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无人机技术在风力发电机巡检中的应用
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2019 年电力企业设备管理智能化技术交流会 -1210- 无人机技术在风力发电机巡检中的应用 中广核新能源投资(深圳)有限公司,董礼、张炤、高瑞林、苏宝定 上海扩博智能技术有限公司,刘迅 摘 要:通过对无人机挂载的设计,通过装有挂载的无人机进行风力发电机的叶片巡检,在巡检中自动实现风力发 电模型的自动建立,实现通过机载电脑控制无人机进行风机叶片的自动追踪探测,进行风机叶片的连续采集,对采集风 机叶片图像进行拼接并在拼接前或拼接后进行缺陷检测识别和标注。 关键词:风电巡检;无人机;固态雷达;自动飞行;目标跟踪 许多世纪以来,风力机同水力机械一样,作为 动力源替代人力、畜力,对生产力的发展发挥过重 要作用。在二十一世纪,风能作为可再生的、无污 染的自然能源又重新引起了人们重视。风力发电机 是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最 终输出交流电的电力设备。风力发电机一般由叶片、 发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置 等构件组成。在风力发电机的长期运行过程中,叶 片的表面会呈现出各种损伤,例如叶片保护膜损伤、 叶片掉漆、叶片结冰、叶片裂纹以及叶片油污等。 目前,对叶片表面进行损伤检测时,通常采用人工 爬上风力发电机进行检测,不仅会花费大量的人力, 而且在人工爬上风力发电的进行检测的时候需要高 空作业,作业人员的安全具有一定的风险。本文提 出一种基于无人机目标跟踪进而自动巡检风力发电 机叶片的巡检技术。该技术有硬件系统和软件算法 系统有机结合组成。 其中硬件系统包括无人机 [1], [2], [3]、自研挂载系统 [4], [5], [6]等,软件算法系统包括 风机模型重建 [7], [8], [9]、叶片跟踪巡检 [11], [12]、多 图像叶片拼接 [13]和缺陷检测识别标注 [14]等。该技术 可以很好的代替人工进行检测。 1 我们将硬件系统定义为巡检特种机器人,包括 无人机和自研挂载系统, 是叶片自动巡检技术的载体。 1.1 无人机 无人机在目前属于较高技术水平的一种现代化 机械设备,在很多领域内有着十分广泛的应用,并 且发挥着越来越不可替代的作用。无人机在操作上 极为方便,易于转场。起飞降落受场地限制较小, 具有稳定性、安全性好等优点。本文基于无人机的 以上优点,以无人机为载体,研发出一套软硬结合 的风力发电机巡检技术。 当前,我们采用的是无人机机体是 DJI M600 Pro。基于该载体无人机,自研适配本文所介绍技术 的挂在系统。 1.2 自研挂载系统 我们自研了能够支持风力发电机巡检的无人机挂 载系统,如图 1 所示,挂载包括云台 1、摄像机 2 以及 固态雷达 3; 云台 1 的前端设置有一安装台 107; 云台 1 驱动安装台 107 能够沿前后方向转动; 安装台 107 的一 侧面上设置有摄像机 2,另一侧面设置有固态雷达 3; 摄像机 2 的镜头朝向和固态雷达 3 的探测口朝向相同。 摄像机 2 的镜头朝向和固态雷达 3 的探测口朝 向为背离安装台 107 的方向,当使用挂载装置时,

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