[发明专利]一种激光净空雷达监测风机净空距离时的标定方法及辅助装置

说明书

本发明提供了一种用于风机净空距离监测及标定的辅助装置，包括显示屏、数据转换接口、数据存储及处理平台；所述显示屏一端与电源电性连接，另一端通过数据转换接口与测量风机净空距离的净空雷达电性连接；所述数据存储及处理平台，用于储存净空雷达传送的图像数据，以及在图像的特定像素上进行叠加标记处理。同时，还提供了一种激光净空雷达监测风机净空距离时的标定方法，该方法由于采用图像比对，使激光指向实际地面标记，而不是采用角度测量方式，无角度误差，相比于倾角传感器，标定精度高。

技术领域

本发明属于测量风机净空的技术领域，特别是涉及一种激光净空雷达监测风机净空距离时的标定方法及辅助装置。

背景技术

风机净空是指风力发电机组的叶片运转时叶片尖端与同高度的风机塔筒之间的距离。常见的测量风机净空采用的是激光净空监测雷达，具体地，激光净空监测雷达是通过使用激光束进行测距、进而实现净空监测的雷达，激光净空雷达一般安装于机舱下部或上部，其激光束朝向风机叶片适当倾斜，当叶片运行时会向塔筒方向弯折，弯折到一定程度时激光束落在叶片上，即可测得叶片到雷达距离，进而通过几何关系推算出净空距离，实现净空监测及保护的功能。

激光净空雷达在风机上安装时需要调整其姿态(指向、横滚、俯仰)，使得激光束指向特定位置，也就是需要进行指向标定。激光束倾斜程度不同，叶片触及激光束时所对应的净空值也不同，因此净空雷达安装时的姿态调整非常重要。

考虑到激光净空雷达姿态调整的目的在于使其发射的测距激光束指向特定位置，此特定的位置一般为叶尖高度处的某个位置，目前，可以通过一些测量方式在风机所处的地面上确定一个等效的位置，因此可以使激光束指向地面上的特定位置来等效实现；对于多光束激光净空雷达，其多个光束的相对夹角在出厂前已经确定，除需要确定其中一个光束指向地面特定位置外，还需要确定其整体指向或确定第二个光束的特定位置，以使得其他光束的位置也可指向各自的特定位置。

但是，由于激光净空雷达是一种基于激光测距的技术，其使用的激光束为红外光，肉眼不可见，激光雷达的姿态无法借助于其自身发射的激光束进行调整。

目前，现有的一般采用倾角传感器调整雷达姿态或采用人眼可见的指示激光标记雷达红外激光，使指示激光与地面标记重合的两种方式进行调整。第一种采用倾角传感器调整雷达姿态进行调整的方法，实现起来比较简单，但是，存在激光净空雷达应用于风机上时，由于塔筒高度近百米或超过一百米高，轻微的角度偏差将导致激光束指向在远处有较大的偏差，采用倾角传感器无法确知偏差有多少，且采用倾角传感器无法获知并调整雷达指向的技术问题。

第二种采用人眼可见的方式时，原理简单、直观，但是仍然存在的问题是：需要一套可以调整指示激光指向的结构，在室内调整使之与需要标记的红外激光重合，调整过程繁琐；若涉及指向标定，需要至少2根指示激光(两点一线)，成本高、复杂度增加；安装调整雷达、使指示激光与地面标记重合时需要地面人员配合报送调整方向，因为地面距离太远，调整雷达的人员看不清。

因在白天户外使用时，太阳光光照强度可能会很大，指示激光必须要有足够大的亮度(即激光束功率)才能保证地面上光斑有辨识度，一般需要100mW以上，此时激光源会有非常可观的功耗及发热量，激光源发热进一步导致其指向因热胀冷缩而变化，导致标定误差增大。

发明内容

技术问题：如何解决上述目前使用的方法仍然存在的要解决的技术问题，及如何使得激光净空雷达调整姿态时，可以使激光束更精确地指向地面某定点位置，同时可使得多光束激光净空雷达指向特定方向，一般为与风机朝向平行方向，而不在于如何通过可调机械结构来实现雷达的姿态调整，本发明提供的用于风机净空距离监测及标定的辅助装置。

技术方案为：包括显示屏、数据转换接口、数据存储及处理平台；所述显示屏一端与电源电性连接，另一端通过数据转换接口与测量风机净空距离的净空雷达电性连接；所述数据存储及处理平台，用于储存净空雷达传送的图像数据，以及在图像的特定像素上进行叠加标记处理。