DE102010055500A1

DE102010055500A1 - Device for measuring deformation of rotor blade of wind turbine, has electronic camera with matrix detector and arrangement for multiple reflectors

Info

Publication number: DE102010055500A1
Application number: DE102010055500A
Authority: DE
Inventors: Joachim Tiedeke; Michael Weigel
Original assignee: Baumer Innotec AG
Current assignee: Baumer Innotec AG
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28

Abstract

The device has an electronic camera (8) with a matrix detector and an arrangement for multiple reflectors. The camera and the reflectors are arranged in an interior of a rotor (2). A light source is arranged in the interior of the rotor in order to illuminate the reflectors. The reflectors are fixed in a rotor blade (4) at a distance from a hub (3) of the rotor. An independent claim is also included for a method for measuring deformation of a rotor blade of a wind turbine.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Windkraftanlagen. Im Speziellen betrifft die Erfindung die Messung von dynamischen Verformungen, wie etwa Durchbiegungen von Rotorblättern von Windkraftanlagen.The invention relates generally to wind turbines. In particular, the invention relates to the measurement of dynamic deformations, such as deflections of rotor blades of wind turbines.

Aus der DE 10 2006 002 708 A1 ist eine Anordnung bekannt, welche mit Hilfe einer Messeinrichtung die Durchbiegung des Rotorblatts bzw. die Rotorblattverformung einer Windkraftanlage aus dem Nabenbereich gemessen werden kann. Dazu ist ein Rotor einer Windenergieanlage vorgesehen, welcher eine Nabe, an der Nabe befestigte Rotorblätter und eine mindestens einem der Rotorblätter zugeordnete Messeinrichtung aufweist. Die Messeinrichtung weist eine Sendeeinheit auf, mittels welcher Strahlung in Längsrichtung des mindestens einen Rotorblattes aussendbar ist, Weiterhin ist mindestens ein am oder im mindestens einen Rotorblatt befestigtes, von der Sendeeinheit beabstandetes Reflexionsmittel und eine Empfangseinheit vorgesehen. Die Strahlung ist dabei, ausgehend von der Sendeeinheit, einem Strahlengang folgend, vom mindestens einen Reflexionsmittel zur Empfangseinheit reflektierbar. Bei einer Verformung des Rotorblattes wird der Strahlengang verändert. Hierbei ist mittels der Empfangseinheit die Veränderung des Strahlengangs detektierbar und ein Messwert daraus ableitbar. Durch eine Auswerteeinrichtung wird die Verformung des Rotorblattes aus dem Messwert bestimmt.From the DE 10 2006 002 708 A1 An arrangement is known which can be measured with the aid of a measuring device, the deflection of the rotor blade or the rotor blade deformation of a wind turbine from the hub region. For this purpose, a rotor of a wind energy plant is provided, which has a hub, rotor blades attached to the hub and a measuring device associated with at least one of the rotor blades. The measuring device has a transmitting unit, by means of which radiation can be emitted in the longitudinal direction of the at least one rotor blade. Furthermore, at least one reflection means and a receiving unit, which are fastened on or in the at least one rotor blade and are spaced from the transmitting unit, are provided. The radiation is, starting from the transmitting unit, following a beam path, from the at least one reflection means to the receiving unit reflected. At a deformation of the rotor blade, the beam path is changed. In this case, the change of the beam path can be detected by means of the receiving unit and a measured value can be derived therefrom. An evaluation device determines the deformation of the rotor blade from the measured value.

Ist die Durchbiegung allerdings derart, dass der Strahlengang Strukturelemente, wie Versteifungen, Rotorblatts kreuzt, ist eine Messung nicht mehr, oder nur mit Unterbrechungen möglich.However, if the deflection is such that the beam path crosses structural elements, such as stiffeners, rotor blades, a measurement is no longer possible, or only with interruptions.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache Anordnung zur Messung von Verformungen von Rotorblättern einer Windkraftanlage anzugeben, bei welcher die vorstehend genannten Probleme vermieden, zumindest aber vermindert werden. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.The invention is therefore based on the object to provide a simple arrangement for measuring deformations of rotor blades of a wind turbine, in which the above-mentioned problems are avoided, or at least reduced. This object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the respective dependent claims.

Demgemäß sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Messung von Verformungen eines Rotorblatts einer Windkraftanlage vor, welche

– eine elektronische Kamera mit einem Matrix-Detektor und
– eine Anordnung aus mehreren Reflektoren umfasst, wobei
– sowohl die Kamera, als auch die Reflektoren im Inneren des Rotors angeordnet sind, und wobei
– zumindest eine Lichtquelle im Inneren des Rotors angeordnet ist, um die Reflektoren zu beleuchten, und
– die Reflektoren im Rotorblatt in einem Abstand zur Nabe des Rotors befestigt sind, wobei
– die Reflektoren zumindest eine Gruppe bilden und die Gruppe in anderem Abstand als die Kamera zur Nabe des Rotors angeordnet ist, und wobei
– die Gruppe zumindest drei Reflektoren beinhaltet, wobei die zumindest drei Reflektoren der Gruppe eine von der Kamera erfassbare Strukturierung aufweist, so dass anhand des von der Kamera aufgenommenen Bildes der Reflektoren eine Zuordenbarkeit der Reflektoren zur Gruppe möglich ist, und wobei
– die Reflektoren der Gruppe in zumindest zwei nicht parallelen Richtungen quer zur Längsachse des Rotorblatts verteilt angeordnet sind, und wobei die Vorrichtung
– eine Auswerteeinrichtung beinhaltet, welche eingerichtet ist, die Bilder der Kamera auszuwerten, wobei die Auswerteeinrichtung weiterhin dazu eingerichtet ist, aus einem Kamerabild die Positionen der Reflektoren und deren Strukturierung zu erkennen und anhand der Strukturierung die Abbilder der Reflektoren der Gruppe der Reflektoren zuzuordnen und anhand der Position der Reflektoren eine Verformung des Rotorblatts gegenüber einer Referenzposition zu ermitteln.

Accordingly, the invention provides a device for measuring deformations of a rotor blade of a wind turbine, which

- An electronic camera with a matrix detector and
An arrangement comprising a plurality of reflectors, wherein
- Both the camera, and the reflectors are arranged inside the rotor, and wherein
- At least one light source is disposed inside the rotor to illuminate the reflectors, and
- The reflectors are mounted in the rotor blade at a distance from the hub of the rotor, wherein
- The reflectors form at least one group and the group is arranged at a different distance than the camera to the hub of the rotor, and wherein
- The group includes at least three reflectors, wherein the at least three reflectors of the group has a detectable by the camera structuring, so that on the basis of the camera recorded image of the reflectors a assignability of the reflectors to the group is possible, and wherein
- The reflectors of the group are arranged distributed in at least two non-parallel directions transverse to the longitudinal axis of the rotor blade, and wherein the device
- An evaluation device includes, which is configured to evaluate the images of the camera, wherein the evaluation device is further adapted to recognize from a camera image, the positions of the reflectors and their structuring and assign the images of the reflectors of the group of reflectors based on the structuring and based the position of the reflectors to determine a deformation of the rotor blade relative to a reference position.

Auch bei nur einer Gruppe ist die Strukturierung der Reflektoren von Vorteil. Beispielsweise kann in der Auswerteeinrichtung eine Tabelle hinterlegt sein, in der eine bestimmte Strukturierung der Reflektoren, beziehungsweise eine bestimmte Gruppe einer vorbestimmten Längsposition zugeordnet ist. Wird dann von der Auswerteeinrichtung die Zugehörigkeit der Reflektoren zu einer bestimmten Gruppe erkannt, so kann diese anhand der Tabelle bestimmen, wie weit die Reflektoren von der Kamera entfernt sind.Even with only one group, the structuring of the reflectors is an advantage. For example, a table can be stored in the evaluation device, in which a specific structuring of the reflectors, or a specific group of a predetermined longitudinal position is assigned. If the affiliation of the reflectors to a specific group is then recognized by the evaluation device, then this can be used to determine from the table how far the reflectors are from the camera.

Die Codierung der Zugehörigkeit der Reflektoren zu einer Gruppe anhand der Strukturierung der Reflektoren ist insbesondere von Vorteil, wenn mehrere Gruppen von Reflektoren an unterschiedlichen Längspositionen entlang des Rotorblatts angeordnet sind. In diesem Fall kann dann auch ohne a-priori-Information eine Zuordnung der Reflektoren zu verschiedenen Gruppen alleine aus dem Kamerabild erfolgen. Demgemäß ist in bevorzugter Weiterbildung vorgesehen, dass die Reflektoren in zumindest zwei Gruppen unterteilt sind, wobei die Gruppen in unterschiedlichen Abständen zur Nabe des Rotors und zur Kamera angeordnet sind. Jede der zumindest zwei Gruppen beinhaltet zumindest drei Reflektoren, wobei die zumindest drei Reflektoren einer Gruppe eine von der Kamera erfassbare Strukturierung aufweisen und die Strukturierungen der Reflektoren unterschiedlicher Gruppen sich unterscheiden, so dass anhand des von der Kamera aufgenommenen Bildes der Reflektoren eine Zuordenbarkeit der Reflektoren zu einer Gruppe möglich ist. Die Reflektoren einer Gruppe sind jeweils in zumindest zwei nicht parallelen Richtungen quer zur Längsachse des Rotorblatts verteilt angeordnet.The coding of the membership of the reflectors to form a group based on the structuring of the reflectors is particularly advantageous when a plurality of groups of reflectors are arranged at different longitudinal positions along the rotor blade. In this case, without a priori information, an assignment of the reflectors to different groups can then take place solely from the camera image. Accordingly, it is provided in a preferred development that the reflectors are divided into at least two groups, wherein the groups are arranged at different distances to the hub of the rotor and the camera. Each of the at least two groups includes at least three reflectors, wherein the at least three reflectors of a group have a structuring detectable by the camera and the structuring of the reflectors of different groups differ, so that An assignability of the reflectors to a group is possible on the basis of the image of the reflectors recorded by the camera. The reflectors of a group are each distributed in at least two non-parallel directions distributed transversely to the longitudinal axis of the rotor blade.

Weiterhin ist die Auswerteeinrichtung entsprechend dazu eingerichtet, anhand der Abbilder der Reflektoren im Kamerabild die Reflektoren den einzelnen Gruppen zuzuordnen und Verformungen des Rotorblatts vorzugsweise für jede Gruppe anhand von den Gruppen zugeordneten Referenzpositionen zu ermitteln.Furthermore, the evaluation device is set up correspondingly to assign the reflectors to the individual groups on the basis of the images of the reflectors in the camera image and to determine deformations of the rotor blade, preferably for each group, on the basis of reference positions assigned to the groups.

Die Erfindung betrifft auch ein mit dieser Vorrichtung durchführbares Verfahren zur Messung von Verformungen eines Rotorblatts einer Windkraftanlage mit einer Vorrichtung, welche

– eine elektronische Kamera mit einem Matrix-Detektor und
– eine Anordnung aus mehreren Reflektoren umfasst, wobei
– sowohl die Kamera, als auch die Reflektoren im Inneren des Rotors angeordnet sind, und wobei
– zumindest eine Lichtquelle im Inneren des Rotors angeordnet ist, um die Reflektoren zu beleuchten, und
– die Reflektoren im Rotorblatt in einem Abstand zur Nabe des Rotors befestigt sind, wobei
– die Reflektoren zumindest eine Gruppe bilden und die Gruppe und die Kamera in unterschiedlichen Abständen zur Nabe des Rotors angeordnet sind, und wobei
– die Gruppe zumindest drei Reflektoren beinhaltet, wobei die zumindest drei Reflektoren der Gruppe eine von der Kamera erfassbare Strukturierung aufweisen, so dass anhand des von der Kamera aufgenommenen Bildes der Reflektoren eine Zuordenbarkeit der Reflektoren zu der Gruppe möglich ist, und wobei
– die Reflektoren der Gruppe in zumindest zwei nicht parallelen Richtungen quer zur Längsachse des Rotorblatts verteilt angeordnet sind, und wobei
– mittels einer Auswerteeinrichtung die Bilder der Kamera ausgewertet werden, indem aus einem Kamerabild die Positionen der Reflektoren und deren Strukturierung erkannt und anhand der Strukturierung die Abbilder der Reflektoren der Gruppe der Reflektoren zugeordnet und anhand der Position der Reflektoren eine Verformung des Rotorblatts gegenüber einer Referenzposition ermittelt wird.

The invention also relates to a method that can be carried out with this device for measuring deformations of a rotor blade of a wind power plant with a device which

- An electronic camera with a matrix detector and
An arrangement comprising a plurality of reflectors, wherein
- Both the camera, and the reflectors are arranged inside the rotor, and wherein
- At least one light source is disposed inside the rotor to illuminate the reflectors, and
- The reflectors are mounted in the rotor blade at a distance from the hub of the rotor, wherein
- The reflectors form at least one group and the group and the camera are arranged at different distances from the hub of the rotor, and wherein
- The group includes at least three reflectors, wherein the at least three reflectors of the group have detectable by the camera structuring, so that on the basis of the camera recorded image of the reflectors a assignability of the reflectors to the group is possible, and wherein
- The reflectors of the group are arranged distributed in at least two non-parallel directions transverse to the longitudinal axis of the rotor blade, and wherein
- By means of an evaluation, the images of the camera are evaluated by recognizing the positions of the reflectors and their structuring of a camera image and associated with the structuring the images of the reflectors of the group of reflectors and determined based on the position of the reflectors deformation of the rotor blade relative to a reference position becomes.

Wie oben dargelegt, ist es besonders vorteilhaft, mehrere Gruppen von Reflektoren vorzusehen. Demgemäß ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest zwei Gruppen von Reflektoren eingesetzt werden, von denen jede Gruppe zumindest drei Reflektoren umfasst, wobei die Strukturierungen der Reflektoren unterschiedlicher Gruppen sich unterscheiden und die Gruppen von Reflektoren in unterschiedlichen Abständen zur Nabe und zur Kamera angeordnet sind, wobei die Auswerteeinrichtung die Abbilder der Reflektoren anhand ihrer Strukturierung den einzelnen Gruppen zuordnet.As stated above, it is particularly advantageous to provide multiple groups of reflectors. Accordingly, it is provided in a further development of the invention that at least two groups of reflectors are used, each group comprising at least three reflectors, the structuring of the reflectors of different groups differing and the groups of reflectors are arranged at different distances to the hub and the camera , wherein the evaluation device assigns the images of the reflectors based on their structuring the individual groups.

Die Kamera kann aufgrund des Messprinzips nicht per se zusammengehörige Reflektoren und deren Distanzen ermitteln. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass im Wesentlichen eine Winkelmessung erfolgt. Es wäre wünschenswert für einen einfach zu konfigurierenden Aufbau folgende Informationen und Eigenschaften nicht im System als a priori Wissen zu hinterlegen, beziehungsweise zu parametrieren, sondern direkt in der Messung zu erfassen:
Den Abstand der Reflektoren zur Kamera, sowie Welche Reflektoren hinsichtlich des Messorts zusammengehören.Due to the measuring principle, the camera can not detect per se associated reflectors and their distances. This is due to the fact that essentially an angle measurement takes place. It would be desirable for an easily configurable structure not to store or parameterize the following information and properties in the system as a priori knowledge, but to record it directly in the measurement:
The distance of the reflectors to the camera, as well as which reflectors belong together with regard to the measuring location.

Die Identifikation der zusammengehörenden Reflektoren erfolgt erfindungsgemäß über die gruppenweise Codierung der Reflektoren. Der Abstand kann vorgegeben sein, oder gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wie weiter unten erläutert anhand des Kamerabildes bestimmt werden.The identification of the mating reflectors is carried out according to the invention via the groupwise coding of the reflectors. The distance may be predetermined, or according to a further embodiment of the invention, as explained below based on the camera image are determined.

Der Einsatz mehrerer Reflektoren in mehreren, von der Kamera unterschiedlich weit beabstandeten Gruppen, die jeweils drei zweidimsional verteilte Reflektoren beinhalten, ermöglicht es, eine zuverlässige Positionsbestimmung auch dann durchzuführen, wenn der Strahlengang zwischen einzelnen Reflektoren und der Kamera durch die Deformation des Rotorblatts unterbrochen wird. Gleiches gilt auch, wenn einzelne Reflektoren durch näher an der Kamera angeordnete Reflektoren einer anderen Gruppe verdeckt werden.The use of a plurality of reflectors in a plurality of groups spaced differently from each other by the camera, each comprising three reflectors distributed twice, makes it possible to carry out a reliable position determination even if the beam path between individual reflectors and the camera is interrupted by the deformation of the rotor blade. The same applies if individual reflectors are covered by reflectors of another group arranged closer to the camera.

Die Erfindung basiert damit unter anderem darauf, durch Redundanz eine Kompensation von Verdeckung und andersartiger Unterbrechung des Strahlengangs zu erzielen. Dazu werden keine Reflektorpaare, sondern Reflektorgruppen in bekannter oder vorbestimmter Geometrie eingesetzt.The invention is thus based inter alia on achieving through redundancy compensation of occlusion and other interruption of the beam path. For this purpose, no reflector pairs, but reflector groups are used in known or predetermined geometry.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by means of embodiments and with reference to the accompanying drawings. In this case, the same reference numerals designate the same or corresponding elements. Show it:

1 schematisch Teile einer Windkraftanlage mit erfindungsgemäßer Vorrichtung, 1 schematically parts of a wind turbine with inventive device,

2 eine Kamera mit integrierter Beleuchtungseinrichtung, 2 a camera with integrated lighting device,

3 bis 5 mögliche Anordnungen von Reflektoren, gesehen in Blickrichtung der Kamera, 3 to 5 possible arrangements of reflectors, seen in the direction of the camera,

6 anhand von Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Prinzip der Messung von Verformungen, 6 by means of components of the device according to the invention, the principle of the measurement of deformations,

7 zwei Gruppen von Reflektoren, welche sich in ihrer äußeren Form unterscheiden, 7 two groups of reflectors, which differ in their external shape,

8 zwei Gruppen von Reflektoren, welche unterschiedliche Barcodes aufweisen, 8th two groups of reflectors having different barcodes,

9 einen Reflektor mit einer Reflektanz-Modulation in Gestalt eines zweidimensionalen Codes. 9 a reflector with a reflectance modulation in the form of a two-dimensional code.

1 zeigt eine Windkraftanlage 1, welche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung von Verformungen eines Rotorblatts ausgestattet ist. Die Windkraftanlage 1 umfasst einen Rotor 2, welcher bei dem in 1 gezeigten Beispiel in üblicher Bauart an einem auf einem Turm 5 drehbar angeordneten Gondel 6 befestigt ist. Der Rotor 2 umfasst eine Nabe 3, an welcher die Rotorblätter 4 befestigt sind. 1 shows a wind turbine 1 , which is equipped with a device according to the invention for measuring deformations of a rotor blade. The wind turbine 1 includes a rotor 2 , which at the in 1 Example shown in the usual design on one on a tower 5 rotatably arranged nacelle 6 is attached. The rotor 2 includes a hub 3 on which the rotor blades 4 are attached.

Der angreifende Wind verursacht an den Rotorblättern 4 dynamische Kräfte, die auch zur Verformung der Rotorblätter 4 führen. Als Verformungen sind insbesondere Durchbiegungen relevant. Diese können auch periodisch in Form von Schwingungen des Rotorblatts 4 quer zu dessen Längsrichtung auftreten. Weiterhin kann auch eine Torsion der Rotorblätter vorliegen. Unter ungünstigen Betriebsbedingungen können die Verformungen zu Beschädigungen der Windkraftanlage führen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll durch eine Erfassung der Verformung der Rotorblätter nun unter anderem das Auftreten derartiger Zustände erfassen. Sowohl eine Torsion, als auch eine Verbiegung des Rotorblatts kann anhand der Verschiebung der Bilder der Reflektoren im Kamerabild von der Auswerteeinrichtung bestimmt werden.The attacking wind causes at the rotor blades 4 dynamic forces, which also deform the rotor blades 4 to lead. Deformations are particularly relevant as deformations. These can also be periodic in the form of vibrations of the rotor blade 4 occur transverse to its longitudinal direction. Furthermore, there may also be a torsion of the rotor blades. Under unfavorable operating conditions, the deformations can lead to damage to the wind turbine. By detecting the deformation of the rotor blades, the device according to the invention is intended to detect inter alia the occurrence of such states. Both a torsion and a bending of the rotor blade can be determined by the evaluation of the displacement of the images of the reflectors in the camera image.

Die Vorrichtung zur Messung von Verformungen eines Rotorblatts 4 der Windkraftanlage 1 umfasst dazu eine elektronische Kamera 8 mit einem Matrix-Detektor und mehrere Reflektoren 10. Sowohl die Kamera 8, als auch die Reflektoren sind im Inneren des Rotorblatts 4 angeordnet. Dabei sind die Reflektoren im Rotorblatt in einem Abstand zur Nabe 3 des Rotors befestigt.The device for measuring deformations of a rotor blade 4 the wind turbine 1 includes an electronic camera 8th with a matrix detector and several reflectors 10 , Both the camera 8th , as well as the reflectors are inside the rotor blade 4 arranged. The reflectors in the rotor blade are at a distance from the hub 3 attached to the rotor.

Um ein auswertbares Lichtsignal von den Reflektoren 10 an der Kamera 8 zu erhalten, ist weiterhin eine Lichtquelle 9 vorgesehen. Diese beleuchtet die Reflektoren 10, so dass diese das Licht in Richtung auf die Kamera reflektieren können. Eine besonders effektive Reflexion wird durch die Ausbildung der Reflektoren als Retroreflektoren erzielt. Bei derartigen Reflektoren wird das Licht weitgehend unabhängig vom Einfallswinkel in die Richtung des einfallenden Lichts zurückreflektiert.To an evaluable light signal from the reflectors 10 at the camera 8th to receive is still a light source 9 intended. This illuminates the reflectors 10 so that they can reflect the light towards the camera. A particularly effective reflection is achieved by the design of the reflectors as retroreflectors. In such reflectors, the light is reflected largely independent of the angle of incidence in the direction of the incident light.

Beispiele für derartige Reflektoren sind Reflektorfolien, Katzenaugen, Tripelspiegel und Tripelprismen. Beim bevorzugten Einsatz von Retroreflektoren ist es dann sinnvoll, wie auch bei dem in 1 gezeigten Beispiel, die Lichtquelle 9 nahe der Kamera 8 anzuordnen, um bei der Retroreflexion möglichst viel Licht in die Kamera 8 zu lenken. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann dazu beispielsweise eine ringförmige Lichtquelle verwendet werden, die sich um das Objektiv der Kamera herum erstreckt. 2 zeigt dazu eine derartige Anordnung in Aufsicht auf das Objektiv 80 der Kamera 8. Die ringförmige Lichtquelle 9 ist hier aus entlang eines sich um das Objektiv 80 herum erstreckenden Ringes aus Lichtquellenelementen 90, beispielsweise Leuchtdioden oder Laserdioden aufgebaut.Examples of such reflectors are reflector films, cat's eyes, triple mirrors and triple prisms. In the preferred use of retroreflectors, it makes sense, as well as in the 1 shown example, the light source 9 near the camera 8th to arrange as much light into the camera during the retroreflection 8th to steer. For example, according to an embodiment of the invention, an annular light source may be used which extends around the lens of the camera. 2 shows to such an arrangement in supervision of the lens 80 the camera 8th , The annular light source 9 Here's a look around the lens 80 around extending ring of light source elements 90 , For example, light-emitting diodes or laser diodes constructed.

Wie weiterhin anhand von 1 zu erkennen ist, sind die Reflektoren 10 in zumindest zwei Gruppen 12, 13 aufgeteilt wobei die Gruppen 12, 13 in unterschiedlichen Abständen zur Nabe 3 des Rotors und zur Kamera 8 angeordnet. Jede der Gruppen 12, 13 umfasst dabei zumindest drei Reflektoren 10.As further based on 1 it can be seen, are the reflectors 10 in at least two groups 12 . 13 split up the groups 12 . 13 at different distances to the hub 3 of the rotor and to the camera 8th arranged. Each of the groups 12 . 13 includes at least three reflectors 10 ,

Allgemein wird bevorzugt, wie auch bei dem in 1 gezeigten Beispiel, die Kamera 8 näher an der Nabe 3 und die Reflektoren weiter als die Kamera 8 entfernt von der Nabe 3 anzuordnen. Im Speziellen ist bei dem in 1 gezeigten Beispiel die Kamera 8 in bevorzugter Anordnung im Rotorblatt 4 befestigt. Beispielsweise kann dazu eine im Rotorblatt angeordnete Plattform 40, beziehungsweise ein Steg des Rotorblatts 4 zur Halterung der Kamera 8 verwendet werden.It is generally preferred, as in the case of 1 example shown, the camera 8th closer to the hub 3 and the reflectors farther than the camera 8th away from the hub 3 to arrange. In particular, at the in 1 example shown the camera 8th in a preferred arrangement in the rotor blade 4 attached. For example, this can be arranged in a rotor blade platform 40 , or a web of the rotor blade 4 for mounting the camera 8th be used.

Alternativ ist aber auch, wie ebenfalls in 1 angedeutet, eine Montage der Kamera 8 in der Nabe 3 möglich.Alternatively, however, as well as in 1 indicated, a montage of the camera 8th in the hub 3 possible.

Von der Kamera 8 werden Bilder der Reflektoren aufgenommen, an eine Auswerteeinrichtung 15 geleitet und dort ausgewertet. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Auswerteeinrichtung 15 in der Gondel 6 angeordnet und rotiert demgemäß nicht mit dem Rotor 2 mit, sofern die Auswerteeinrichtung 15 nicht auf der Rotorwelle befestigt ist. Möglich ist ebenso eine Anordnung in der Nabe 3 oder dem Rotorblatt 4, bei welcher die Auswerteeinrichtung mit dem Rotor 2 mitrotiert. Auch können Komponenten der Auswerteeinrichtung 15 verteilt werden. So kann ein erster Teil der Auswertereinrichtung 15 im Rotor und ein weiterer Teil außerhalb des Rotors 2, beispielsweise in der Gondel 6 angeordnet sein.From the camera 8th images of the reflectors are taken to an evaluation device 15 conducted and evaluated there. At the in 1 The example shown is the evaluation device 15 in the gondola 6 arranged and therefore does not rotate with the rotor 2 with, provided the evaluation device 15 not attached to the rotor shaft. Also possible is an arrangement in the hub 3 or the rotor blade 4 in which the evaluation device with the rotor 2 co-rotates. Also, components of the evaluation 15 be distributed. Thus, a first part of the evaluation device 15 in the rotor and another part outside the rotor 2 for example in the gondola 6 be arranged.

Die Reflektoren 10 einer Gruppe 12, 13 sind jeweils in zumindest zwei nicht parallelen Richtungen quer zur Längsachse des Rotorblatts 4 verteilt angeordnet. Mit anderen Worten werden die Reflektoren so platziert, dass sie in Blickrichtung der Kamera 8 gesehen nicht auf einer Linie liegen. Diese Anordnung ist, wie weiter unten genauer erläutert, günstig, um die Lage eines Referenzpunkts auch dann bestimmen zu können, wenn einzelne Reflektoren im Kamerabild nicht sichtbar sind. The reflectors 10 a group 12 . 13 are each in at least two non-parallel directions transverse to the longitudinal axis of the rotor blade 4 arranged distributed. In other words, the reflectors are placed so that they face the camera 8th Seen not lying on a line. This arrangement is, as explained in more detail below, favorable to be able to determine the position of a reference point even if individual reflectors are not visible in the camera image.

Die 3 bis 5 zeigen mögliche Anordnungen von Reflektoren einer Gruppe 12 oder 13, gesehen in Blickrichtung der Kamera 8.The 3 to 5 show possible arrangements of reflectors of a group 12 or 13 , seen in the direction of the camera 8th ,

Bei dem in 3 gezeigten Beispiel umfasst die Gruppe von Reflektoren drei Reflektoren 10, welche auf einem gedachten Kreis (Referenzgeometrie 21) angeordnet sind, beziehungsweise die Ecken eines gedachten Dreiecks bilden. Insbesondere können die Reflektoren äquidistant auf dem Kreis angeordnet sein, beziehungsweise in diesem Fall die Ecken eines gedachten gleichseitigen Dreiecks bilden.At the in 3 As shown, the group of reflectors comprises three reflectors 10 , which on an imaginary circle (reference geometry 21 ) are arranged, or form the corners of an imaginary triangle. In particular, the reflectors can be arranged equidistantly on the circle, or in this case form the corners of an imaginary equilateral triangle.

4 zeigt eine ähnliche Anordnung der Reflektoren 10 auf einem gedachten Kreis, jedoch umfasst hier die Gruppe vier Reflektoren. Insbesondere können die Abstände benachbarter Reflektoren 10 wiederum gleich gewählt werden, so dass die Reflektoren 10 die Ecken eines gedachten Quadrats bilden. 4 shows a similar arrangement of the reflectors 10 on an imaginary circle, but here the group includes four reflectors. In particular, the distances of adjacent reflectors 10 turn be chosen equal, so the reflectors 10 forming the corners of an imaginary square.

Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass die Referenzgeometrie 21 und damit die Lage des Referenzpunkts 22 auch bei Verdeckung eines Reflektors eindeutig bleibt und damit auch als Startbedingung nicht die Sichtbarkeit aller Reflektoren gegeben ist.This construction has the advantage that the reference geometry 21 and thus the location of the reference point 22 remains unambiguous even when a reflector is obscured, and therefore the visibility of all reflectors is not given as a starting condition.

Bei der in 5 gezeigten Anordnung bilden vier Reflektoren 10 einer Gruppe die Ecken eines gedachten Rechtecks. Eine solche Konfiguration mit nicht äquidistant benachbarten Reflektoren 10 kann günstig sein, um einen seitlichen Versatz hintereinander angeordneter Reflektoren verschiedener Gruppen 12, 13 in Blickrichtung der Kamera zu erzielen und damit eine Verdeckung weiter entfernt angeordneter Reflektoren durch näher angeordnete Reflektoren zu vermeiden. Gleiches gilt auch, wenn die Sicht der Kamera durch Teile des Rotorblatts 4 eingeschränkt ist und durch eine entsprechende Anordnung der Reflektoren 10 der Bereich freier Sicht besser ausgenutzt werden kann.At the in 5 shown arrangement form four reflectors 10 a group the corners of an imaginary rectangle. Such a configuration with not equidistantly adjacent reflectors 10 may be beneficial to a lateral offset successively arranged reflectors of different groups 12 . 13 to achieve in the direction of the camera and thus to avoid occlusion of remotely located reflectors by closer arranged reflectors. The same applies if the view of the camera through parts of the rotor blade 4 is limited and by a corresponding arrangement of the reflectors 10 the area of open view can be better exploited.

Das Messprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird nachfolgend näher anhand von 6 erläutert.The measuring principle of the device according to the invention 1 is explained in more detail below by means of 6 explained.

Auf dem Matrixdetektor 81 der Kamera 8 wird durch das Objektiv 80 ein Abbild 100 des von der Lichtquelle 9 beleuchtete Reflektor 10 erzeugt. Durch eine Auslenkung 19 des Reflektors 10 gegenüber einer Referenzposition aufgrund einer Deformation des Rotorblatts ändert sich der Ort der Abbildung 100 auf dem Matrixdetektor 81 um eine Verschiebung 190 gegenüber dem Ort 170 der Abbildung der Referenzposition. Der Ort 100 der Abbildung auf dem Matrixdetektor ist proportional zu den Winkeln α zur Flächennormalen der Messebene unter dem sich die Reflektoren 10 relativ zum Matrixdetektor befindet.On the matrix detector 81 the camera 8th is through the lens 80 an image 100 of the light source 9 illuminated reflector 10 generated. By a deflection 19 of the reflector 10 relative to a reference position due to a deformation of the rotor blade, the location of the image changes 100 on the matrix detector 81 a shift 190 opposite the place 170 the figure of the reference position. The place 100 The image on the matrix detector is proportional to the angles α to the surface normal of the measurement plane under which the reflectors 10 located relative to the matrix detector.

Anhand der Verschiebung 190 kann nun von der Auswerteeinrichtung 15 bei bekanntem Abstand 20 des Reflektors 10 zum Matrixdetektor 81 oder allgemeiner zur Kamera 8 die Auslenkung 19 bestimmt werden.Based on the shift 190 can now from the evaluation 15 at a known distance 20 of the reflector 10 to the matrix detector 81 or more generally to the camera 8th the deflection 19 be determined.

Im Unterschied zu der vereinfachten Darstellung der 6 werden von der Auswerteeinrichtung nun aber jeweils mehrere Abbilder der Reflektoren im Kamerabild erkannt und daraus die Auslenkung 19 errechnet. Insbesondere ist in Weiterbildung der Erfindung allgemein vorgesehen, dass die entsprechend eingerichtete Auswerteeinrichtung anhand mehrerer ermittelter Positionen von Reflektoren 10 einer Gruppe die Lage zumindest eines der Gruppe zugeordneten Referenzpunktes zu bestimmen und anhand der Abweichung der aktuellen Lage des Referenzpunktes zur Lage des Referenzpunktes in der Referenzposition die Deformation des Rotorblatts am Ort der Gruppe von Reflektoren zu bestimmen. Beispiele solcher Referenzpunkte 22 sind in den 3 bis 5 eingezeichnet. Vorzugsweise wird, wie auch in den gezeigten Beispielen, als Referenzpunkt die Ablage, beziehungsweise der Mittelpunkt der Reflektoranordnung einer Gruppe verwendet. Um den Mittelpunkt zuverlässig bestimmen zu können, ist es dabei bei einer Gruppe aus drei Reflektoren 10, wie sie etwa in 3 gezeigt ist, von Vorteil, wenn zu Beginn der Messung oder wenn sich die Gruppe der Reflektoren an der Referenzposition befindet, alle drei Reflektoren im Blickfeld der Kamera 8 befinden. Generell ist es günstig, wenn die Reflektoren einer Gruppe so angeordnet sind, dass bei Stellung der Gruppe an der Referenzposition zumindest drei Reflektoren 10 sichtbar sind. Dies bedeutet weiter, dass bei den in den 4 und 5 gezeigten Konfigurationen gegebenenfalls auch einer der vier Reflektoren 10 an der Referenzposition verdeckt sein kann. Durch Kenntnis der Geometrie der Reflektoren und/oder der Referenzgeometrie, bzw. des Verhältnisses dieser Eigenschaften lässt sich die Gruppe identifizieren und auch auf die Distanz schließen. Sind weniger als drei Reflektoren 10 an der Referenzposition im Kamerabild sichtbar, besteht auch die Möglichkeit, die Reflektoren so zu strukturieren, dass auch anhand der noch sichtbaren Reflektoren die Lage eines Referenzpunktes bestimmbar ist. Um ein Beispiel zu nennen, könnten die Reflektoren 10 einer Gruppe eine Umrissform in Gestalt eines spitzen Dreiecks oder einer länglichen Geometrie aufweisen. Wird als Referenzpunkt der Schnittpunkt der Längsachsen oder der Richtungen, in welche die Dreiecke zeigen, gewählt, kann die Lage dieses Schnittpunkts auch aus den Positionen von nur zwei Reflektoren ermittelt werden.In contrast to the simplified representation of the 6 However, the evaluation device now recognizes several images of the reflectors in the camera image and from this the deflection 19 calculated. In particular, it is generally provided in a development of the invention that the appropriately established evaluation device is based on a plurality of determined positions of reflectors 10 a group to determine the position of at least one of the group associated reference point and to determine the deformation of the rotor blade at the location of the group of reflectors based on the deviation of the current position of the reference point to the position of the reference point in the reference position. Examples of such reference points 22 are in the 3 to 5 located. Preferably, as in the examples shown, the reference, or the center of the reflector arrangement of a group is used as a reference point. In order to be able to determine the center point reliably, it is a group of three reflectors 10 like they are in 3 is shown advantageous if at the beginning of the measurement or when the group of reflectors is at the reference position, all three reflectors in the field of view of the camera 8th are located. In general, it is favorable if the reflectors of a group are arranged such that when the group is positioned at the reference position at least three reflectors 10 are visible. This further means that in the in the 4 and 5 optionally also one of the four reflectors shown configurations 10 may be obscured at the reference position. By knowing the geometry of the reflectors and / or the reference geometry, or the ratio of these properties, the group can be identified and also close to the distance. Are less than three reflectors 10 visible at the reference position in the camera image, it is also possible to structure the reflectors so that the position of a reference point can be determined based on the still visible reflectors. To give an example, the reflectors could 10 a group have an outline shape in the form of a sharp triangle or an elongated geometry. If the point of intersection of the longitudinal axes or the directions in which the triangles point is selected as the reference point, the position of this point of intersection can also be determined from the positions of only two reflectors.

Durch die Messung der Verschiebung eines Referenzpunktes gegenüber dessen Referenzposition kann in einfacher Weise als Deformation insbesondere eine Verbiegung des Rotorblatts ermittelt werden. Werden mehrere, also zumindest zwei Referenzpunkte festgelegt, so kann in einfacher Weise auch eine Verdrehung der Anordnung der Referenzpunkte und damit eine Torsion des Rotorblattes durch die Auswerteeinrichtung erkannt werden. Eine Messung einer Torsion kann beispielsweise immer dann durchgeführt werden, wenn alternativ oder zusätzlich die Orte der Reflektoren 10 selbst als Referenzpunkte gewählt werden.By measuring the displacement of a reference point with respect to its reference position, bending of the rotor blade can be determined in a simple manner as a deformation, in particular. If a plurality, ie at least two reference points are defined, a rotation of the arrangement of the reference points and thus a torsion of the rotor blade can be detected by the evaluation device in a simple manner. A measurement of a torsion, for example, can always be performed if, alternatively or additionally, the locations of the reflectors 10 yourself as reference points.

Im weiteren Verlauf der Messung können dann der Referenzpunkt und der Drehwinkel durch Tracking, beziehungsweise Verfolgen der Position und Lage der Reflektoren 10 durch fortlaufendes Auswerten von Kamerabildern durch die Auswerteeinrichtung bestimmt werden. Demgemäß ist in Weiterbildung der Erfindung allgemein vorgesehen, dass die Lage eines einer Gruppe von Reflektoren zugeordneten Referenzpunktes (im Beispiel der 3 bis 5 also des Mittelpunktes 22) fortlaufend aus von der Kamera aufgenommenen Bildern ermittelt wird, wobei im Falle, dass einer oder mehrere der Reflektoren einer Gruppe verdeckt werden, die Lage des Referenzpunktes anhand der Lage der im Kamerabild abgebildeten Reflektoren einerseits und der Lage des Referenzpunktes aus vorangegangenen Messungen andererseits bestimmt wird.In the further course of the measurement, the reference point and the angle of rotation can then be determined by tracking or tracking the position and position of the reflectors 10 be determined by continuous evaluation of camera images by the evaluation. Accordingly, it is generally provided in the invention that the position of a group of reflectors associated reference point (in the example of 3 to 5 So the center 22 ) is determined continuously from images taken by the camera, wherein in the event that one or more of the reflectors of a group are covered, the position of the reference point on the basis of the position of the reflectors shown in the camera image on the one hand and the position of the reference point from previous measurements on the other hand is determined ,

Es ist für die Zwecke der Messung dann weiterhin auch günstig, wenn während dieses Trackings stets zumindest zwei Reflektoren 10 sichtbar bleiben, damit neben einer Auslenkung auch eine Torsion, beziehungsweise Verdrehung eindeutig erfassbar bleibt.It is then also favorable for the purposes of the measurement, if always at least two reflectors during this tracking 10 remain visible so that in addition to a deflection, a torsion, or twisting clearly remains detectable.

Solange zwei Reflektoren 10 sichtbar bleiben, kann also in Weiterbildung der Erfindung eine Torsion des Rotorblatts 4 anhand der Verschiebung der Bilder der Reflektoren im Kamerabild von der Auswerteeinrichtung bestimmt werden.As long as two reflectors 10 remain visible, so in a further development of the invention, a torsion of the rotor blade 4 be determined by the evaluation of the displacement of the images of the reflectors in the camera image.

Die Kamera kann aufgrund des Messprinzips nun aber nicht per se zu einer Gruppe 12 oder 13 zusammengehörige Reflektoren 10 und deren Distanzen ermitteln. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass, wie vorstehend anhand von 6 erläutert, im Wesentlichen eine Winkelmessung erfolgt.However, the camera can not be a group per se due to the measurement principle 12 or 13 associated reflectors 10 and determine their distances. This is due to the fact that, as described above with reference to 6 explained, essentially an angle measurement takes place.

Daher ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, dass die zumindest drei Reflektoren 10 einer Gruppe 12, 13 eine von der Kamera 8 erfassbare Strukturierung aufweisen und die Strukturierungen der Reflektoren 10 unterschiedlicher Gruppen 12, 13 sich unterscheiden, so dass anhand des von der Kamera 8 aufgenommenen Bildes der Reflektoren 10 eine Zuordenbarkeit der Reflektoren 10 zu einer Gruppe 12 oder 13 möglich ist.Therefore, the invention further provides that the at least three reflectors 10 a group 12 . 13 one from the camera 8th have detectable structuring and the structuring of the reflectors 10 different groups 12 . 13 differ so that by the of the camera 8th recorded image of the reflectors 10 a assignability of the reflectors 10 to a group 12 or 13 is possible.

Beispiele solcher Strukturierungen werden nachfolgend erläutert.Examples of such structuring will be explained below.

7 zeigt dazu ein erstes Beispiel, bei welchem sich die Reflektoren 10 verschiedener Gruppen in ihrer äußeren Form unterscheiden. Die Anordnung der Reflektoren der beiden dargestellten Gruppen 12, 13 entsprechen beispielhaft jeweils der in 3 gezeigten Konfiguration. Dabei weisen die Reflektoren 10 der Gruppe 12 einen quadratischen Umriss, die Reflektoren 10 der Gruppe 13 hingegen einen rechteckigen, länglichen Umriss auf. Die Reflektoren 10 werden hinsichtlich ihrer Größe und ihres Abstands zur Kamera 8 so positioniert, dass dieser unterschiedliche Umriss im Kamerabild noch zu erkennen ist und ausgewertet werden kann. Es ist dann ohne a-priori Wissen möglich, die insgesamt sechs Reflektoren 10 den beiden Gruppen zuzuordnen. Anders als in 6 gezeigt, erscheinen die beiden Gruppen 12, 13 an Reflektoren im Kamerabild selbstverständlich nicht nebeneinander, sondern überlagert. 7 shows a first example, in which the reflectors 10 different groups in their external form. The arrangement of the reflectors of the two groups shown 12 . 13 correspond by way of example in each of 3 shown configuration. This show the reflectors 10 the group 12 a square outline, the reflectors 10 the group 13 however, a rectangular, elongated outline on. The reflectors 10 become camera in size and spacing 8th positioned so that this different outline can still be recognized in the camera image and can be evaluated. It is then possible without a priori knowledge, the total of six reflectors 10 to assign to the two groups. Unlike in 6 shown, the two groups appear 12 . 13 on reflectors in the camera image, of course, not next to each other, but superimposed.

Damit sich die Reflektoren 10 dabei nicht gegenseitig verdecken, ist es weiterhin sinnvoll, wie in 7 gezeigt, die Anordnungen der Reflektoren 10 der beiden Gruppen 12, 13 gegeneinander zu verdrehen, so dass für den Fall, dass sich beide Gruppen von Reflektoren 10 an ihren Referenzpositionen befinden, die Reflektoren der einen Gruppe in den Zwischenräumen zwischen den Reflektoren der anderen Gruppe im Kamerabild sichtbar sind.So that the reflectors 10 do not obscure each other, it still makes sense, as in 7 shown the arrangements of the reflectors 10 the two groups 12 . 13 to twist against each other, so in the event that both groups of reflectors 10 are at their reference positions, the reflectors of one group are visible in the spaces between the reflectors of the other group in the camera image.

Selbstverständlich sind auch andere, diskriminierbare Umrissformen möglich. Beispielsweise können die Umrisse rund, oval, dreieckig, kreisringförmig, etc. sein.Of course, other, discriminable outline shapes are possible. For example, the outlines may be round, oval, triangular, annular, etc.

8 zeigt ein weiteres Beispiel. Hier sind die beiden Gruppen 12, 13 überlagert dargestellt, so wie sie in einem Kamerabild sichtbar würden. Die Reflektoren der Gruppe 13 sind hier mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet, um diese in der überlagerten Darstellung von den Reflektoren 10 der Gruppe 12 zu unterscheiden. Diese Ausführungsform der Erfindung basiert allgemein, ohne Beschränkung auf das dargestellte Beispiel darauf, dass die Reflektoren verschiedener Gruppen eine unterschiedliche Reflektanz-Modulation aufweisen, welche einen ein- oder zweidimensionalen Code repräsentiert, so dass die Reflektoren anhand des Codes den einzelnen Gruppen zuordenbar sind. Im Speziellen sind die Reflektoren 10, 11 mit einer Reflektanz-Modulation versehen, welche einen Barcode repräsentiert, wobei der Barcode der Reflektoren 10 sich vom Barcode der Reflektoren 11 unterscheidet. Demgemäß sind den verschiedenen Gruppen 12, 13 von Reflektoren unterschiedliche Barcodes zugeordnet. Um eine Reflektanz-Modulation zu erreichen, kann beispielsweise in einfacher Weise eine Reflektorfolie mit dem Barcode bedruckt werden. Ebenfalls möglich ist es, einen Reflektor aus kleineren, dem Code entsprechend beabstandeten Reflektoreinheiten zusammenzusetzen. 9 zeigt als Beispiel weiterhin einen Reflektor 10 mit einer Reflektanz-Modulation in Gestalt eines zweidimensionalen Codes, beispielsweise eines Datamatrix-Codes. 8th shows another example. Here are the two groups 12 . 13 superimposed, as they would be visible in a camera image. The reflectors of the group 13 are here by the reference number 11 referred to these in the superimposed representation of the reflectors 10 the group 12 to distinguish. This embodiment of the invention is generally based, without limitation on the illustrated example, on the fact that the reflectors of different groups have a different reflectance modulation, which represents a one- or two-dimensional code, so that the reflectors can be assigned to the individual groups by means of the code. In particular, the reflectors 10 . 11 provided with a reflectance modulation representing a bar code, wherein the bar code of the reflectors 10 itself from the barcode of the reflectors 11 different. Accordingly, the different groups 12 . 13 assigned reflectors different barcodes. In order to achieve a reflectance modulation, for example, a reflector foil can be printed with the barcode in a simple manner. It is also possible to assemble a reflector from smaller, the code correspondingly spaced reflector units. 9 shows by way of example a reflector 10 with a reflectance modulation in the form of a two-dimensional code, for example a data matrix code.

Wie anhand von 8 weiter ersichtlich, erscheinen die gedachten Kreise, entlang welcher die Reflektoren 10, beziehungsweise 11 der einzelnen Gruppen 12, 13 angeordnet sind, aufgrund der verschiedenen Entfernung zur Kamera 8 verschieden groß. Anhand der Größeninformation im Kamerabild ist es nun möglich, dass der gegenseitige Abstand zumindest zweier Reflektoren einer Gruppe aus dem Kamerabild ermittelt und aus dem bekannten tatsächlichen gegenseitigen Abstand der Reflektoren der Abstand der Gruppe von Reflektoren zur Kamera bestimmt wird. Diese Operation kann in einfacher Weise in der Auswerteeinrichtung 15 implementiert werden. Die einzige a-Priori-Information, die dabei zur Bestimmung des Abstands der jeweiligen Gruppe 12 oder 13 zur Kamera 8 benötigt wird, ist dabei der tatsächliche Abstand oder eine andere tatsächliche Größeninformation, welche die Anordnung der Reflektoren einer Gruppe charakterisiert.As based on 8th further apparent, appear the imaginary circles along which the reflectors 10 , respectively 11 of the individual groups 12 . 13 are arranged, due to the different distance to the camera 8th different sizes. Based on the size information in the camera image, it is now possible that the mutual distance of at least two reflectors of a group determined from the camera image and from the known actual mutual distance of the reflectors, the distance of the group of reflectors to the camera is determined. This operation can be done easily in the evaluation device 15 be implemented. The only a priori information used to determine the distance of each group 12 or 13 to the camera 8th is required, is the actual distance or other actual size information, which characterizes the arrangement of the reflectors of a group.

Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung ist es auch möglich, im Code ein Abstand der Gruppe von Reflektoren zu einer vorbestimmten Längsposition zu codieren. Die vorbestimmte Längsposition kann hier beispielsweise wieder die Längsposition der Kamera oder der Abstand der Gruppe von Reflektoren zur Nabe 3 oder zur Drehachse sein. Ebenfalls möglich ist es auch, in der Umrissform den Abstand zu codieren. Allgemein kann also in der die Gruppe kennzeichnenden Strukturierung der Reflektoren eine Abstandsinformation enthalten sein. Demgemäß ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass in der von der Kamera erfassbare Strukturierung der Reflektoren ein Abstand der Gruppe von Reflektoren zu einer vorbestimmten Längsposition codiert ist.According to an alternative or additional development of the invention, it is also possible to code in the code a distance of the group of reflectors to a predetermined longitudinal position. The predetermined longitudinal position can here, for example, again the longitudinal position of the camera or the distance of the group of reflectors to the hub 3 or be to the axis of rotation. It is also possible to code the distance in the outline form. In general, therefore, spacing information may be contained in the structuring of the reflectors characterizing the group. Accordingly, it is provided in a development of the invention that in the detectable by the camera structuring of the reflectors, a distance of the group of reflectors is coded to a predetermined longitudinal position.

Da erfindungsgemäß die Gruppen von Reflektoren an unterschiedlichen Längspositionen des Rotorblatts 4 angeordnet sind, kann nun durch die Auswerteeinrichtung die lokale Verformung des Rotorblatts 4 für jede Gruppe von Reflektoren an den jeweiligen Längspositionen des Rotorblatts, an denen die Gruppe von Reflektoren angeordnet ist, bestimmt und anhand der lokalen Verformungen ein Verformungsprofil des Rotorblatts erstellt werden.Since according to the invention the groups of reflectors at different longitudinal positions of the rotor blade 4 are arranged, can now by the evaluation device, the local deformation of the rotor blade 4 for each group of reflectors at the respective longitudinal positions of the rotor blade on which the group of reflectors is arranged, determined and based on the local deformations a deformation profile of the rotor blade are created.

Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern im Rahmen des Gegenstands der nachfolgenden Patentansprüche vielfältig variiert werden kann. Insbesondere können die einzelnen Merkmale der Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden. So können sich die Reflektoren einzelner Gruppen sowohl hinsichtlich ihrer Umrissform, als auch hinsichtlich eines aufgebrachten Codes unterscheiden. Auch wurden beispielhaft nur zwei Gruppen 12, 13 dargestellt. Selbstverständlich können aber mehr als zwei Gruppen von Reflektoren an verschiedenen Längspositionen des Rotorblatts 4 angeordnet werden.It will be apparent to those skilled in the art that the invention is not limited to the embodiments shown in the figures, but may be varied in many ways within the scope of the subject matter of the following claims. In particular, the individual features of the embodiments can also be combined with each other. Thus, the reflectors of individual groups can differ both in terms of their outline shape and in terms of an applied code. Also, only two groups were exemplified 12 . 13 shown. Of course, but more than two groups of reflectors at different longitudinal positions of the rotor blade 4 to be ordered.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WindkraftanlageWind turbine
22: Rotorrotor
33: Nabehub
44: Rotorblattrotor blade
55: Turmtower
66: Gondelgondola
88th: Kameracamera
99: Lichtquellelight source
10, 1110, 11: Reflektorreflector
12, 1312, 13: Gruppe von ReflektorenGroup of reflectors
1515: Auswerteeinrichtungevaluation
1717: Referenzpositionreference position
1919: Auslenkung von 10 Deflection of 10
2020: Abstand des Reflektors 10 zum Matrixdetektor 81 Distance of the reflector 10 to the matrix detector 81
2121: Referenzgeometriereference geometry
2222: Referenzpunktreference point
4040: Plattform, StegPlatform, jetty
8080: Objektiv von 8 Lens of 8th
8181: Matrixdetektormatrix detector
9090: LichtquellenelementLight source element
100100: Abbildung von 10 auf Matrixdetektor 81 Figure of 10 on matrix detector 81
170170: Ort der Abbildung von 17 auf 81 Place of the picture of 17 on 81
190190: Verschiebung von 100 auf 81 Shift from 100 on 81

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006002708 A1 [0002]

Claims

Device for measuring deformations of a rotor blade of a wind turbine, comprising - An electronic camera with a matrix detector and - An arrangement of several reflectors, wherein - Both the camera, and the reflectors are arranged inside the rotor, and wherein - At least one light source is disposed inside the rotor to illuminate the reflectors, and - The reflectors are mounted in the rotor blade at a distance from the hub of the rotor, wherein - The reflectors form at least one group and the group is arranged at a different distance than the camera to the hub of the rotor, and wherein - The group includes at least three reflectors, wherein the at least three reflectors of the group has a detectable by the camera structuring, so that on the basis of the camera recorded image of the reflectors a assignability of the reflectors to the group is possible, and wherein - The reflectors of the group are arranged distributed in at least two non-parallel directions transverse to the longitudinal axis of the rotor blade, and wherein the device - An evaluation device includes, which is configured to evaluate the images of the camera, wherein the evaluation device is further adapted to recognize from a camera image, the positions of the reflectors and their structuring and assign the images of the reflectors of the group of reflectors based on the structuring and based the position of the reflectors to determine a deformation of the rotor blade relative to a reference position.

Device according to the preceding claim, in which - The reflectors are divided into at least two groups and the groups are arranged at different distances to the hub of the rotor and the camera, and wherein - Each group includes at least three reflectors, wherein the at least three reflectors of a group have detectable by the camera structuring and the structuring of the reflectors of different groups differ, so that on the basis of the camera recorded image of the reflectors a assignability of the reflectors to a group is possible, and where - The reflectors of a group are arranged distributed in at least two non-parallel directions transverse to the longitudinal axis of the rotor blade, and wherein the evaluation device is adapted to assign the reflectors to the individual groups based on the images of the reflectors in the camera image and deformations of the rotor blade for each group based on determine the reference positions assigned to the groups.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device is adapted to determine based on several determined positions of reflectors of a group, the position of at least one of the group associated reference point and based on the deviation of the current position of the reference point to the position of the reference point in the Reference position to determine a deformation of the rotor blade at the location of the group of reflectors.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflectors of different groups differ in their external shape.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflectors of different groups have a different reflectance modulation, which represents a one- or two-dimensional code, so that the reflectors can be assigned to the individual groups by means of the code.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the detectable by the camera structure of the reflectors, a distance of the group of reflectors is coded to a predetermined longitudinal position.

A method for measuring deformations of a rotor blade of a wind turbine with a device, which - an electronic camera with a matrix detector and - an arrangement of a plurality of reflectors, wherein - both the camera, and the reflectors are arranged inside the rotor, and wherein - at least one light source is arranged inside the rotor to illuminate the reflectors, and - the reflectors are fixed in the rotor blade at a distance from the hub of the rotor, wherein - the reflectors form at least one group and the group and the camera in different Are arranged at intervals to the hub of the rotor, and wherein - the group includes at least three reflectors, wherein the at least three reflectors of the group have detectable by the camera structuring, so that based on the captured by the camera image of the reflectors a assignability of the reflectors to the Group is possible, and where - the Refle Group are arranged distributed in at least two non-parallel directions transverse to the longitudinal axis of the rotor blade, and wherein - By means of an evaluation, the images of the camera are evaluated by recognizing the positions of the reflectors and their structuring of a camera image and associated with the structuring the images of the reflectors of the group of reflectors and determined based on the position of the reflectors deformation of the rotor blade relative to a reference position becomes.

Method according to the preceding claim, wherein at least two groups of reflectors are used, each group comprising at least three reflectors, wherein the structurings of the reflectors of different groups differ and the groups of reflectors are arranged at different distances from the hub and the camera, wherein the evaluation device assigns the images of the reflectors based on their structuring the individual groups

Method according to the preceding claim, wherein the local deformation of the rotor blade for each group of reflectors is determined at the respective longitudinal positions of the rotor blade on which the group of reflectors is arranged, and a deformation profile of the rotor blade is established on the basis of the local deformations.

Method according to one of the three preceding claims, characterized in that a torsion and / or bending of the rotor blade on the basis of the displacement of the images of the reflectors in the camera image is determined by the evaluation device.

Method according to one of the four preceding claims, characterized in that the mutual distance of at least two reflectors of a group determined from the camera image and from the known actual mutual distance of the reflectors, the distance of the group of reflectors to the camera is determined.

Method according to one of the five preceding claims, characterized in that the position of a group of reflectors associated reference point is continuously determined from images taken by the camera, wherein in the event that one or more of the reflectors of a group are hidden, the position of the reference point determined on the basis of the position of the reflectors shown in the camera image on the one hand and the position of the reference point from previous measurements on the other hand.

Wind turbine with a device according to one of claims 1 to 6 or arranged for carrying out a method according to one of claims 7 to 12.