风力发电机组的净空距离确定方法及装置

摘要

公开了一种风力发电机组的净空距离确定方法及装置，所述方法包括：获取安装在机舱上的拍摄设备拍摄的风力发电机组的图像；获取风力发电机组的物理参数；基于图像的参数、物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，其中，辅助参数是指辅助工具的相关参数，辅助工具设置在风力发电组的塔底；基于塔筒标识点，确定风力发电机组的叶尖到风力发电机组的塔筒的净空距离。通过本公开，能够有效解决现有技术中无法准确确定净空距离的问题。

权利要求

1.一种风力发电机组的净空距离确定方法，其特征在于，包括：

获取安装在机舱上的拍摄设备拍摄的风力发电机组的图像；

获取所述风力发电机组的物理参数；

基于所述图像的参数、所述物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，其中，所述辅助参数是指辅助工具的相关参数，所述辅助工具设置在所述风力发电机组的塔底；

基于所述塔筒标识点，确定所述风力发电机组的叶尖到所述风力发电机组的塔筒的净空距离。

2.如权利要求1所述的净空距离确定方法，其特征在于，所述图像的参数包括所述图像中包括的辅助工具的像素高度、所述辅助工具的中心线朝向塔筒顶端的延长线在所述图像中所能看到的部分的延长线像素距离；

所述物理参数包括基于所述风力发电机 组的叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离；

所述辅助参数包括所述辅助工具的实际高度、所述延长线像素距离对应的实际距离。

3.如权利要求2所述的净空距离确定方法，其特征在于，所述基于所述图像的参数、所述物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，包括：基于所述叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离、所述辅助工具的实际高度、所述辅助工具的像素高度，以及所述延长线像素距离和所述延长线像素距离对应的实际距离，得到所述叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；

基于所述叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离确定所述塔筒标识点。

4.如权利要求3所述的净空距离确定方法，其特征在于，所述获取所述风力发电机组的物理参数，包括：基于所述风力发电机组的轮毂高度和叶轮直径，获取所述叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离。

5.如权利要求3所述的净空距离确定方法，其特征在于，所述延长线像素距离对应的实际距离是基于所述风力发电机组的塔筒高度、所述拍摄设备到塔筒中线的实际距离和所述拍摄设备的视角获取到的。

6.如权利要求3所述的净空距离确定方法，其特征在于，所述基于所述叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离确定所述塔筒标识点，包括：确定所述塔筒中线上垂直距离塔底预定像素距离的坐标点，其中，所述预定像素距离为所述叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；

将所述坐标点确定为所述塔筒标识点。

7.如权利要求1所述的净空距离确定方法，其特征在于，所述图像的参数包括所述图像中包括的所述辅助工具的四个端点的像素坐标、所述辅助工具上边缘或下边缘的像素长度；

所述物理参数包括所述拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离；

所述辅助参数包括拍摄设备距离与所述像素长度对应的边缘的实际长度。

8.如权利要求7所述的净空距离确定方法，其特征在于，所述基于所述图像的参数、所述物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，包括：基于所述辅助工具的四个端点的像素坐标、所述像素长度、所述实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到所述塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，其中，所述塔筒标识点所在的线为与所述辅助工具上下边缘平行的线，所述两端点为所述塔筒标识点所在的线分别与所述辅助工具的左边缘朝向塔筒顶端的延长线、所述辅助工具的右边缘朝向塔筒顶端的延长线的交点；

基于所述塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，得到所述两端点的中点，将所述中点确定为塔筒标识点。

9.如权利要求8所述的净空距离确定方法，其特征在于，所述基于所述辅助工具的四个端点的像素坐标、所述像素长度、所述实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到所述塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，包括：获取所述辅助工具的四个端点的像素坐标；

基于所述辅助工具下边缘对应的两端点的像素坐标，得到所述辅助工具下边缘的像素长度，或，基于所述辅助工具上边缘对应的两端点的像素坐标，得到所述辅助工具上边缘的像素长度；

基于所述辅助工具下边缘的像素长度或上边缘的像素长度、所述拍摄设备距离与所述像素长度对应的边缘的实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到所述塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离；

基于所述塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离和所述塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到所述塔筒标识点所在的线的两端点的坐标。

10.如权利要求8所述的净空距离确定方法，其特征在于，在基于所述塔筒标识点所在的线的像素距离和所述塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到所述塔筒标识点所在的线的两端点的坐标之前，还包括：基于所述辅助工具的左边缘的两端点的像素坐标，得到所述辅助工具的左边缘的两端点的关系；

基于所述辅助工具的右边缘的两端点的像素坐标，得到所述辅助工具的右边缘的两端点的关系；

根据所述辅助工具的左边缘的两端点的关系和右边缘的两端点的关系，得到所述塔筒标识点所在的线的两端点的关系。

11.如权利要求1至10中任一项所述的净空距离确定方法，其特征在于，所述基于所述塔筒标识点，得到所述叶尖到所述塔筒的净空距离，包括：获取叶片的叶尖与所述塔筒标识点的像素距离；

获取辅助工具上边缘或下边缘的像素长度、与所述像素长度对应的边缘的实际长度；

基于所述叶片的叶尖与所述塔筒标识点的像素距离、所述像素长度和所述实际长度，得到所述叶尖到所述塔筒的净空距离。

12.一种风力发电机组的净空距离确定装置，其特征在于，包括：图像获取单元，被配置为获取安装在机舱上的拍摄设备拍摄到的风力发电机组的图像；

物理参数获取单元，被配置为获取所述风力发电机组的物理参数；

塔筒标识点确定单元，被配置为基于所述图像的参数、所述物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，其中，所述辅助参数是指辅助工具的相关参数，所述辅助工具设置在所述风力发电机组的塔底；

净空距离确定单元，被配置为基于所述塔筒标识点，确定所述风力发电机组的叶尖到所述风力发电机组的塔筒的净空距离。

13.一种存储指令的计算机可读存储介质，其中，当所述指令被至少一个计算装置运行时，促使所述至少一个计算装置执行如权利要求1至11中的任一权利要求所述的风力发电机组的净空距离确定方法。

14.一种包括至少一个计算装置和至少一个存储指令的存储装置的系统，其中，所述指令在被所述至少一个计算装置运行时，促使所述至少一个计算装置执行如权利要求1至11中的任一权利要求所述的风力发电机组的净空距离确定方法。

说明书

风力发电机组的净空距离确定方法及装置

技术领域

[0001] 本公开总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及风力发电机组的净空距离确定方法及装置。

背景技术

[0002] 塔架净空视频监控基本原理是通过拍摄设备(如相机)将拍摄到的视频，经过图像计算将塔筒和叶片之间的像素距离转换成实际距离的过程，但是，这个转换过程需要的参数因为风力发电机组的机型，拍摄设备安装位置以及拍摄角度的不同而不同。目前，标配的风力发电机组上由于机舱上相机接口一致，因此，相同机型的风力发电机组适用一套参数，但在没有预置接口的风力发电机组上安装塔架净空视频监控系统时，由于安装工艺本身的误差和安装人员对于安装位置的确定方法不同都会造成很大误差。现有的安装校验方式是在塔架净空视频监控程序显示界面预先设置了两条基准线，安装相机时需要显示界面上风力发电机组的塔筒和基准线一致，其中，该基准线及后续算法参数是基于测试风力发电机组的相机安装位置时拍摄图像所确定的。

[0003] 但是，上述安装方式仍然存在不准确的问题，图1和图2分别为不同风力发电机组安装后出现的塔筒位置误差。通过图1和图2可以看出横向和纵向都存在误差，这种误差导致采用相同的计算参数在不同的风力发电机组上来确定净空距离时可能造成较大的计算误差，从而导致风力发电机组控制不准确。因此如何消除由于不同风力发电机组及相机安装位置带来的安装误差就尤为重要。

发明内容

[0004] 本公开的实施例提供一种风力发电机组的净空距离确定方法及装置，能够有效解决现有技术中无法准确确定净空距离的问题。

[0005] 在一个总的方面，提供一种风力发电机组的净空距离确定方法，包括：获取安装在机舱上的拍摄设备拍摄的风力发电机组的图像；获取风力发电机组的物理参数；基于图像的参数、物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，其中，辅助参数是指辅助工具的相关参数，辅助工具设置在风力发电组的塔底；基于塔筒标识点，确定风力发电机组的叶尖到风力发电机组的塔筒的净空距离。

[0006] 可选地，图像的参数包括图像中包括的辅助工具的像素高度、辅助工具的中心线朝向塔筒顶端的延长线在图像中所能看到的部分的延长线像素距离；物理参数包括基于风力发电组的叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离；辅助参数包括辅助工具的实际高度、延长线像素距离对应的实际距离。

[0007] 可选地，基于图像的参数、物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，包括：基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离、辅助工具的实际高度、辅助工具的像素高度，以及延长线像素距离和延长线像素距离对应的实际距离，得到叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离确定塔筒标识点。

[0008] 可选地，获取风力发电机组的物理参数，包括：基于风力发电机组的轮毂高度和叶轮直径，获取叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离。

[0009] 可选地，延长线像素距离对应的实际距离是基于风力发电机组的塔筒高度、拍摄设备到塔筒中线的实际距离和拍摄设备的视角获取到的。

[0010] 可选地，基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离确定塔筒标识点，包括：确定塔筒中线上垂直距离塔底预定像素距离的坐标点，其中，预定像素距离为叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；将坐标点确定为塔筒标识点。

[0011] 可选地，图像的参数包括图像中包括的辅助工具的四个端点的像素坐标、辅助工具上边缘或下边缘的像素长度；物理参数包括拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离；辅助参数包括拍摄设备距离与像素长度对应的边缘的实际长度。

[0012] 可选地，基于图像的参数、物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，包括：基于辅助工具的四个端点的像素坐标、像素长度、实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，其中，塔筒标识点所在的线为与辅助工具上下边缘平行的线，两端点为塔筒标识点所在的线分别与辅助工具的左边缘朝向塔筒顶端的延长线、辅助工具的右边缘朝向塔筒顶端的延长线的交点；基于塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，得到两端点的中点，将中点确定为塔筒标识点。

[0013] 可选地，基于辅助工具的四个端点的像素坐标、像素长度、实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，包括：获取辅助工具的四个端点的像素坐标；基于辅助工具下边缘对应的两端点的像素坐标，得到辅助工具下边缘的像素长度，或，基于辅助工具上边缘对应的两端点的像素坐标，得到辅助工具上边缘的像素长度；基于辅助工具下边缘的像素长度或上边缘的像素长度、拍摄设备距离与像素长度对应的边缘的实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离；基于塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离和塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标。

[0014] 可选地，在基于塔筒标识点所在的线的像素距离和塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标之前，还包括：基于辅助工具的左边缘的两端点的像素坐标，得到辅助工具的左边缘的两端点的关系；基于辅助工具的右边缘的两端点的像素坐标，得到辅助工具的右边缘的两端点的关系；根据辅助工具的左边缘的两端点的关系和右边缘的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的关系。

[0015] 可选地，基于塔筒标识点，得到叶尖到塔筒的净空距离，包括：获取叶片的叶尖与塔筒标识点的像素距离；获取辅助工具上边缘或下边缘的像素长度、与像素长度对应的边缘的实际长度；基于叶片的叶尖与塔筒标识点的像素距离、像素长度和实际长度，得到叶尖到塔筒的净空距离。

[0016] 在另一总的方面，提供了一种风力发电机组的净空距离确定装置，包括：图像获取单元，被配置为获取安装在机舱上的拍摄设备拍摄的风力发电机组的图像；物理参数获取单元，被配置为获取风力发电机组的物理参数；塔筒标识点确定单元，被配置为基于图像的参数、物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，其中，辅助参数是指辅助工具的相关参数，辅助工具设置在风力发电组的塔底；净空距离确定单元，被配置为基于塔筒标识点，确定风力发电机组的叶尖到风力发电机组的塔筒的净空距离。

[0017] 可选地，图像的参数包括辅助工具的像素高度、辅助工具的中心线朝向塔筒顶端的延长线在图像中所能看到的部分的延长线像素距离，物理参数包括基于风力发电组的叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离，辅助参数包括辅助工具的实际高度、延长线像素距离对应的实际距离。

[0018] 可选地，塔筒标识点确定单元，还被配置为基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离、辅助工具的实际高度、辅助工具的像素高度，以及延长线像素距离和延长线像素距离对应的实际距离，得到叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离确定塔筒标识点。

[0019] 可选地，物理参数获取单元，还被配置为基于风力发电机组的轮毂高度和叶轮直径，获取叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离。

[0020] 可选地，延长线像素距离对应的实际距离是基于风力发电机组的塔筒高度、拍摄设备到塔筒中线的实际距离和拍摄设备的视角获取的。

[0021] 可选地，塔筒标识点确定单元，还被配置为确定塔筒中线上垂直距离塔底预定像素距离的坐标点，其中，预定像素距离为叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；将坐标点确定为塔筒标识点。

[0022] 可选地，图像的参数包括辅助工具的四个端点的像素坐标、辅助工具上边缘或下边缘的像素长度，物理参数包括拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，辅助参数包括拍摄设备距离与像素长度对应的边缘的实际长度。

[0023] 可选地，塔筒标识点确定单元，还被配置为基于辅助工具的四个端点的像素坐标、像素长度、实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，其中，塔筒标识点所在的线为与辅助工具上下边缘平行的线，两端点为塔筒标识点所在的线分别与辅助工具的左边缘延长线、辅助工具的右边缘延长线的交点；基于塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，得到两端点的中点，将中点确定为塔筒标识点。

[0024] 可选地，塔筒标识点确定单元，还被配置为获取辅助工具的四个端点的像素坐标；基于辅助工具下边缘对应的两端点的像素坐标，得到辅助工具下边缘的像素长度，或，基于辅助工具上边缘对应的两端点的像素坐标，得到辅助工具上边缘的像素长度；基于辅助工具下边缘的像素长度或上边缘的像素长度、拍摄设备距离与像素长度对应的边缘的实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离；基于塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离和塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标。

[0025] 可选地，塔筒标识点确定单元，还被配置为在基于塔筒标识点所在的线的像素距离和塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标之前，基于辅助工具的左边缘的两端点的像素坐标，得到辅助工具的左边缘的两端点的关系；
基于辅助工具的右边缘的两端点的像素坐标，得到辅助工具的右边缘的两端点的关系；根据辅助工具的左边缘的两端点的关系和右边缘的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的关系。

[0026] 可选地，净空距离确定单元，还被配置为获取叶片的叶尖与塔筒标识点的像素距离；获取辅助工具上边缘或下边缘的像素长度、与像素长度对应的边缘的实际长度；基于叶片的叶尖与塔筒标识点的像素距离、像素长度和实际长度，得到叶尖到塔筒的净空距离。

[0027] 在另一总的方面，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，其中，当指令被至少一个计算装置运行时，促使至少一个计算装置执行如上述任一风力发电机组的净空距离确定方法。

[0028] 在另一总的方面，提供了一种包括至少一个计算装置和至少一个存储指令的存储装置的系统，其中，指令在被至少一个计算装置运行时，促使至少一个计算装置执行如上述任一风力发电机组的净空距离确定方法。

[0029] 根据本公开的实施例的风力发电机组的净空距离确定方法及装置，通过风力发电机组的本身物理参数结合辅助工具相关参数、拍摄设备得到的图像的参数确定塔筒标识点，由于不再依据历史经验人工定位一个固定的塔筒标识点，因此，消除了由于不同风力发电机组及拍摄设备安装位置带来误差时，使用固定的塔筒标识点无法准确确定叶尖到塔筒的净空距离的问题，从而可以得到准确的净空距离，进而可以基于净空距离精准的对风力发电机组进行控制。因此，通过本公开能够有效解决现有技术中无法准确确定净空距离的问题。

[0030] 将在接下来的描述中部分阐述本公开总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本公开总体构思的实施而得知。

附图说明

[0031] 通过下面结合示出实施例的附图进行的描述，本公开的实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

[0032] 图1示出相关技术中的拍摄设备纵向安装误差的示意图；

[0033] 图2示出相关技术中的拍摄设备横向安装误差的示意图；

[0034] 图3示出本公开的实施例的净空距离确定方法的应用场景示意图；

[0035] 图4示出本公开的实施例的风力发电机组的净空距离确定方法的流程图；

[0036] 图5示出本公开的实施例的第一种方式下辅助工具所在位置的示意图；

[0037] 图6示出本公开的实施例的各参数的示意图；

[0038] 图7示出本公开的实施例的相机与塔筒中线相对位置的示意图；

[0039] 图8示出本公开的实施例的第二种方式下辅助工具所在位置的示意图；

[0040] 图9示出本公开的实施例的相机成像原理的示意图；

[0041] 图10示出本公开的实施例的净空距离与辅助工具实际距离的示意图；

[0042] 图11示出本公开的风力发电机组的净空距离确定装置的框图。

具体实施方式

[0043] 提供下面的具体实施方式以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开之后，在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本申请的公开之后将是清楚的那样被改变。此外，为了更加清楚和简明，本领域已知的特征的描述可被省略。

[0044] 在此描述的特征可以以不同的形式来实现，而不应被解释为限于在此描述的示例。相反，已提供在此描述的示例，以仅示出实现在此描述的方法、设备和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式，所述许多可行方式在理解本申请的公开之后将是清楚的。

[0045] 如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的任何一个以及任何两个或更多个的任何组合。

[0046] 尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不应被这些术语所限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分进行区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

[0047] 在此使用的术语仅用于描述各种示例，并不将用于限制公开。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”说明存在叙述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

[0048] 除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与由本公开所属领域的普通技术人员在理解本公开之后通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语(诸如，在通用词典中定义的术语)应被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本公开中的含义一致的含义，并且不应被理想化或过于形式化地解释。

[0049] 此外，在示例的描述中，当认为公知的相关结构或功能的详细描述将引起对本公开的模糊解释时，将省略这样的详细描述。

[0050] 本公开提供了一种风力发电机组的净空距离确定方法及装置，可以解决由于不同风力发电机组及拍摄设备安装位置带来误差时，使用固定的塔筒标识点无法准确确定叶尖到塔筒的净空距离的问题，本公开的风力发电机组的净空距离确定方法可以应用在塔架净空视频监控系统(Tower Clearance System)上，塔架净空监控系统可实现对净空距离的实时测量，并以此为依据对风力发电机组进行控制，其中，净空距离，也可以称为塔架净空Tower Clearance，即叶尖距离塔筒的垂直距离。该塔架净空视频监控系统可以包括服务器、风力发电机组、辅助工具、拍摄设备等，其中，服务器与风力发电机组可以通过无线连接，也可以通过有线连接，此处不做限定。上述服务器可以是一个服务器，也可以是若干个服务器组成的服务器集群，还可以是云计算平台或虚拟化中心。上述拍摄设备可以是相机，也可以任何可以拍摄的设备。下面以服务器、相机为例进行说明。

[0051] 图3示出本公开的实施例的净空距离确定方法的应用场景示意图。如图3所示，服务器(图中未示出)获取安装在机舱上的拍摄设备(例如，相机)拍摄的风力发电机组的图像以及风力发电机组的物理参数，然后基于图像的参数、物理参数和辅助工具的相关参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，进而基于确定的塔筒标识点确定叶尖到塔筒的净空距离，上述辅助工具可以设置在风力发电组的塔底。因此，通过本公开能够确保净空距离确定装置(例如，塔架净空视频监测系统)计算出的净空距离准确有效，进而依据计算出的净空距离对风力发电机组进行控制。

[0052] 需要说明的是，本公开还可以用于对塔筒标识点的标定，即基于图像的参数、物理参数和辅助工具的相关参数获取到相对准确的塔筒标识点。

[0053] 下面结合附图对本公开进行详细描述。

[0054] 图4示出本公开的实施例的风力发电机组的净空距离确定方法的流程图。参照图4，所述风力发电机组的净空距离确定方法包括以下步骤：

[0055] 在步骤S401中，获取安装在机舱上的拍摄设备拍摄的风力发电机组的图像。在本步骤，机舱上安装好拍摄设备后，拍摄设备可以选取任一角度拍摄风力发电机组的图片，然后通过无线或者有线发送给服务器。

[0056] 在步骤S402中，获取风力发电机组的物理参数。该物理参数可以包括但不限于：基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离，拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离。上述物理参数可以预先存储在服务器中，也可以实时测量后发送给服务器。

[0057] 在步骤S403中，基于图像的参数、物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，其中，辅助参数是指辅助工具的相关参数，辅助工具设置在风力发电组的塔底。该塔筒标识点为所述风力发电机组的叶片竖直向下时所述叶片的叶尖到塔筒的投影点。上述图像参数可以包括但不限于：图像中包括的辅助工具的像素高度、辅助工具的中心线朝向塔筒顶端的延长线在图像中所能看到的部分的延长线像素距离，图像中包括的辅助工具的四个端点的像素坐标、辅助工具上边缘或下边缘的像素长度。上述辅助参数可以包括但不限于：辅助工具的实际高度、延长线像素距离对应的实际距离，拍摄设备距离与像素长度对应的边缘的实际长度。上述辅助工具可以是由一块板构成，也可以是由两根竖杆和一根横杆构成，还可以由一根竖杆和一个横杆构成。

[0058] 上述步骤S403中确定风力发电机组的塔筒标识点可以采用如下两种方式，每种方式均需要辅助工具，但所需要的参数是不同的，下面从两种方式分别说明塔筒标识点的确定过程。

[0059] 第一种方式，上述图像的参数可以包括图像中包括的辅助工具的像素高度、辅助工具的中心线朝向塔筒顶端的延长线在图像中所能看到的部分的延长线像素距离；上述物理参数可以包括基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离；上述辅助参数可以包括辅助工具的实际高度、延长线像素距离对应的实际距离。

[0060] 下面以辅助工具由一根竖杆和一个横杆构成为例说明基于上述参数确定塔筒标识点的过程，图5示出本公开的实施例的第一种方式下辅助工具所在位置的示意图，如图5所示，辅助工具的竖杆放置于机舱中下方且沿塔筒中线竖直固定，竖直实线表示竖杆，虚线延长线表示塔筒中线，黑色点即为所需确定的塔筒标识点，即叶片扫过塔筒时筒上距离叶片最近的点。

[0061] 根据本公开的实施例，可以通过如下方式基于图像的参数、物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点：基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离、辅助工具的实际高度、辅助工具的像素高度，以及延长线像素距离和延长线像素距离对应的实际距离，得到叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离确定塔筒标识点。

[0062] 具体地，图6示出本公开的实施例的各参数的示意图，如图6所示，上述拍摄设备以相机为例，已知叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离hb，辅助工具的实际高度即竖杆实际高度Ly，辅助工具的像素高度Ly′，辅助工具的中心线朝向塔筒顶端的延长线在图像中所能看到的部分的延长线像素距离ha′，延长线像素距离对应的实际距离ha。叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离hb′可以通过如下公式获取：

[0063]

[0064] 在得到叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离，基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离，就可以在塔筒中线上找出塔筒标识点，根据本公开的实施例，可以通过如下方式确定塔筒标识点：确定塔筒中线上垂直距离塔底预定像素距离的坐标点，其中，预定像素距离为叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；将坐标点确定为塔筒标识点。通过本公开实施例，可以快速地基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离确定塔筒标识点。

[0065] 需要说明的是，上述塔筒中线是基于机舱确定，塔筒中线即组成机舱的两部分的合并缝隙所对应的线中叶片一侧的线，具体如图7所示，图7中下侧的线即为塔筒中线。

[0066] 根据本公开的实施例，上述叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离可以基于风力发电机组的轮毂高度和叶轮直径获取。例如，可以基于叶轮直径得到叶轮半径，然后用风力发电机组的轮毂高度减去叶轮半径即可得到叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离。

[0067] 根据本公开的实施例，上述延长线像素距离对应的实际距离可以是基于风力发电机组的塔筒高度、拍摄设备到塔筒中线的实际距离和拍摄设备的视角获取到的。

[0068] 例如，如图6所示，已知相机到塔筒中线的距离m，塔高ht，相机视角为a°，则可以通过如下公式获取延长线像素距离对应的实际距离ha：

[0069]

[0070] 第二种方式，上述图像的参数可以包括图像中包括的辅助工具的四个端点的像素坐标、辅助工具上边缘或下边缘的像素长度；上述物理参数可以包括拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离；上述辅助参数可以包括拍摄设备距离与像素长度对应的边缘的实际长度，即，在像素长度取的是辅助工具上边缘时，辅助参数包括的是拍摄设备距离与上边缘的实际长度，在像素长度取的是辅助工具下边缘时，辅助参数包括的是拍摄设备距离与下边缘的实际长度。

[0071] 下面以辅助工具由一块板构成为例说明基于上述参数确定塔筒标识点的过程，图8示出本公开的实施例的第二种方式下辅助工具所在位置的示意图，如图8所示，辅助工具A′B′C′D′放置于机舱中下方且沿塔筒中线固定，图8中的A′B′表示辅助工具在相机中的下边缘，也可以表示下边缘的像素距离，C′D′表示辅助工具在相机中的上边缘，也可以表示上边缘的像素距离，G′H′的中点即为所需确定的塔筒标识点，即叶片扫过塔筒时筒上距离叶片最近的点。

[0072] 这一种方式，需要使用到相机的成像原理，为了更好的理解本方式下筒标识点的确定过程，下面对相机成像原理简要介绍，如图9所示，图9的(A)是辅助工具由一块板构成时的相机成像原理的示意图，其中OI为相机距离竖直向下的叶片的叶尖的实际高度，OE为相机距离辅助工具下边缘的实际高度，OF为相机距离辅助板上边缘的实际高度，C′D′为辅助工具上边缘在相机中的像素距离，A′B′为辅助工具下边缘在相机中的像素距离。需要说明的是，如上面所述，辅助工具还可以由两根竖杆和一根横杆构成或由一根竖杆和一个横杆构成，当辅助工具由一根竖杆和一个横杆构成时，其相机成像原理的示意图如图9的(B)所示。下面仅结合图9的(A)，以辅助工具由一块板构成为例说明筒标识点的确定过程。

[0073] 基于相似三角形原理可以可知：ΔAEO≈ΔOO′A′、ΔBEO≈ΔOO′B′、ΔCOF≈ΔOO′C′、ΔDFO≈ΔOO′F′，还可知如下比例关系：

[0074]

[0075] 通过上述关系，可以推理得到如下关系：

[0076]

[0077]

[0078] 由于AB＝CD，可得：

[0079]

[0080]

[0081] 同理，可得：

[0082]

[0083]

[0084] 在已知上述关系的情况下，根据本公开的实施例，可以通过如下方式基于图像的参数、物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点：基于辅助工具的四个端点的像素坐标、像素长度、实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，其中，塔筒标识点所在的线为与辅助工具上下边缘平行的线，两端点为塔筒标识点所在的线分别与辅助工具的左边缘朝向塔筒顶端的延长线、辅助工具的右边缘朝向塔筒顶端的延长线的交点；基于塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，得到两端点的中点，将中点确定为塔筒标识点。

[0085] 具体地，已知图8所示的辅助工具的四个端点在图像中的像素点坐标为A′(xa,ya)、B′(xb,yb)、C′(xc,yc)、D′(xd,yd)，A′B′，C′D′，OI，OE，OF，基于四个端点坐标、OI、OE和A′B′确定塔筒标识点所在的线的两端点G′H′的坐标，也可以基于四个端点坐标、OI、OF和C′D′确定塔筒标识点所在的线的两端点G′H′的坐标，然后，基于G′H′的坐标确定其中点位置，中点即为塔筒标识点。

[0086] 根据本公开的实施例，可以通过如下方式基于辅助工具的四个端点的像素坐标、像素长度、实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标：获取辅助工具的四个端点的像素坐标；基于辅助工具下边缘对应的两端点的像素坐标，得到辅助工具下边缘的像素长度，或，基于辅助工具上边缘对应的两端点的像素坐标，得到辅助工具上边缘的像素长度；基于辅助工具下边缘的像素长度或上边缘的像素长度、拍摄设备距离与像素长度对应的边缘的实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离；基于塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离和塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标。

[0087] 具体地，以基于四个端点坐标、OI、OE和A′B′确定塔筒标识点所在的线的两端点G′H′的坐标为例进行说明。已知图8所示的辅助工具的四个端点在图像中的像素点坐标为A′(xa,ya)、B′(xb,yb)、C′(xc,yc)、D′(xd,yd)，可通过如下公式得到A′B′：

[0088]

[0089] 基于公式(8)以及公式(10)可以得到G′H′的像素距离：

[0090]

[0091] 然后，基于A′B′C′D′四个端点的坐标得到G′H′的表达式(相当于塔筒标识点所在的线的两端点的关系)，再基于G′H′的表达式以及G′H′的像素距离确定G′和H′的坐标。

[0092] 根据本公开的实施例，在基于塔筒标识点所在的线的像素距离和塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标之前，基于辅助工具的左边缘的两端点的像素坐标，得到辅助工具的左边缘的两端点的关系；基于辅助工具的右边缘的两端点的像素坐标，得到辅助工具的右边缘的两端点的关系；根据辅助工具的左边缘的两端点的关系和右边缘的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的关系。

[0093] 具体地，基于A′B′C′D′四个端点的坐标得到G′H′的表达式，可以通过如下方式实现：

[0094] 基于A′C′的坐标A′(xa,ya)、C′(xc,yc)得到A′C′的表达式(相当于左边缘的两端点的关系)：

[0095]

[0096] 基于B′D′的坐标B′(xb,yb)、D′(xd,yd)得到B′D′的表达式(相当于右边缘的两端点的关系)：

[0097]

[0098] 由于A′B′斜率

[0099] 基于上述公式(12)‑(14)可以得到直线G′H′表达式为：

[0100] y＝kghx+bgh＝kabx+bgh   (15)

[0101] 在得到G′H′表达式(15)后，基于G′H′的表达式以及G′H′的像素距离确定G′和H′的坐标可以通过如下方式实现：

[0102] 此时，设G′点(xg,yg)在直线A′C′上，yg＝kacxg+bac则

[0103] bgh＝yg‑kghxg＝yg‑kabxg＝kacxg+bac‑kabxg＝(kac‑kab)xg+bac

[0104] (16)

[0105] 因此，G′H′表达式可以表示为：

[0106] y＝kabx+bgh＝kabx+yg‑kghxg＝kabx+kacxg+bac‑kabxg(17)

[0107] 然后，基于B′D′表达式(13)和G′H′表达式(17)，可以得到B′D′和G′H′的交点H′的坐标：

[0108]

[0109]

[0110] 基于G′和H′的坐标，以及上面求取的G′H′的像素距离c，得到如下方程：

[0111]

[0112] 其中，

[0113]

[0114]

[0115] 通过上述方程可以得到xg：

[0116]

[0117] 基于得到xg和上述公式，依次得到yg,xh,yh，获取G′和H′的坐标，通过二者的坐标，得到G′H′的中点，也即为所需确定的塔筒标识点。

[0118] 在步骤S404中，基于塔筒标识点，确定叶尖到塔筒的净空距离。在确定了塔筒标识点后，可以结合辅助工具确定风力发电机组的叶尖到风力发电机组的塔筒的净空距离。

[0119] 根据本公开的实施例，可以通过如下方式基于塔筒标识点，得到叶尖到塔筒的净空距离：获取叶片的叶尖与塔筒标识点的像素距离；获取辅助工具上边缘或下边缘的像素长度、与像素长度对应的边缘的实际长度；基于叶片的叶尖与塔筒标识点的像素距离、像素长度和实际长度，得到叶尖到塔筒的净空距离。通过本公开实施例，可以准确又便捷的得到净空距离。

[0120] 例如，如图5所示，双箭头所指示的即为净空距离，其在映射到平面上如图10所示，已知地面标识即辅助工具的长度为Lx，其对应的像素距离为Lx′，净空距离对应的像素距离为Lc′，则叶尖到塔筒的净空距离对应的真实距离Lc可以通过如下比例关系求取：

[0121]

[0122]

[0123] 图11是示出本公开的风力发电机组的净空距离确定装置的框图，如图11所示，该装置包括图像获取单元110，物理参数获取单元112，塔筒标识点确定单元114和净空距离确定单元116。

[0124] 图像获取单元110，被配置为获取安装在机舱上的拍摄设备拍摄的风力发电机组的图像；物理参数获取单元112，被配置为获取风力发电机组的物理参数；塔筒标识点确定单元114，被配置为基于图像的参数、物理参数和辅助参数，确定风力发电机组的塔筒标识点，其中，辅助参数是指辅助工具的相关参数，辅助工具设置在风力发电组的塔底；净空距离确定单元116，被配置为基于塔筒标识点，确定风力发电机组的叶尖到风力发电机组的塔筒的净空距离。

[0125] 根据本公开的实施例，图像的参数包括辅助工具的像素高度、辅助工具的中心线朝向塔筒顶端的延长线在图像中所能看到的部分的延长线像素距离，物理参数包括基于风力发电组的叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离，辅助参数包括辅助工具的实际高度、延长线像素距离对应的实际距离。

[0126] 根据本公开的实施例，塔筒标识点确定单元114，还被配置为基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离、辅助工具的实际高度、辅助工具的像素高度，以及延长线像素距离和延长线像素距离对应的实际距离，得到叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；基于叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离确定塔筒标识点。

[0127] 根据本公开的实施例，物理参数获取单元112，还被配置为基于风力发电机组的轮毂高度和叶轮直径，获取叶片竖直向下时叶尖距离地面的实际距离。

[0128] 根据本公开的实施例，延长线像素距离对应的实际距离是基于风力发电机组的塔筒高度、拍摄设备到塔筒中线的实际距离和拍摄设备的视角获取的。

[0129] 根据本公开的实施例，塔筒标识点确定单元114，还被配置为确定塔筒中线上垂直距离塔底预定像素距离的坐标点，其中，预定像素距离为叶片竖直向下时叶尖距离地面的像素距离；将坐标点确定为塔筒标识点。

[0130] 根据本公开的实施例，图像的参数包括辅助工具的四个端点的像素坐标、辅助工具上边缘或下边缘的像素长度，物理参数包括拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，辅助参数包括拍摄设备距离与像素长度对应的边缘的实际长度。

[0131] 根据本公开的实施例，塔筒标识点确定单元114，还被配置为基于辅助工具的四个端点的像素坐标、像素长度、实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，其中，塔筒标识点所在的线为与辅助工具上下边缘平行的线，两端点为塔筒标识点所在的线分别与辅助工具的左边缘延长线、辅助工具的右边缘延长线的交点；基于塔筒标识点所在的线的两端点的坐标，得到两端点的中点，将中点确定为塔筒标识点。

[0132] 根据本公开的实施例，塔筒标识点确定单元114，还被配置为获取辅助工具的四个端点的像素坐标；基于辅助工具下边缘对应的两端点的像素坐标，得到辅助工具下边缘的像素长度，或，基于辅助工具上边缘对应的两端点的像素坐标，得到辅助工具上边缘的像素长度；基于辅助工具下边缘的像素长度或上边缘的像素长度、拍摄设备距离与像素长度对应的边缘的实际长度以及拍摄设备安装点与竖直向下的叶片的叶尖的实际距离，得到塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离；基于塔筒标识点所在的线的两端点的像素距离和塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标。

[0133] 根据本公开的实施例，塔筒标识点确定单元114，还被配置为在基于塔筒标识点所在的线的像素距离和塔筒标识点所在的线的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的坐标之前，基于辅助工具的左边缘的两端点的像素坐标，得到辅助工具的左边缘的两端点的关系；基于辅助工具的右边缘的两端点的像素坐标，得到辅助工具的右边缘的两端点的关系；根据辅助工具的左边缘的两端点的关系和右边缘的两端点的关系，得到塔筒标识点所在的线的两端点的关系。

[0134] 根据本公开的实施例，净空距离确定单元116，还被配置为获取叶片的叶尖与塔筒标识点的像素距离；获取辅助工具上边缘或下边缘的像素长度、与像素长度对应的边缘的实际长度；基于叶片的叶尖与塔筒标识点的像素距离、像素长度和实际长度，得到叶尖到塔筒的净空距离。

[0135] 根据本公开的实施例，提供了一种存储指令的计算机可读存储介质，其中，当指令被至少一个计算装置运行时，促使至少一个计算装置执行如上述任一实施例的风力发电机组的净空距离确定方法。

[0136] 根据本公开的实施例，提供了一种包括至少一个计算装置和至少一个存储指令的存储装置的系统，其中，指令在被至少一个计算装置运行时，促使至少一个计算装置执行如上述任一实施例的风力发电机组的净空距离确定方法。

[0137] 虽然已表示和描述了本公开的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。