[发明专利]一种风机塔筒基础环的倾斜测量方法、系统和存储介质

权利要求书

1.一种风机塔筒基础环的倾斜测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建标记物特征提取模型，根据所述标记物特征提取模型，提取待测塔筒在晃动时段内每个时刻的标记物特征集；

分别根据每个标记物特征集拟合得到所述待测塔筒在每个时刻的最优塔筒倾斜平面；

根据所述标记物特征提取模型和每个时刻的最优塔筒倾斜平面，分别得到所述待测塔筒在每个时刻的倾斜指标集；

构建所述标记物特征提取模型，具体包括以下步骤：

获取所述待测塔筒在所述晃动时段的初始时刻的初始数据；其中，所述初始数据包括所述待测塔筒的底面半径以及所述待测塔筒在初始时刻的中轴线；

在初始时刻的中轴线上任选一点作为圆心，将所述圆心在初始时刻所在的水平截面为参考平面，并以所述参考平面的法线为z轴，自定义所述z轴的正方向，根据所述参考平面、所述圆心和所述z轴，构建所述待测塔筒的柱面坐标系；

在所述待测塔筒内壁上选取至少三个位点，并在每个位点上分别设置一个标尺，在所述圆心处设置图像采集装置，根据所述柱面坐标系、所述图像采集装置和所有标尺，构建得到所述标记物特征提取模型；

其中，每个标尺上均设有至少一个标记物；

每个时刻的所述标记物特征集均包括在对应的时刻下，每个标记物在直角坐标系下的三维坐标；

则得到所述待测塔筒在所述晃动时段内每个时刻的标记物特征集，具体包括以下步骤：

利用所述图像采集装置，分别获取在每个时刻下所述待测塔筒内包含有所有标尺的全景图像；

选取任一个时刻的全景图像，根据所述标记物特征提取模型和选取的全景图像，得到在选取的时刻下，每个标记物在所述柱面坐标系下的柱面坐标；其中，每个标记物的柱面坐标均包括在选取的时刻下，对应的标记物的方向角以及对应的标记物与所述参考平面之间的垂直距离；

以所述圆心为原点，根据所述原点、所述参考平面和所述z轴构建所述直角坐标系，分别将在选取的时刻下每个标记物的柱面坐标进行坐标转换，得到在选取的时刻下，每个标记物在所述直角坐标系下的三维坐标；

当选取的全景图像对应的时刻为t时刻，得到t时刻的第i个标记物在所述直角坐标系下的三维坐标的具体公式为：

；

其中，为t时刻的第i个标记物在所述直角坐标系下的三维坐标，为t时刻的第i个标记物在所述柱面坐标系下的方向角；为在所述柱面坐标系下，t时刻的第i个标记物与所述参考平面之间的垂直距离，R为所述待测塔筒的底面半径；

根据在选取的时刻下所有标记物的三维坐标，得到选取的时刻对应的所述标记物特征集；

遍历每个时刻的全景图像，得到所述待测塔筒在每个时刻的标记物特征集；

在分别根据每个标记物特征集拟合得到所述待测塔筒在每个时刻的最优塔筒倾斜平面之前，还包括以下步骤：

对于t时刻的标记物特征集，识别出t时刻的全景图像中所有标尺的数量，判断t时刻的所有标尺的数量是否等于3，若是，则将t时刻的所有标尺的所有标记物均确定为对应时刻下的目标标记物，并根据t时刻的所有目标标记物的三维坐标拟合得到对应的最优塔筒倾斜平面；若否，则根据t时刻的所有标尺的所有标记物的柱面坐标进行异常标记物剔除后，得到t时刻的多个目标标记物，并根据t时刻的所有目标标记物的三维坐标拟合得到对应的最优塔筒倾斜平面；

分别根据每个标记物特征集拟合得到所述待测塔筒在每个时刻的最优塔筒倾斜平面，具体包括以下步骤：

对于t时刻的标记物特征集，构建t时刻的平面优化目标函数；

t时刻的平面优化目标函数的表达式具体为：

其中，为t时刻的平面优化目标函数，s.t.表示约束条件，和分别为t时刻的第j个目标标记物在所述直角坐标系下三个维度的坐标值，为t时刻的标记物特征集，表示t时刻的空间平面，、和均为t时刻的空间平面中的常数系数，为t时刻的空间平面中的任一点；为t时刻的第j个目标标记物到空间平面的距离的平方，m_t为t时刻的目标标记物的总数；

将t时刻的所有目标标记物的三维坐标代入对应的平面优化目标函数中，求解得到对应的最优塔筒倾斜平面；

遍历每个时刻的标记物特征集，得到所述待测塔筒在每个时刻的最优塔筒倾斜平面。