本发明涉及无人机应用，特别是指一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法。
背景技术：
1、风力发电作为可再生能源领域的核心技术之一，已经成为全球能源转型的重要组成部分。近年来，随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，我国的风力发电装机容量也在快速攀升。为了应对市场的需求和提升能源效率，国内外各大风电设备制造商纷纷加大技术创新力度，研发并生产出更大、更高效的风力发电机。这些创新不仅显著提升了单台风机的发电能力，也推动了整个行业技术水平的提升。然而，随着风力发电设备规模的扩大和技术的进步，其运行维护的复杂性和成本也在逐渐增加。
2、在风力发电机的各个部件中，叶片无疑是最为关键和复杂的部分。作为风机的核心组件，叶片在极端环境下长时间运转，承受着强烈的风力、雨水、冰雪等自然因素的侵蚀，故而成为故障频发的薄弱环节。叶片的常见故障形式包括表面剥落、裂纹生成、砂眼出现、结构断裂、表面结冰以及材料老化等。这些问题不仅影响风机的发电效率，还会对风机的整体结构安全产生严重威胁。尤其是在风机高速旋转的过程中，叶片如果发生故障而未能及时检测并修复，将可能引发灾难性的后果，甚至导致整台风机的报废。因此，对叶片进行高效、精准的检测和维护，已经成为保障风机安全运行、延长设备使用寿命的关键措施。
3、传统的风机叶片检测方法主要依赖于人工操作，具体手段包括通过望远镜进行远距离观察、高空绕行下降进行目测以及使用叶片检修平台进行近距离检查。然而，这些方法虽然在某种程度上能够发现叶片表面的明显缺陷，但其操作过程存在较大的安全隐患，检测效率也较低。尤其是高空作业的危险性和复杂的环境条件，极大地限制了这些方法的应用效果，进而影响了风电机组的利用率和经济效益。
4、鉴于传统方法的局限性，近年来，基于无人机的风机叶片巡检技术逐渐成为行业研究的热点。无人机巡检技术利用先进的导航和图像识别技术，通过对风机轮毂位置和朝向信息的精准获取，规划出无人机的飞行航线，实现程控自动巡检。这种方法不仅大幅提高了检测效率，还有效保障了操作人员的安全，减少了高空作业的风险。此外，无人机能够灵活地靠近叶片的不同位置，从多个角度进行全面的检查，弥补了传统检测手段的不足，能够更早地发现叶片的潜在故障问题。
5、然而，尽管无人机巡检技术在检测效率和安全性方面具有显著优势，但在实际应用中仍然面临一些挑战。首先，风机在停止运转时，其叶片的实际位置往往与理想状态存在一定偏差，这使得预先规划的飞行航线与实际检测需求之间存在不一致。此外，风机叶片并非理想的直线，其形状复杂多变，且三个叶片所在的平面通常也不是理想的垂直于地面。因此，简单的航路规划无法满足精准巡检的需求，必须结合一定的测算方法，对生成的理想航路进行修正。
6、本发明针对上述无人机风电叶片巡检技术中的难点，提出了一种创新的测算方法。通过实时获取风机轮毂的位置信息和朝向数据，并结合叶片的实际形状，对无人机的理想飞行航线进行动态调整。该方法能够精确修正航路，确保无人机在巡检过程中能够准确地覆盖叶片的所有关键部位，从而实现高效、安全的检测。这一创新技术不仅提升了无人机巡检的精度和可靠性，也为风力发电设备的维护提供了更加科学、高效的解决方案。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中检测手段落后、存在安全隐患、检测效率低、适应性差和维护成本高的技术问题，本发明提供了一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法。
2、本发明提供的技术方案如下：
3、第一方面：
4、本发明提供的一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法，包括：
5、s1、配置无人机，搭载测距传感器，并集成板载yolo识别模块，使无人机能够自动调节云台角度，以确保相机对准风机叶片，获取风机叶片的长度l，控制无人机飞至风机轮毂0(0,0,0)正前方的初始位置p0(0,-d,0)，其中d为轮毂前方的水平距离；
6、s2、控制无人机垂直升高，飞至风机叶片1的中点hb1＝b*c*a*(0,0,l/2)处的前方航点位置pb1＝(0,-d,l/2)，调整相机对准叶片后记录云台航向角和无人机航向角偏差ab1，并记录无人机距叶片距离db1，控制无人机继续升高，飞至风机叶片1的叶尖处pb2(0,-d,l)，由叶中至叶尖过程中，等间隔时间记录飞机坐标pblist、云台航向角和无人机航向角偏差ablist和无人机距叶片距离dblist；
7、s3、控制无人机飞至风机叶片2的中点ha1＝b·c·afan·a·hb1处的航点位置pa1＝bfan·pb1，记录无人机距叶片距离da1；
8、s4、根据步骤s2和步骤s3获取的数据ab1、db1和da1，建立方程组，解出风叶的左偏角β、后仰角θ和前倾角α，根据步骤s2中获取的数据pblist、ablist和dblist，通过循环计算具体位置处的叶片横向偏移量xdiff，确定风机叶片后半段的实际坐标；
9、s5、根据叶片姿态角β、θ和α，对理想航路点进行旋转变换，对风机叶片1的修正航路点的实际航点bpointreal由下式计算：
10、
11、对于风机叶片2和风机叶片3的航点，分别根据以下公式计算实际航路点：
12、风机叶片2的航点apointreal：
13、
14、风机叶片3的航点cpointreal：
15、
16、最终生成所有实际飞行航路。
17、本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
18、(1)在本发明中，通过实时测算风机叶片的左偏角、后仰角和前倾角，动态修正无人机的巡检航线。该方法能够有效规避因风机叶片形状及位置偏差导致的检测盲区，显著提高了巡检的精度，减少了潜在的碰撞风险，提升了巡检过程的安全性；
19、(2)在本发明中，利用集成的yolo识别模块和测距传感器，使无人机能够自动调节云台角度并精准识别风机叶片位置，实现了全自动化的巡检航线规划与修正，大幅提高了风机叶片巡检的效率，减少了人工干预的需求；
20、(3)在本发明中，能够根据风机叶片实际的复杂姿态和形状，通过多项旋转变换和姿态角度调整，生成更符合实际的巡检航线，适应各种复杂的风场环境，特别是在风机停机位置偏差较大或叶片姿态复杂的情况下，依然能够保证巡检任务的高效完成。
1.一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求1所述的一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求1所述的一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求1所述的一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求1所述的一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法，其特征在于，所述s4具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种风机无人机巡检中的叶片姿态检测和航路修正方法，其特征在于，所述s5具体包括：
