻光束触发点连线的斜率范围；

所述叶尖测距值反演模块用于基于相邻光束触发点连线的斜率范围反演光束的叶尖测距值；

所述叶尖净空值计算模块用于基于光束的叶尖测距值计算光束叶尖的净空值，还用于合并光束叶尖的净空值，计算得到最终的叶尖净空值。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明从激光净空雷达所测到的实际叶片测距数据出发，考虑到激光净空雷达测到的叶片的测距值并非叶尖处的测距值，而是叶尖向上一部分的测距值，推算已知叶片测距数据的叶尖位置，提高了基于三线激光净空雷达测距数据反演叶尖净空值的准确性，提升了激光净空雷达叶片测距数据的可靠性，为风机主控的净空预警保护机制提供了稳定有效的数据源。

此外，本发明利用了已知叶片测距值数据中光束触发点连线的斜率范围，考虑了叶片在不同风况下弯曲程度的不同，其对应的叶尖位置不同，增强了激光净空雷达对不同环境的适应性，有利于风机主控根据激光净空雷达监测到的叶尖净空值进行风机预警保护机制的判断。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、获取三线激光净空雷达的光束测距值；

S2、基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类；

S3、计算相邻光束触发点连线的斜率范围；

S4、基于相邻光束触发点连线的斜率范围反演光束的叶尖测距值；

S5、基于光束的叶尖测距值计算光束叶尖的净空值；

S6、合并光束叶尖的净空值，计算得到最终的叶尖净空值；

其中，所述计算相邻光束触发点连线的斜率范围包括以下步骤：

S31、以塔筒底部基座中点为坐标原点，塔筒底部水平轴为X轴，塔筒中线为Y轴，建立直角坐标系，并标记三线激光净空雷达的安装位置坐标和叶片根部坐标；

S32、根据三个光束的叶片测距值，计算三线激光净空雷达沿三个光束方向触发点的坐标；

S33、基于光束触发点坐标，计算光束1、光束2触发点连线的斜率范围k₁₂和光束2、光束3触发点连线的斜率范围k₂₃；

所述基于相邻光束触发点连线的斜率范围反演光束的叶尖测距值包括以下步骤：

S41、基于触发光束1的点，设定其沿光束1的叶尖测距值为叶片的测距值；

S42、基于触发光束2和光束3、未触发光束1的测距值，利用光束1、光束2触发点连线的斜率范围k₁₂，推算出沿斜率范围k₁₂方向的叶尖坐标范围；

S43、基于触发光束3、未触发光束1、光束2的测距值，利用光束2、光束3触发点连线的斜率范围k₂₃，推算出沿斜率范围k₂₃方向的叶尖坐标范围；

S44、分别计算三线激光净空雷达安装位置与沿斜率范围k₁₂、沿斜率范围k₂₃方向的叶尖坐标范围点的距离的最小值，即为沿光束2、沿光束3的叶尖测距值。

2.根据权利要求1所述的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法，其特征在于，所述获取三线激光净空雷达的光束测距值包括以下步骤：

分别获取三线激光净空雷达三个光束的测距值，得到三组与所述光束相对应的测距值。

3.根据权利要求1所述的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法，其特征在于，所述基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类包括以下步骤：

S21、设定叶片的测距范围为小于等于叶片的真实长度；

S22、基于阈值分类的思想保存叶片测距范围内的测距值。

4.根据权利要求1所述的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法，其特征在于，所述三线激光净空雷达沿三个光束方向触发点的坐标为（X_i，Y_i），其中，该坐标的计算公式如下：

式中，Dist_Ai表示光束触发点的测距值，i表示光束触发点，Lj表示沿三个光束的方向，j=1，2，3；

所述光束触发点连线的斜率范围的计算公式如下：

式中，k表示两点之间的斜率，（X_i，Y_i）表示点i的坐标，（X_j，Y_j）表示点j的坐标。

5.根据权利要求2所述的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法，其特征在于，所述基于光束的叶尖测距值计算光束叶尖的净空值包括以下步骤：

基于已知的三线激光净空雷达三个光束的安装角度ɵ₁、ɵ₂、ɵ₃，利用三角函数反演出三个光束的叶尖净空值。

6.根据权利要求5所述的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法，其特征在于，所述净空值的计算公式如下：

式中，CL_i表示各个光束的净空值，i=1，2，3，Dist_Ajj表示叶尖触发点1、2、3实际对应的测距值，jj=1，2，3，ɵ_Li表示三个光束的安装角度，Li=1，2，3。

7.根据权利要求1所述的一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法，其特征在于，所述最终的叶尖净空值为三个光束净空值的最小值。

8.一种基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演系统，用于实现权利要求1-7中任一项所述的基于三线激光净空雷达的叶尖净空值反演方法的步骤，其特征在于，该系统包括原始测距值获取模块、测距值初分类模块、光束触发点斜率更新模块、叶尖测距值反演模块及叶尖净空值计算模块；

其中，所述原始测距值获取模块用于获取三线激光净空雷达的光束测距值；

所述测距值初分类模块用于基于叶片的测距范围对获取的光束测距值进行初分类；

所述光束触发点斜率更新模块用于计算并更新相邻光束触发点连线的斜率范围；

所述叶尖测距值反演模块用于基于相邻光束触发点连线的斜率范围反演光束的叶尖测距值；

所述叶尖净空值计算模块用于基于光束的叶尖测距值计算光束叶尖的净空值，还用于合并光束叶尖的净空值，计算得到最终的叶尖净空值。

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