CN110159495B - 风机塔筒预警方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及风机发电技术领域，提供一种风机塔筒预警方法、装置及系统，所述方法包括：获取摄像头按照预设时间间隔采集的风机塔筒的第一图像和第二图像，其中，风机塔筒的外表面设置有参照物，第一图像和第二图像均包含参照物；依据第一图像和第二图像，得到风机塔筒的塔筒位移；当塔筒位移大于预设位移时，对风机塔筒进行安全预警。与现有技术相比，本发明实施例可以改善现有技术中对风机塔筒的安全预警工作难以开展的情况。

Description

风机塔筒预警方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及风机发电技术领域，具体而言，涉及一种风机塔筒预警方法、装置及系统。

背景技术

随着风电机组功率愈来愈大，叶片愈来愈长，塔筒也愈来愈高，风机塔筒的安全预警工作不容松懈。

现有技术中，风电机组的选址一般是在偏远地区的，有些时候甚至在一些环境恶劣、地质状况不佳的区域，导致对风机塔筒的安全预警工作难以开展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风机塔筒预警方法、装置及系统，以改善上述现有技术中对风机塔筒的安全预警问题难以开展的情况。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种风机塔筒预警方法，应用于风机塔筒预警系统的处理器，所述风机塔筒预警系统还包括与所述处理器进行通信的摄像头，所述方法包括：获取所述摄像头按照预设时间间隔采集的风机塔筒的第一图像和第二图像，其中，所述风机塔筒的外表面设置有参照物，所述第一图像和所述第二图像均包含所述参照物；依据所述第一图像和所述第二图像，得到所述风机塔筒的塔筒位移；当所述塔筒位移大于预设位移时，对所述风机塔筒进行安全预警。

第二方面，本发明实施例提供了一种风机塔筒预警装置，应用于风机塔筒预警系统的处理器，所述风机塔筒预警系统还包括与所述处理器进行通信的摄像头，所述装置包括：获取模块，用于获取所述摄像头按照预设时间间隔采集的风机塔筒的第一图像和第二图像，其中，所述风机塔筒的外表面设置有参照物，所述第一图像和所述第二图像均包含所述参照物；处理模块，用于依据所述第一图像和所述第二图像，得到所述风机塔筒的塔筒位移；当所述塔筒位移大于预设位移时，对所述风机塔筒进行安全预警。

第三方面，本发明实施例提供了一种风机塔筒预警系统，所述风机塔筒预警系统包括处理器、以及与所述处理器通信的摄像头；所述摄像头用于按照预设时间间隔采集的风机塔筒的第一图像和第二图像并发送至所述处理器，其中，所述风机塔筒的外表面设置有参照物，所述第一图像和所述第二图像均包含所述参照物；所述处理器用于依据所述第一图像和所述第二图像，得到所述风机塔筒的塔筒位移；所述处理器还用于当所述塔筒位移大于预设位移时，对所述风机塔筒进行安全预警。

相对现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种风机塔筒预警方法、装置及系统，通过摄像头采集的包含参照物的第一图像和第二图像，得到风机塔筒的塔筒位移，并将塔筒位移与预设位移进行比较，在塔筒位移大于预设位移时，对风机塔筒进行安全预警。通过对摄像头采集的第一图像和第二图像进行分析处理，以对自动对风机塔筒进行安全预警，以解决现有技术中由于风电机组的安装位置不佳，导致对风机塔筒的安全预警工作难以开展的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术用户员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的风机塔筒的连接示意图。

图2示出了本发明实施例提供的风机塔筒预警系统的部分结构示意图。

图3示出了本发明实施例提供的应变片组的安装示意图。

图4示出了本发明实施例提供的应变片组的结构示意图。

图5示出了本发明实施例提供的第一种风机塔筒预警方法的流程图。

图6为图5示出了步骤S2的子步骤流程图。

图7示出了本发明实施例提供的第二种风机塔筒预警方法的流程图。

图8示出了本发明实施例提供的第三种风机塔筒预警方法的流程图。

图9示出了本发明实施例提供的风机塔筒预警装置的方框示意图。

图标：110-风机塔筒；120-机舱；130-叶片；200-风机塔筒预警系统；210-摄像头；220-参照物；230-处理器；240-频率测量电路；241-应变片组；2411-第一应变片；2412-第二应变片；250-存储器；260-通信模块；300-风机塔筒预警装置；301-获取模块；302-处理模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术用户员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种风机塔筒预警系统200，用于对风机塔筒110进行安全预警，风机塔筒110与机舱120连接，机舱120与叶片130连接，机舱120内部设置有主轴系统和电机等。

风机塔筒预警系统200包括摄像头210、参照物220、处理器230、频率测量电路240、存储器250及通信模块260。摄像头210与处理器230进行通信，摄像头210与处理器230可以是电连接，也可以是通信连接，本发明实施例在此不作限制。频率测量电路240、存储器250及通信模块260均与处理器230电连接，且处理器230与电机电连接。参照物220设置于风机塔筒110的外表面，参照物220的数量可以是一个，也可以是两个，还可以是更多个数，参照物220可以是，但不限于深色的标签、反光镜等。

摄像头210与处理器230通信，用于拍摄包含风机塔筒110上的参照物220的图像并发送至处理器230。摄像头210可以是，但不限于互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)摄像头或者电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)摄像头。

需要说明的是，于本发明的其它实施例中，为了进一步提高准确度，摄像头210的个数可以是两个，还可以是三个。

处理器230与电机电连接，用于在出现紧急情况时，通过发送控制指令至电机以实现收桨动作，降低风轮转速，进而减小风机塔筒110的塔筒位移，进而有效避免安全事故。处理器230还与通信模块260电连接，用于在安全预警时，通过通信模块260向服务器发送预警信号，以提醒工作人员做好防护措施。处理器230可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，风机塔筒预警方法的各步骤可以通过处理器230中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器230可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field－ProgrammableGate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

需要说明的是，于本发明的其它实施例中，处理器230不但可以用于执行程序，其也可以用于存储程序，例如，风机塔筒预警装置300，在此情况下，则处理器230可以代替存储器250的存储功能。

频率测量电路240设置于风机塔筒110的内表面，频率测量电路240与处理器230电连接，用于测量风机塔筒110的振动频率，即第二振动频率，并将测量得到的第二振动频率发送至处理器230。频率测量电路240包括两个应变片组241、电压采集仪及控制器，两个应变片组241均与电压采集仪电连接，电压采集仪与控制器电连接，控制器与处理器230电连接。两个应变片组241与风机塔筒110的内壁粘接并随风机塔筒110一起发生形变，从而改变应变片的电阻阻值，从而改变输出电压。两个应变片组241与电压采集仪电连接，用于采集电阻值变化的两个应变片组241的输出电压，并将输出电压传输至控制器，控制器对输出电压进行滤波等信号处理后，再经过傅里叶变换，即可得到第二振动频率。

请参阅图3和图4，两个应变片组241分别嵌设在风机塔筒110内表面的同一等高线上，且两个应变片组241沿风机塔筒110的轴线对称设置，每个应变片组241包括一个第一应变片2411和一个第二应变片2412，第一应变片2411与第二应变片2412相互垂直设置，基于此，排除了阴面，阳面应变片组241温度差异造成的误差。具体地，第一应变片2411可以是横应变片，第二应变片2412可以是竖应变片。

存储器250可能包含高速随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器250可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

通信模块260与处理器230电连接，通信模块260与服务器通信连接，用于在进行安全预警时，接收处理器230生成的预警信号，并将该预警信号发送至服务器，以提醒工作人员做好防护措施。通信模块260可以是，但不限于DSP芯片和半导体芯片。通信连接可通过光纤、有线宽带或专属4G通道等方式。

应当理解的是，图2所示的结构仅为风机塔筒预警系统200的部分结构示意图，风机塔筒预警系统200还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

基于上述的风机塔筒预警系统200，下面给出一种风机塔筒预警方法可能的实现方式，该方法的执行主体可以为上述风机塔筒预警系统200的处理器230，请参阅图5，图5示出了本发明实施例提供的第一种风机塔筒预警方法的流程图。风机塔筒预警方法包括以下步骤：

S1，获取摄像头210按照预设时间间隔采集的风机塔筒110的第一图像和第二图像。

在本发明实施例中，风机塔筒110的外表面设置有参照物220，第一图像和第二图像均包含参照物220。参照物220可以是，但不限于深色的标签、反光镜等。参照物220固定设置于风机塔筒110的外表面，参照物220可以是一个，也可以是多个，多个参照物220可以分布设置在风机塔筒110的不同等高线上，以对风机塔筒110进行全面监测。第一图像可以是摄像头210采集的包含参照物220的图像，第二图像可以是在预设时间间隔后，摄像头210采集的包含参照物220的图像。第一图像和第二图像之间时间间隔了预设时间间隔，例如，0.1s。

获取摄像头210按照预设时间间隔采集的风机塔筒110的第一图像和第二图像的步骤，可以理解为，摄像头210拍摄包含参照物220的风机塔筒110，得到第一图像，然后，在预设时间间隔后，拍摄包含参照物220的风机塔筒110，得到第二图像，然后将采集的第一图像和第二图像均发送至处理器230。需要说明的是，摄像头210拍摄第一图像和第二图像的位置没有改变。

于本发明的其他实施例中，为了提高准确度，可以采用双目测距。摄像头210的个数可以是两个，还可以是三个。

S2，依据第一图像和第二图像，得到风机塔筒110的塔筒位移。

在本发明实施例中，塔筒位移可以是在预设时间间隔内风机塔筒110上参照物220的位移。依据第一图像和第二图像，得到风机塔筒110的塔筒位移的步骤，可以理解为，首先，依据参照物220在第一图像中的图像坐标，得到参照物220对应的第一世界坐标；其次，依据参照物220在第二图像中的图像坐标，得到参照物220对应的第二世界坐标；最后，计算第二世界坐标与第一世界坐标系的差值，得到塔筒位移。

请参阅图6，步骤S2可以具体包括以下子步骤：

S21，依据参照物220在第一图像中的图像坐标，得到参照物220对应的第一世界坐标。

在本发明实施例中，第一世界坐标可以是将第一图像中参照物220的图像坐标，转换在世界坐标系下的位置坐标。依据参照物220在第一图像中的图像坐标，得到参照物220对应的第一世界坐标的步骤，可以理解为，预先对摄像头210进行标定，得到摄像头210的图像坐标系到世界坐标系的转换关系；获取参照物220在第一图像中的图像坐标，由于参照物220是深色的标签或者是反光镜，在风机塔筒110为白色的情况下，能快速识别出参照物220在第一图像中的图像坐标；然后，依据参照物220在第一图像中的图像坐标，与图像坐标系到世界坐标系的转换关系，得到参照物220在世界坐标系下的位置坐标，即第一世界坐标。

S22，依据参照物220在第二图像中的图像坐标，得到参照物220对应的第二世界坐标。

在本发明实施例中，第二世界坐标可以是将第二图像中参照物220的图像坐标，转换在世界坐标系下的位置坐标。依据参照物220在第二图像中的图像坐标，得到参照物220对应的第二世界坐标的步骤，可以理解为，预先对摄像头210进行标定，得到摄像头210的图像坐标系到世界坐标系的转换关系；获取参照物220在第二图像中的图像坐标，由于参照物220是深色的标签或者是反光镜，在风机塔筒110为白色的情况下，能快速识别出参照物220在第二图像中的图像坐标；然后，依据参照物220在第二图像中的图像坐标，与图像坐标系到世界坐标系的转换关系，得到参照物220在世界坐标系下的位置坐标，即第二世界坐标。

需要说明的是，子步骤S21和子步骤S22的执行顺序可以交换，也可以同时执行子步骤S21和子步骤S22，本发明实施例在此不作限定。

S23，计算第二世界坐标与第一世界坐标的差值，得到风机塔筒110的塔筒位移。

在本发明实施例中，计算子步骤S22得到的第二世界坐标和子步骤S21得到的第一世界坐标的差值，即可得到风机塔筒110上的参照物220的位移量，即塔筒位移。

例如，第一世界坐标为(13，47，89)，第二世界坐标为(45，58，100)，那么第二世界坐标与第一世界坐标的差值为(32，11，11)，即塔筒位移为(32，11，11)。

于本发明的其它实施例中，为了精确塔筒位移，知晓塔筒形态变化，还可以在风机塔筒110上设置多个参照物组，每个参照物220组均设置在同一等高线上，且每个参照物组均包括至少3个参照物220，且这3个参照物220均在摄像头210的拍摄范围内。

下面以一个参照物组来进行阐述：

3个参照物220即3个坐标，这3个坐标可以看作风机塔筒110在同一等高线的横截面上的3个边缘点，通过这3个边缘点，可以确定出风机塔筒110在该等高线的横截面上的中心坐标。分别获取第一图像中的中心坐标和第二图像中的中心坐标，并分别将两个中心坐标转换到世界坐标系下，得到第一中心坐标和第二中心坐标，最后，计算第二中心坐标和第一中心坐标的差值，也可以得到塔筒位移。

S3，当塔筒位移大于预设位移时，对风机塔筒110进行安全预警。

在本发明实施例中，当塔筒位移大于预设位移时，对风机塔筒110进行安全预警，可以理解为，当塔筒位移(的大小)大于预设位移时，处理器230产生预警信号，并将预警信号通过通信模块260发送至服务器，以提醒工作人员做好防护措施，进而实现对风机塔筒110进行安全预警。

例如，当塔筒位移为(2，2，1)时，塔筒位移(的大小)为3，若此时预设位移为2，3>2，塔筒位移(的大小)大于预设位移，则需要对风机塔筒110进行安全预警。

当塔筒位移不大于预设位移时，需要对塔筒的振动频率进行检查，以进一步判断风机塔筒110的安全状态。

请参阅图7，图7示出了本发明实施例提供的第二种风机塔筒预警方法的流程图。风机塔筒预警方法可以包括以下步骤：

S1，获取摄像头210按照预设时间间隔采集的风机塔筒110的第一图像和第二图像。

S2，依据第一图像和第二图像，得到风机塔筒110的塔筒位移。

S4，当塔筒位移小于或者等于预设位移时，依据塔筒位移以及预设时间间隔，得到风机塔筒110的塔筒加速度。

在本发明实施例中，塔筒加速度可以是风机塔筒110在预设时间间隔内的加速度，其实质是风机塔筒110的参照物220的加速度，由于参照物220是固定设置于风机塔筒110的，故，参照物220的加速度与风机塔筒110的加速度应该是一致的。

当塔筒位移小于或者等于预设位移时，依据塔筒位移以及预设时间间隔，计算得到风机塔筒110的塔筒加速度的步骤，可以理解为，塔筒位移公式为s＝v₀t+¹/₂at²，其中，s为塔筒位移，v₀为塔筒的初始速度，初始速度为上一阶段的计算结果，a为塔筒加速度，t为预设时间间隔，将初始速度、塔筒加速度及预设时间间隔带入塔筒位移公式进行计算，得到塔筒加速度。也可以理解为，对塔筒位移进行二阶求导，即可得到塔筒加速度。

S5，对塔筒加速度进行傅里叶变换，得到风机塔筒110的第一振动频率。

在本发明实施例中，第一振动频率可以是对塔筒加速度进行傅里叶变换，得到的振动频率。对步骤S4得到的加速度进行傅里叶变换，可以得到风机塔筒110的第一振动频率、周期等信息，以便后续工作人员依据第一振动频率及周期进行数据分析，找出引起风机塔筒110预警的原因。

S6，获取风机塔筒110的预设固有频率、以及频率测量电路240输出的第二振动频率。

在本发明实施例中，预设固有频率可以是用户通过其它设备测量出来的，或者是计算出来的，例如，1.1301Hz。第二振动频率可以是安装在风机塔筒110内表面的频率测量电路240输出的振动频率。

S7，分别计算第一振动频率中的固有频率成分与预设固有频率、第二振动频率中的固有频率成分与预设固有频率的差值，得到第一差值频率和第二差值频率，并依据第一差值频率和第二差值频率确定出目标振动频率。

在本发明实施例中，第一差值频率为第一振动频率中的固有频率成分与预设固有频率的差值，第二差值频率为第二振动频率中的固有频率成分与预设固有频率的差值，目标振动频率可以是第一振动频率和第二振动频率中，更靠近预设固有频率的固有频率成分。

分别计算第一振动频率中的固有频率成分与预设固有频率、第二振动频率中的固有频率成分与预设固有频率的差值，得到第一差值频率和第二差值频率，并依据第一差值频率和第二差值频率确定出目标振动频率的步骤，可以理解为，首先，计算第一振动频率中的固有频率成分与预设固定频率的差值，得到第一差值频率，计算第二振动频率中的固有频率成分与预设固有频率的差值，得到第二差值频率，然后，依据第一差值频率和第二差值频率确定出目标振动频率。具体地，将第一差值频率(的大小)与第二差值频率(的大小)进行比较，当第一差值频率大于第二差值频率时，说明第二振动频率中的固有频率成分更靠近预设固有频率，则将第二振动频率中的固有频率成分确定为目标振动频率，当第一差值频率小于或者等于第二差值频率时，说明第一振动频率中的固有频率成分更靠近预设固有频率，则将第一振动频率中的固有频率成分确定为目标振动频率。

例如，当第一差值频率为5Hz，第二差值频率为3Hz，5Hz＞3Hz,第一差值频率大于第二差值频率，则将第二振动频率中的固有频率成分确定为目标振动频率。

S8，当目标振动频率处于预设频率范围时，对风机塔筒110进行安全预警。

在本发明实施例中，预设频率范围可以是用户自定义用以判定风机塔筒110不安全的振动频率范围，例如，1.12Hz-1.14Hz。当目标振动频率处于预设频率范围时，对风机塔筒110进行安全预警的步骤，可以理解为，当目标振动频率处于预设频率范围时，处理器230产生预警信号，并将预警信号通过通信模块260发送至服务器，以提醒工作人员做好防护措施，进而实现对风机塔筒110进行安全预警。

请参阅图8，图8示出了本发明实施例提供的第三种风机塔筒预警方法的流程图。风机塔筒预警方法可以包括以下步骤：

S1，获取摄像头210按照预设时间间隔采集的风机塔筒110的第一图像和第二图像。

S2，依据第一图像和第二图像，得到风机塔筒110的塔筒位移。

S9，当塔筒位移大于预设极限位移时，控制收桨，以减小风机塔筒110的振动位移。

在本发明实施例中，为了进一步增强安全防护，增设安防层次，在塔筒位移大于预设极限位移时，执行紧急停机。将塔筒位移与预设极限位移进行比较，在塔筒位移大于预设极限位移时，发送控制指令至电机，以使电机转动，实现收桨动作，降低风轮转速，进而减小风机塔筒110的塔筒位移，实现安全防护。需要说明的是，预设极限位移大于预设位移。

针对上述图5-图8的方法流程，下面给出一种风机塔筒预警装置300的可能的实现方式，该风机塔筒预警装置300可以采用上述实施例中的风机塔筒预警系统200的器件结构实现，也可以为该风机塔筒110系统中的处理器230实现，请参阅图9，图9示出了本发明实施例提供的风机塔筒预警装置的方框示意图。风机塔筒预警装置300包括获取模块301和处理模块302。

获取模块301，用于获取摄像头210按照预设时间间隔采集的风机塔筒110的第一图像和第二图像，其中，风机塔筒110的外表面设置有参照物220，第一图像和第二图像均包含参照物220。

处理模块302，用于依据第一图像和第二图像，得到风机塔筒110的塔筒位移；当塔筒位移大于预设位移时，对风机塔筒110进行安全预警。

在本发明实施例中，获取模块301执行依据第一图像和第二图像，得到风机塔筒110的塔筒位移的步骤，具体用于：依据参照物220在第一图像中的图像坐标，得到参照物220对应的第一世界坐标；依据参照物220在第二图像中的图像坐标，得到参照物220对应的第二世界坐标；计算第二世界坐标与第一世界坐标的差值，得到风机塔筒110的塔筒位移。

在本发明实施例中，风机塔筒预警系统200还包括频率测量电路240，频率测量电路240设置于风机塔筒110的内表面，频率测量电路240与处理器230电连接；处理模块302，还用于当塔筒位移小于或者等于预设位移时，依据塔筒位移以及预设时间间隔，得到风机塔筒110的塔筒加速度；对塔筒加速度进行傅里叶变换，得到风机塔筒110的第一振动频率；获取风机塔筒110的预设固有频率、以及频率测量电路240输出的第二振动频率；分别计算第一振动频率中的固有频率成分与预设固有频率、第二振动频率中的固有频率成分与预设固有频率的差值，得到第一差值频率和第二差值频率，并依据第一差值频率和第二差值频率确定出目标振动频率；当目标振动频率处于预设频率范围内时，对风机塔筒110进行安全预警。

在本发明实施例中，处理模块302执行依据第一差值频率和第二差值频率确定出目标振动频率的步骤，具体用于：当第一差值频率大于第二差值频率时，将第二振动频率中的固有频率成分确定为目标振动频率；当第一差值频率小于或者等于第二差值频率时，将第一振动频率中的固有频率成分确定为目标振动频率。

在本发明实施例中，当所述塔筒位移大于预设极限位移时，控制收桨，减小所述风机塔筒110的塔筒位移。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的风机塔筒预警装置300的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供一种风机塔筒预警方法、装置及系统，所述方法包括：获取摄像头按照预设时间间隔采集的风机塔筒的第一图像和第二图像，其中，风机塔筒的外表面设置有参照物，第一图像和所述第二图像均包含参照物；依据第一图像和第二图像，得到风机塔筒的塔筒位移；当塔筒位移大于预设位移时，对风机塔筒进行安全预警。与现有技术相比，本发明具有以下优势：通过对摄像头采集的第一图像和第二图像进行分析处理，以对自动对风机塔筒进行安全预警，以解决现有技术中由于风电机组的安装位置不佳，导致对风机塔筒的安全预警工作难以开展的问题。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (8)

1.一种风机塔筒预警方法，其特征在于，应用于风机塔筒预警系统的处理器，所述风机塔筒预警系统还包括与所述处理器进行通信的摄像头和频率测量电路，所述频率测量电路设置于所述风机塔筒的内表面，所述方法包括：

获取所述摄像头按照预设时间间隔采集的风机塔筒的第一图像和第二图像，其中，所述风机塔筒的外表面设置有参照物，所述第一图像和所述第二图像均包含所述参照物；

依据所述第一图像和所述第二图像，得到所述风机塔筒的塔筒位移；

当所述塔筒位移大于预设位移时，对所述风机塔筒进行安全预警；同时，依据所述塔筒位移以及所述预设时间间隔，得到所述风机塔筒的塔筒加速度；

对所述塔筒加速度进行傅里叶变换，得到所述风机塔筒的第一振动频率；

获取所述风机塔筒的预设固有频率、以及所述频率测量电路输出的第二振动频率；

分别计算所述第一振动频率中的固有频率成分与所述预设固有频率、所述第二振动频率中的固有频率成分与所述预设固有频率的差值，得到第一差值频率和第二差值频率，并依据所述第一差值频率和所述第二差值频率确定出目标振动频率；

当所述目标振动频率处于预设频率范围内时，对所述风机塔筒进行安全预警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一差值频率和所述第一差值频率确定出目标振动频率的步骤，包括：

当所述第一差值频率大于所述第二差值频率时，将所述第二振动频率中的固有频率成分确定为目标振动频率；

当所述第一差值频率小于或者等于所述第二差值频率时，将所述第一振动频率中的固有频率成分确定为目标振动频率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一图像和所述第二图像，得到所述风机塔筒的塔筒位移的步骤，包括：

依据所述参照物在所述第一图像中的图像坐标，得到所述参照物对应的第一世界坐标；

依据所述参照物在所述第二图像中的图像坐标，得到所述参照物对应的第二世界坐标；

计算所述第二世界坐标与所述第一世界坐标的差值，得到所述风机塔筒的塔筒位移。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述塔筒位移大于预设极限位移时，控制收桨，以减小所述风机塔筒的塔筒位移。

5.一种风机塔筒预警装置，其特征在于，应用于风机塔筒预警系统的处理器，所述风机塔筒预警系统还包括与所述处理器进行通信的摄像头和频率测量电路，所述频率测量电路设置于所述风机塔筒的内表面，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述摄像头按照预设时间间隔采集的风机塔筒的第一图像和第二图像，其中，所述风机塔筒的外表面设置有参照物，所述第一图像和所述第二图像均包含所述参照物；

所述获取模块，还用于获取所述风机塔筒的预设固有频率、以及所述频率测量电路输出的第二振动频率；

处理模块，用于依据所述第一图像和所述第二图像，得到所述风机塔筒的塔筒位移；当所述塔筒位移大于预设位移时，对所述风机塔筒进行安全预警；同时，依据所述塔筒位移以及所述预设时间间隔，得到所述风机塔筒的塔筒加速度；对所述塔筒加速度进行傅里叶变换，得到所述风机塔筒的第一振动频率；分别计算所述第一振动频率中的固有频率成分与所述预设固有频率、所述第二振动频率中的固有频率成分与所述预设固有频率的差值，得到第一差值频率和第二差值频率，并依据所述第一差值频率和所述第二差值频率确定出目标振动频率；当所述目标振动频率处于预设频率范围内时，对所述风机塔筒进行安全预警。

6.一种风机塔筒预警系统，其特征在于，所述风机塔筒预警系统包括处理器、以及与所述处理器通信的摄像头和频率测量电路，所述频率测量电路设置于所述风机塔筒的内表面；

所述摄像头用于按照预设时间间隔采集的风机塔筒的第一图像和第二图像并发送至所述处理器，其中，所述风机塔筒的外表面设置有参照物，所述第一图像和所述第二图像均包含所述参照物；

所述处理器用于依据所述第一图像和所述第二图像，得到所述风机塔筒的塔筒位移；

所述处理器还用于当所述塔筒位移大于预设位移时，对所述风机塔筒进行安全预警；

所述处理器还用于当所述塔筒位移小于或者等于预设位移时，依据所述塔筒位移以及所述预设时间间隔，得到所述风机塔筒的塔筒加速度；对所述塔筒加速度进行傅里叶变换，得到所述风机塔筒的第一振动频率；以及获取所述风机塔筒的预设固有频率；

所述频率测量电路用于测量所述风机塔筒的第二振动频率并发送至所述处理器；

所述处理器还用于分别计算所述第一振动频率中的固有频率成分与所述预设固有频率、所述第二振动频率中的固有频率成分与所述预设固有频率的差值，得到第一差值频率和第二差值频率，并依据所述第一差值频率和所述第二差值频率确定出目标振动频率；当所述目标振动频率处于预设频率范围内时，对所述风机塔筒进行安全预警。

7.根据权利要求6所述的风机塔筒预警系统，其特征在于，所述处理器执行依据所述第一差值频率和所述第一差值频率确定出目标振动频率的方式，包括：

当所述第一差值频率大于所述第二差值频率时，将所述第二振动频率中的固有频率成分确定为目标振动频率；

当所述第一差值频率小于或者等于所述第二差值频率时，将所述第一振动频率中的固有频率成分确定为目标振动频率。

8.根据权利要求6所述的风机塔筒预警系统，其特征在于，所述处理器执行依据所述第一图像和所述第二图像，得到所述风机塔筒的塔筒位移的方式，包括：

依据所述参照物在所述第一图像中的图像坐标，得到所述参照物对应的第一世界坐标；

依据所述参照物在所述第二图像中的图像坐标，得到所述参照物对应的第二世界坐标；

计算所述第二世界坐标与所述第一世界坐标的差值，得到所述风机塔筒的塔筒位移。

Images