CN112801432A - 一种风机组叶片智能巡检系统及风机组叶片巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风机组叶片智能巡检系统及相关的风机组叶片巡检方法，所述巡检系统包括任务管理系统、任务处理系统、数据分析系统及数据采集系统。本发明的风机组叶片智能巡检系统和风机组叶片巡检方法可有效地对多个风场的叶片巡检任务进行统一规划，实现叶片巡检信息管理、叶片图像自动分析、风机叶片智能巡检，大大提高了人员、设备利用率，降低风机叶片巡检人员技术门槛，实现了风机组叶片巡检自动化、数据分析智能化、信息管理数字化，进行风机叶片全生命周期的健康信息跟踪。

Description

一种风机组叶片智能巡检系统及风机组叶片巡检方法

技术领域

本发明涉及风力发电机组的叶片检查维护领域，更具体的，涉及一种风机组叶片智能巡检系统及风机组叶片巡检方法。

背景技术

叶片是风力发电机组(以下简称为风机组)的一个重要组成部件，由于风机所处环境较为恶劣，叶片在严苛的环境中运行时受到风沙、雨雪、雷电等自然因素的破坏，形成表面脱落、砂眼、雷击、叶边磨损等缺陷，需要通过对叶片进行定期检查和维护以预防缺陷造成的事故发生。传统的叶片巡检多采用人工方式，作业强度大、停机周期长并伴有人员安全风险。

随着技术的发展，无人机在巡检工作的应用范围日益广泛。目前业内较为常见的巡检方式是由操作人员通过地面站显示的实时图像观察叶片表面状态，当发现可疑点时远程操作无人机采集各角度的画面以便进一步详细检查。这种叶片巡检方式在解决了巡检效率和人员安全问题的同时也具有一定的局限性：

1.风场通常分布较为分散，传统的叶片巡检工作缺少统一的任务管理，造成巡检工作转场压力大，效率低下；同时，巡检结果通常以纸质报告的形式留存，不利于后期对叶片问题进行回溯分析。

2.叶片检查需要由专门的运维人员进行，而无人机的操作门槛又相对较高，从而需要培养一批既掌握叶片缺陷知识又具有无人机操作能力的运维人员，无形中加大了人力成本。

3.利用无人机进行风机叶片检查，大大增加了叶片照片的数量，但目前的通用巡检模式是叶片专家对叶片图像数据进行人工甄别，工作量大且效率较低；同时缺少有效地图像数据管理机制，巡检获取的叶片图像难以进行分门别类保存，成为建立叶片全寿命周期健康管理体系的掣肘。因此，智能的叶片巡检系统已成为新的发展趋势。

发明内容

本发明针对现有技术缺陷，提出一种风机组叶片智能巡检系统及风机组叶片巡检方法。

本发明提供的一种风机组叶片智能巡检系统，包括：任务管理系统、任务处理系统、数据分析系统及数据采集系统，

其中，

所述任务管理系统与任务处理系统信号连接，所述任务管理系统用于对巡检任务进行统一规划管理并下达所述巡检任务到所述任务处理系统；

所述任务处理系统与所述数据分析系统及数据采集系统信号连接，所述任务处理系统用于将所述巡检任务分配到所述数据采集系统并接收、管理、审核所述数据分析系统的分析结果；

所述数据采集系统用于根据所述巡检任务安排执行叶片检查工作并将保存的叶片图像数据上传到数据分析系统；

所述数据分析系统与所述数据采集系统信号连接，所述数据分析系统用于根据所述数据采集系统的巡检图像数据自动进行分析并上传分析结果；

所述任务处理系统的数目大等于1，每个所述任务处理系统均信号连接对应的所述数据分析系统及数据采集系统。

进一步，所述任务管理系统包括风场信息管理模块、巡检任务管理模块、巡检报告管理模块，

其中，

所述风场信息管理模块用于创建或导入风场信息，所述风场信息包括风场代码、风场名称、风场地理位置、机组型号、叶片信息；

所述巡检任务管理模块用于按区域统一规划下发各所述巡检任务及审核各风场上报上来的巡检任务信息,查看进行中的巡检任务和历史任务信息；

所述巡检报告管理模块用于查看所述任务处理系统上传的巡检报告详情，并对所述巡检报告进行审核并统一管理；

所述风场信息管理模块包括手动导入风场信息功能单元、模板导入风场信息功能单元、风场信息编辑功能单元，所述手动导入风场信息功能单元、模板导入风场信息功能单元、风场信息编辑功能单元均信号连接所述巡检任务管理模块；

所述手动导入风场信息功能单元设有风场创建界面，通过在所述风场创建界面手动输入相应的信息实现手动创建新的风场信息；

所述模板导入风场信息功能单元用于填写模板数据，选择导入模板信息，创建风场信息；

所述风场信息编辑功能单元用于输入、修改所述风场信息；

所述巡检任务管理模块包括巡检任务下发功能单元、巡检任务审核功能单元、巡检任务列表功能单元；

所述巡检任务下发功能单元和巡检任务审核功能单元均信号连接所述巡检任务列表功能单元和所述任务处理系统；

所述巡检任务列表功能单元信号连接所述巡检报告管理模块；

所述巡检任务下发功能单元用于管理人员针对某个风场下发所述巡检任务；

所述巡检任务审核功能单元用于管理人员审核风场提交的巡检任务；

所述巡检任务列表功能单元用于显示所有巡检计划；

所述巡检报告管理模块信号连接所述任务处理系统。

进一步，所述的任务处理系统包括巡检计划管理模块、巡检工作台模块、巡检信息汇总模块，

其中，

所述巡检计划管理模块与所述巡检工作台模块、所述任务管理系统、所述数据采集系统信号连接；

所述巡检工作台模块与所述巡检信息汇总模块、所述数据采集系统、所述数据分析系统信号连接；

所述巡检信息汇总模块与所述任务管理系统信号连接；

所述巡检计划管理模块用于根据接收到的所述巡检任务制定填写巡检计划并分配给各所述数据采集系统；

所述巡检工作台模块用于录入叶片巡检信息，具有暂存、预览功能，查询、修改、生成巡检报告；

所述巡检信息汇总模块用于查看管理所述巡检工作台模块上传的风场范围内所有风机的所述巡检报告；

所述巡检计划管理模块包括巡检日历功能单元、巡检计划编辑功能单元、巡检计划查询功能单元；

所述巡检日历功能单元、巡检计划编辑功能单元均信号连接所述巡检计划查询功能单元；

所述巡检日历功能单元用于显示最近日期的巡检计划；

所述巡检计划编辑功能单元用于填写巡检计划，填写完成后提交存档；

所述巡检计划查询功能单元用于接收、管理所述巡检日历功能单元、巡检计划编辑功能单元上传的巡检计划信息；

所述巡检工作台模块包括巡检现场信息录入功能单元和查询、修改、生成报告功能单元；

所述巡检现场信息录入功能单元用于录入所述数据数据采集系统上传的叶片巡检信息；

所述接收、管理巡检日历功能单元用于管理人员审核所述数据分析系统上传的巡检分析结果，并生成所述巡检报告。

进一步，所述数据分析系统包括数据导入/导出模块A、图像预处理模块、缺陷标记模块、缺陷分类模块、缺陷诊断模块、数据导入/导出模块B；

其中，

所述数据导入/导出模块A、图像预处理模块、缺陷标记模块、缺陷分类模块、缺陷诊断模块、数据导入/导出模块B顺次信号连接；

所述数据导入/导出模块A与所述任务处理系统、数据采集系统信号连接；

所述数据导入/导出模块B信号连接所述任务处理系统；

所述数据导入/导出模块A用于上传所述数据采集系统的图像数据；

所述图像预处理模块用于对所述图像数据进行预处理，确定所监控的区域；

所述缺陷标记模块用于对所述图像的缺陷进行标记；

所述缺陷分类模块用于对已标记的所述缺陷进行分类；

所述缺陷诊断模块用于对已识别的所述缺陷进行分级诊断；

所述数据导入/导出模块B用于将已经完成的所述图像的分析结果上传至所述任务处理系统。

进一步，所述数据分析系统设有巡检端和数据中心端，

其中，

所述巡检端运行于各巡检设备，所述巡检端用于分析所述图像数据，给出包含被巡检的叶片是否具有缺陷及缺陷位置的初步分析结果；

所述数据中心端用于读取所述巡检端上传的巡检得到的叶片图像并进行识别分析，给出包含所述被巡检的叶片是否具有缺陷及缺陷位置、缺陷类别、缺陷分级的详细分析结果。

进一步，所述数据采集系统包括风机信息采集模块、地面控制模块、智能巡检无人机，

其中，

所述风机信息采集模块用于获取风机叶轮朝向角度、叶轮相位角度；

所述地面控制模块用于所述无人机的巡检航线自动生成、飞行过程监控；

所述风机信息采集模块包括手持测向单元和角度计算单元，所述手持测向单元信号连接所述角度计算单元；

所述手持测向单元用于选取被测风机上两支叶片叶尖各一点，测量得到当前观测点与叶尖被测点之间连线的地磁角度；

所述角度计算单元用于通过所述地磁角度计算出叶轮朝向角度；

所述地面控制模块包括航线自动生成单元和飞行过程监控单元；

所述航线自动生成单元信号连接所述角度计算单元；

所述航线自动生成单元用于根据所述被测风机叶轮朝向、叶轮相位、轮毂高度、叶片长度、风机坐标信息直接生成巡检航线，传输到所述智能巡检无人机进行自动巡检；

所述飞行过程监控单元用于实时接收所述无人机的拍摄画面，进行实时监控；

所述智能巡检无人机包括无人机飞行平台、定位单元、图像采集单元、数据存储单元、信息匹配单元、避障单元；

所述无人机飞行平台信号连接所述航线自动生成单元、定位单元、图像采集单元、数据存储单元；

所述定位单元信号连接所述图像采集单元、数据存储单元和信息匹配单元；

所述图像采集单元信号连接所述数据存储单元、信息匹配单元；

所述信息匹配单元信号连接所述数据存储单元；

所述避障单元信号连接所述无人机飞行平台；

所述无人机飞行平台用于搭载各职能巡检功能模块；

所述定位单元包括机载定位单元及地面基站，用于所述无人机的定位并将定位所得位置信息传输给所述信息匹配单元；

所述图像采集单元包括高倍相机、自稳云台以及视觉引导单元，所述高倍相机用于拍摄所述叶片照片；所述自稳云台用于将所述高倍相机信号连接到所述无人机，同时抵消无人机飞行引起的高倍相机抖动；所述的视觉引导单元用于辅助所述高倍相机实时对准所述叶片，保障所述叶片处于高倍相机取景框中央；

所述数据存储单元用于接收所述信息匹配单元的图像数据并保存，在所述无人机飞行结束后传输到所述数据分析系统；

所述信息匹配单元用于读取所述图像采集单元采集的图片信息以及所述无人机所在拍摄点的位置信息并进行匹配，以定位缺陷位置并将所述缺陷位置传输到所述数据存储单元；

所述避障单元用于扫描所述无人机周围环境，当设定距离内出现障碍物，所述避障单元发出警报，所述无人机中止航线并悬停；

所述的巡检航线依次遍历被巡检的风机的各叶片两侧。

本发明还提供了基于所述风机组叶片智能巡检系统的风机组叶片巡检方法，所述方法包括：

步骤1，创建风场：在所述任务管理系统中创建风场信息，填写风场代码、风场名称、风场地理位置、机组型号、叶片信息，并同步到所述任务处理系统；

步骤2，创建任务：在所述任务管理系统中生成新的巡检任务，并下发到对应风场的所述任务处理系统或审核所述任务处理系统提交的任务申请，允许执行；

步骤3，任务规划：所述任务处理系统接收所述巡检任务，制定巡检计划，规划场内各风机巡检时间、巡检人员、巡检设备编号、计划工期；

步骤4，执行作业：所述数据采集系统根据所述任务计划执行叶片巡检工作；

步骤5，数据分析：所述数据分析系统对所述智能巡检无人机上传的巡检数据进行分析，并将结果上传到所述任务处理系统；

步骤6，任务完成：所述任务处理系统审核所述数据分析结果，记录巡检作业执行情况，生成巡检报告并上传到所述任务管理系统；

步骤7，任务关闭：所述任务管理系统审核所述任务处理系统上传巡检报告，确认无异议后任务关闭。

进一步，在所述步骤5中所述数据分析系统执行如下步骤：

步骤1a0，读取图像数据：将所述无人机拍摄的风机叶片图像数据上传到数据分析系统；

步骤2a0，图像预处理：对所述风机叶片图像进行背景剔除，去除光照对所述风机叶片图像影响；

步骤3a0，缺陷标识：对所述风机叶片图像进行筛选，去除无缺陷叶片图像，利用不同颜色的方框对所述叶片的缺陷进行标记；

步骤4a0，将经过所述步骤1a0-3a0得到的数据分析结果同步到所述任务处理系统，给出巡检报告，

或

执行如下步骤：

步骤1a，读取图像数据：将所述无人机拍摄的风机叶片图像数据上传到数据分析系统；

步骤2a，图像预处理：对所述风机叶片图像进行背景剔除，去除光照对所述风机叶片图像影响；

步骤3a，缺陷标识：对所述风机叶片图像进行筛选，去除无缺陷叶片图像，利用不同颜色的方框对所述叶片的缺陷进行标记；

步骤4a，缺陷分类：对所述标记得到的目标区域进行图像特征提取并识别，确定缺陷所属类别；

步骤5a，缺陷诊断：对所述识别出的缺陷进行分级诊断，给出缺陷严重程度；

步骤6a，数据上传：将经过所述步骤1a-5a得到的数据分析结果同步到所述任务处理系统进行审核，数据分析过程结束。

进一步，在所述步骤4中执行如下步骤：

步骤1b，确定风机信息：采集风机叶轮朝向、叶轮相位角、轮毂高度、叶片长度、风机坐标信息；

步骤2b，航线生成：将风机信息输入到所述地面控制模块，自动生成航线信数据，传输给所述智能巡检无人机；

步骤3b，叶片检查：所述无人机沿航线自动飞行并拍摄所述叶片的图像并保存；

步骤4b，任务结束：将所述叶片图像数据导入到所述数据分析系统。

进一步，所述步骤3b包括：

将保存的所述图像数据与拍摄点的GPS位置信息一一匹配；

在所述拍摄过程中，所述智能巡检无人机中的高倍相机利用视觉辅助镜头实时对准所述叶片，保障所述叶片处于所述高倍相机取景框中央；

所述无人机上的避障单元实时发射激光扫描所述无人机周围环境，确保安全。

进一步，所述步骤1b中还包括：

步骤1c，风机叶轮盘车，所述叶轮旋转为“Y”字型位置后锁定叶轮；

步骤2c，用测向装置测量所述叶轮上方一支叶片叶尖的被测点a，记录所述测向装置当前位置与所述被测点a之间连线的地磁角度aa及距离La；

步骤3c，保持所述测向装置当前位置不变，测量叶轮上方另一支叶片叶尖的被测点b，记录所述当前位置与所述被测点b之间连线的地磁角度bb及距离Lb；

步骤4c，根据将所述地磁角度1、地磁角度2、距离La及距离Lb，计算出叶轮朝向角度，

或

所述步骤1b中还包括：

步骤1d，所述风机的叶轮旋转为“Y”字型位置后锁定叶轮；

步骤2d，以所述观测点与所述叶轮上方一支叶片叶尖的被测点a1之间的连线向地面垂直投影，得到方向b1，取一固定方向与所述方向b1间夹角，得到地磁角度c1及投影线长度L1；

步骤3d，以所述观测点与所述叶轮上方另一支叶片叶尖的被测点a2之间的连线向地面垂直投影，得到方向b2，取所述固定方向与所述方向b2间夹角，得到地磁角度c2及投影线长度L2；

步骤4d，通过所述地磁角度c1、地磁角度c2、投影线长度L1及投影线长度L2，计算出所述固定方向与方向3间夹角c3，所述夹角c3减去90度，得到所述叶轮的朝向角度，其中，方向3为所述被测点a1和a2地面投影连线方向。

本发明的风机组叶片智能巡检系统及风机组叶片巡检方法综合考虑风机叶片巡检过程中的任务调度、计划执行、自动巡检、智能分析、报告审核等要素，统一规划各风场的巡检任务安排，风场亦可根据自身需要提交任务申请，对巡检结果逐层审核，降低错误概率；提高巡检过程及数据处理的自动化、智能化程度，提升叶片巡检效率，降低无人机巡检成本。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1示出了本发明实施例的风机叶片智能巡检系统结构示意图；

图2示出了本发明实施例的风机叶片智能巡检系统中任务管理系统示意图；

图3示出了本发明实施例的风机叶片智能巡检系统中任务处理系统示意图；

图4示出了本发明实施例的风机叶片智能巡检系统中数据分析系统示意图；

图5示出了本发明实施例的风机叶片智能巡检系统中数据采集系统示意图；

图6示出了本发明实施例的获取风机朝向信息方法示意图；

图7示出了本发明实施例的计算风机朝向信息方法示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

图1所示为本发明的风机叶片智能巡检系统结构，由图1可知，本发明的风机组叶片智能巡检系统，包括任务管理系统1、任务处理系统2、数据分析系统3及数据采集系统4。

其中，

任务处理系统2的数目大等于1，每个任务处理系统2均信号连接对应的数据分析系统3及数据采集系统4；

任务管理系统1与任务处理系统2信号连接，任务管理系统1对巡检任务进行统一规划管理并下达具体巡检任务到任务处理系统2；

任务处理系统2同时与数据分析系统3及数据采集系统4信号连接，将巡检任务分配到数据采集系统4并接收、管理、审核数据分析系统3的分析结果；

数据采集系统4根据所述巡检任务安排执行叶片检查工作并将保存的叶片图像数据上传到数据分析系统3；

数据分析系统3与数据采集系统4信号连接，并根据数据采集系统4的巡检图像数据自动进行分析并上传分析结果。

如图2所示，任务管理系统1包括风场信息管理模块11、巡检任务管理模块12、巡检报告管理模块13。

其中，

风场信息管理模块11用于创建、管理风场信息，并将所述风场信息与巡检任务管理模块12共享，所述风场信息包括风场代码、风场名称、风场地理位置、机组型号、叶片信息等，且风场信息管理模块11包括手动导入风场信息功能单元111、模板导入风场信息功能单元112、风场信息编辑功能单元113，所述三个单元均信号连接巡检任务管理模块12；

手动导入风场信息功能单元111，设有风场创建界面，通过在所述风场创建界面手动输入相应的信息，则新的风场信息手动创建成功，并给出提示；

模板导入风场信息功能单元112，用于填写模板数据，选择导入模板信息，在所述单元112显示导入成功后创建风场信息；

风场信息编辑功能单元113，设有风场信息列表，通过选择所述风场信息列表中的风场代码，可以进入修改界面，输入修改信息，对所述风场信息进行编辑。

巡检任务管理模块12，用于按区域统一规划下发各风场巡检任务及审核各风场上报上来的巡检任务信息,查看进行中的巡检任务和历史任务信息，且巡检任务管理模块12包括巡检任务下发功能单元121、巡检任务审核功能单元122、巡检任务列表功能单元123；

巡检任务下发功能单元121和巡检任务审核功能单元122均信号连接所述巡检任务列表功能单元123和所述任务处理系统2；

所述巡检任务列表功能单元123信号连接所述巡检报告管理模块13；

巡检任务下发功能单元121，用于管理人员针对某个风场下发巡检任务，所述任务将被推送到风场，风场根据任务详情进行巡检，并且上传巡检报告；

巡检任务审核功能单元122，用于管理人员审核风场提交的巡检任务，如果巡检任务审核通过，风场人员将可以进行巡检，同时锁定巡检所述风场的数据，禁止对风场的任何数据进行修改；

巡检任务列表功能单元123，所述单元123设有巡检任务列表页面，所述页面将显示所有巡检计划，包括历史巡检计划，最新的巡检计划将排在前面，待审核的巡检计划将排在前面。

巡检报告管理模块13，用于查看任务处理系统2上传的巡检报告详情，并对报告进行审核并统一管理，巡检报告管理模块13将显示所有巡检报告，包括历史巡检报告，所述模块13的报告列表中，最新的巡检报告将排在前面，待审核的巡检报告将排在前面。

如图3所示，任务处理系统2包括巡检计划管理模块21、巡检工作台模块22、巡检信息汇总模块23。

其中，

巡检计划管理模块21与巡检工作台模块22、任务管理系统1、所述数据采集系统4信号连接；

巡检工作台模块22与巡检信息汇总模块23、数据采集系统4、数据分析系统3信号连接；

巡检信息汇总模块23与任务管理系统1信号连接。

巡检计划管理模块21，用于根据接收到的巡检任务制定填写巡检计划并分配给各数据采集系统4，所述模块21包括巡检日历功能单元211、巡检计划编辑功能单元212、巡检计划查询功能单元213；

巡检日历功能单元211、巡检计划编辑功能单元212均信号连接巡检计划查询功能单元213；

巡检日历功能单元211用于显示最近日期的巡检计划，巡检日历功能单元211的界面显示最近日期的巡检计划，30天之内的巡检计划采用不同颜色进行特殊标记，系统并给出消息提醒；

巡检计划编辑功能单元212用于填写巡检计划，填写完成后提交存档，巡检计划编辑功能单元212选择场内风机编号，填写巡检计划，包括巡检时间、巡检人员、巡检设备编号、计划工期等，填写完成后提交存档；

巡检计划查询功能单元213，接收、管理巡检日历功能单元211、巡检计划编辑功能单元212上传的巡检计划信息，可按照条件查询巡检计划，并可以选中查询结果中巡检计划，进行修改、删除。

巡检工作台模块22用于录入叶片巡检信息，具有暂存、预览功能，查询、修改、生成巡检报告，巡检工作台模块22包括巡检现场信息录入功能单元221、查询、修改、生成报告功能单元222；

巡检现场信息录入功能单元221，用于录入数据采集系统4上传的叶片巡检信息，提供暂存、预览功能，以便在工作中查看成果；

接收、管理巡检日历功能单元211，用于管理人员审核数据分析系统3上传的巡检分析结果，若所述结果存在错误，可人为进行修改，并生成巡检报告。

巡检信息汇总模块23，用于查看管理巡检工作台模块22上传的风场范围内所有风机的巡检报告，汇总风场所有的巡检结果信息，提供用户查询功能，用户通过输入查询条件，可以查询相关的风机巡检情况。

如图4所示，数据分析系统3包括顺次信号连接的数据导入/导出模块31(即数据导入/导出模块A)、图像预处理模块32、缺陷标记模块33、缺陷分类模块34、缺陷诊断模块35以及另一个数据导入/导出模块31(即数据导入/导出模块B)，用于分析数据采集系统4上传的风机图像数据，并将分析结果上传到任务处理系统2进行审核。

其中，

数据导入/导出模块31与任务处理系统2、数据采集系统4信号连接；

另一个数据导入/导出模块31信号连接任务处理系统2。

数据导入/导出模块31将数据采集系统4的图像数据通过自动同步或人工导入方式上传到所述模块31中的服务器，上传后可以查看导入的图像并对其进行缺陷分析，已经完成的图像分析结果可以自动由另一个数据导入/导出模块31同步至任务处理系统2，也可人工导出，进行对比和查看。

图像预处理模块32对图像数据进行预处理，针对背景、光照等影响对风机叶片进行分析的要素进行如背景剔除及去光照处理，然后通过叶片表面所作的色带标记对其进行区域划分进而确定所监控的区域以便进行下一步分析。

缺陷标记模块33对图像利用方框对缺陷进行标记，方框的长、宽能够涵盖整个缺陷位置并贴近缺陷边界，根据缺陷所在部位对叶片质量影响严重程度的不同，采用不同颜色标记缺陷。

缺陷分类模块33用于对已标记的缺陷进行分类，对叶片图像已标注的目标区域进行图像特征提取并识别，建立故障特征数据库来进行缺陷图像识别分类，给出缺陷类别名称。

缺陷诊断模块35用于对识别的缺陷进行分级诊断，建立基于损伤位置、尺寸等综合信息的分级规则，根据缺陷类别不同，可分别选择缺陷长度或面积作为缺陷分级的尺寸指标，缺陷根据严重程度分为轻微损伤、一般损伤、中等损伤、重大及致命损伤四个级别。

数据分析系统3可设有巡检端和数据中心端，

所述巡检端运行于各巡检设备如笔记本电脑，所述巡检端用于利用训练好的模型分析所述巡检设备从数据采集系统4得到的叶片的图像数据，给出包含被巡检的叶片是否具有缺陷及缺陷位置的初步分析结果；

所述数据中心端用于读取所述巡检端上传的巡检图片并进行识别分析，读取巡检端上传的巡检图片，实现图片的精细识别分析，给出包含叶片是否具有缺陷、缺陷位置标注、缺陷类别、缺陷分级等全部信息的详细分析结果。

如图5所示，数据采集系统4包括风机信息采集模块41、地面控制模块42、智能巡检无人机43。

其中，

风机信息采集模块41用于在地面获取风机叶轮朝向角度、叶轮相位角度等信息，风机信息采集模41包括手持测向单元411及所述单元411信号连接的角度计算单元412；

手持测向单元411可选取被测风机上方两支叶片叶尖各一点，测量得到当前观测点与叶尖被测点之间连线的地磁角度；

角度计算单元412安装于计算机，可通过手持测向单元411测得的地磁角度数据计算出叶轮朝向角度。

地面控制模块42用于所述无人机43的巡检航线自动生成、飞行过程监控，地面控制模块42包括航线自动生成单元421和飞行过程监控单元422；

航线自动生成单元421信号连接角度计算单元412；

航线自动生成单元421根据风机叶轮朝向、叶轮相位、轮毂高度、叶片长度、风机坐标信息直接生成巡检航线，传输到智能巡检无人机43进行自动巡检；

飞行过程监控单元422与智能巡检无人机43利用高清图传、数传设备连接，飞行过程监控单元422显示屏实时接收无人机相机拍摄画面，进行实时监控。

智能巡检无人机43包括无人机飞行平台431、定位单元432、图像采集单元433、数据存储单元434、信息匹配单元435、避障单元436；

无人机飞行平台431信号连接航线自动生成单元421、定位单元432、图像采集单元433、数据存储单元434；

定位单元432信号连接图像采集单元433、数据存储单元434和信息匹配单元435；

图像采集单元433信号连接数据存储单元434、信息匹配单元435；

信息匹配单元435信号连接数据存储单元434；

避障单元436信号连接无人机飞行平台431；

无人机飞行平台431为工业级无人机，用于搭载各职能巡检功能模块；

定位单元432包括机载定位单元及地面基站，可实现无人机43的厘米级定位并将位置信息传输给信息匹配单元435；

图像采集单元433包括高倍相机、自稳云台以及视觉引导单元，所述高倍相机用于拍摄叶片照片，所述自稳云台用于将所述高倍相机信号连接到无人机43，同时抵消无人机43飞行引起的所述高倍相机抖动；所述视觉引导单元用于辅助所述高倍相机实时对准叶片，保障叶片处于所述高倍相机取景框中央；

数据存储单元434用于接收信息匹配单元435的图像数据并保存，在无人机43飞行结束后传输到数据分析系统3；

信息匹配单元435用于读取图像采集单元433采集的图片信息以及拍摄点的位置信息并进行匹配，以便数据分析过程中快速定位缺陷位置，完成后将所述缺陷位置传输到数据存储单元434；

避障单元436用于防止无人机发生碰撞事故，避障单元436安装于无人机43机体上方，通过激光360°扫描无人机周围环境，当设定距离内出现障碍物，避障单元436发出警报，无人机43中止航线并悬停。

本发明提供了一种基于所述风机组智能叶片巡检系统的风机组叶片巡检方法，所述方法包括：

步骤1，创建风场：在任务管理系统1中创建风场信息，填写风场代码、风场名称、风场地理位置、机组型号、叶片信息等，并同步到任务处理系统2；

步骤2，创建任务：在任务管理系统1中生成新的巡检任务，并下发到对应风场的任务处理系统2或审核任务处理系统2提交的任务申请，允许执行；

步骤3，任务规划：任务处理系统2接收巡检任务，制定巡检计划，规划场内各风机巡检时间、巡检人员、巡检设备编号、计划工期等；

步骤4，执行作业：数据采集系统4根据任务计划执行叶片巡检工作；

步骤5，数据分析，数据分析系统3对智能巡检无人机43上传的巡检数据进行分析，并将结果上传到任务处理系统2；

步骤6，任务完成：任务处理系统2审核数据分析结果，记录巡检作业执行情况，生成巡检报告并上传到任务管理系统1，任务执行完成；

步骤7，任务关闭：任务管理系统1审核任务处理系统上传巡检报告，确认无异议后任务关闭。

其中，

一、在所述步骤5中，所述巡检端运行于各巡检设备如笔记本电脑，利用训练好的模型分析所述风机组叶片的图像数据，给出包含所述叶片是否具有缺陷、缺陷位置标注或标记的初步分析结果，所述巡检端执行如下步骤：

步骤1a0，读取图像数据：通过自动同步或人工导入方式将所述无人机43拍摄的风机叶片图像数据上传到数据分析系统3；

步骤2a0，图像预处理：首先通过边缘提取算法对所述风机叶片图像进行背景剔除，再去除光照对所述风机叶片图像影响；

步骤3a0，缺陷标识：对所述风机叶片图像进行筛选，去除无缺陷叶片图像，利用不同颜色的方框对所述叶片的缺陷进行标记；

步骤4a0，将经过所述步骤1a0-3a0得到的数据分析结果同步到任务处理系统2，给出巡检报告。

所述数据中心端读取所述巡检端上传的由无人机43巡检得到的叶片图像，利用服务器资源实现图片的精细识别分析，给出包含叶片是否具有缺陷、缺陷位置标注、缺陷类别、缺陷分级等全部信息的详细分析结果，所述数据中心端执行如下步骤：

步骤1a，读取图像数据：通过自动同步或人工导入方式将所述无人机43拍摄的风机叶片图像d数据上传到数据分析系统3；

步骤2a，图像预处理：首先通过边缘提取算法对所述风机叶片图像d进行背景剔除，再去除光照对所述风机叶片图像d影响；

步骤3a，缺陷标识：对所述风机叶片图像d进行筛选，去除无缺陷叶片图像，利用不同颜色的方框对所述叶片的缺陷进行标记；

步骤4a，缺陷分类：对所述风机叶片图像d已标注的目标区域进行图像特征提取并识别，确定缺陷所属类别；

步骤5a，缺陷诊断：对识别的缺陷进行分级诊断，给出缺陷严重程度；

步骤6a，数据上传：将经过所述步骤1a-5a得到的数据分析结果同步到任务处理系统2进行审核，数据分析过程结束。

二、在所述步骤4中执行如下步骤：

首先，接收巡检计划：接收任务处理系统2下发的巡检计划，按计划携带数据采集系统4到指定机位执行任务；

其次，设备调试：组装调试风机信息采集模块41、地面控制模块42、智能巡检无人机43，确保能够正常工作；

步骤1b，确定风机信息：采集风机叶轮朝向、叶轮相位角、轮毂高度、叶片长度、风机坐标等信息；

步骤2b，航线生成：将风机信息输入到地面控制模块42，自动生成航线信数据，传输给智能巡检无人机43；

步骤3b，叶片检查：智能巡检无人机43一键启动，沿航线自动飞行并拍摄叶片照片并保存，航线执行完毕后无人机43自动降落；

步骤4b，任务结束：将叶片图像数据导入到数据分析系统3，收起设备，任务结束。

其中，

所述步骤3b包括：

将保存的所述图像数据与拍摄点的GPS位置信息一一匹配；

在所述拍摄过程中，所述智能巡检无人机43中的高倍相机利用视觉辅助镜头实时对准所述叶片，保障所述叶片处于所述高倍相机取景框中央；

所述无人机43上的避障单元436实时发射激光扫描所述无人机周围环境，确保安全。

参考图6，所述步骤1b中还包括：

步骤1c，风机叶轮盘车，叶轮旋转为图示“Y”字型位置后锁定叶轮；

步骤2c，巡检工作人员在风机塔下任一位置利用测向装置如手持测向单元411测量所述叶轮上方任一支叶片叶尖(被测点一)，记录所述测向装置当前位置与被测点一之间连线的地磁角度1及距离La；

步骤3c，巡检工作人员保持其位置不变，利用测向装置如手持测向单元411测量所述叶轮上方另一支叶片叶尖(被测点二)，记录测向装置当前位置与被测点二之间连线的地磁角度2及距离Lb；

步骤4c，将地磁角度1、地磁角度2、距离La及距离Lb输入到角度计算单元412，计算出叶轮朝向角度,

或参考图7，所述步骤1b中还包括：

步骤1d，所述风电机的叶轮旋转为“Y”字型位置后锁定叶轮；

步骤2d，以巡检工作人员观测点与所述叶轮上方一支叶片叶尖的被测点1之间的连线向地面垂直投影，得到方向1，取一固定方向如正北方向与所述方向1间顺时针方向夹角，得到地磁角度c1，并得到本次投影的投影线长度L1；

步骤3d，以巡检工作人员观测点与所述叶轮上方另一支叶片叶尖的被测点2之间的连线向地面垂直投影，得到方向2，取所述固定方向与所述方向2间顺时针方向夹角，得到地磁角度c2，并得到本次投影的投影线长度L2；

步骤4d，通过所述地磁角度c1、地磁角度c2、投影线长度L1及投影线长度L2计算出所述固定方向与方向3间顺时针方向夹角c3，所述夹角c3减去90度，得到所述叶轮的朝向角度，其中，方向3为被测点1和被测点2的地面投影连线方向。

本发明的智能巡检无人机43的巡检航线依次遍历被巡检的风机各叶片两侧。例如常用风机一般设有三支叶片，则自动巡检航线整体呈“Y”字型，依次遍历所有三支叶片的后缘两侧。

本发明的风机组叶片智能巡检系统及相关各方法综合考虑风机叶片巡检过程中的任务调度、计划执行、自动巡检、智能分析、报告审核等要素，统一规划各风场的巡检任务安排，风场亦可根据自身需要提交任务申请，对巡检结果逐层审核，降低错误概率；提高巡检过程及数据处理的自动化、智能化程度，提升叶片巡检效率，降低无人机巡检成本。

本申请涉及的实施方法仅为较佳的方案，并非用于限定本发明的保护范围。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，即尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种风机组叶片智能巡检系统，其特征在于，包括：任务管理系统、任务处理系统、数据分析系统及数据采集系统，

其中，

所述任务管理系统与任务处理系统信号连接，所述任务管理系统用于对巡检任务进行统一规划管理并下达所述巡检任务到所述任务处理系统；

所述任务处理系统与所述数据分析系统及数据采集系统信号连接，所述任务处理系统用于将所述巡检任务分配到所述数据采集系统并接收、管理、审核所述数据分析系统的分析结果；

所述数据采集系统用于根据所述巡检任务安排执行叶片检查工作并将保存的叶片图像数据上传到数据分析系统；

所述数据分析系统与所述数据采集系统信号连接，所述数据分析系统用于根据所述数据采集系统的巡检图像数据自动进行分析并上传分析结果；

所述任务处理系统的数目大等于1，每个所述任务处理系统均信号连接对应的所述数据分析系统及数据采集系统。

2.根据权利要求1所述的一种风机组叶片智能巡检系统，其特征在于，所述任务管理系统包括风场信息管理模块、巡检任务管理模块、巡检报告管理模块，

其中，

所述风场信息管理模块用于创建或导入风场信息，所述风场信息包括风场代码、风场名称、风场地理位置、机组型号、叶片信息；

所述巡检任务管理模块用于按区域统一规划下发各所述巡检任务及审核各风场上报上来的巡检任务信息,查看进行中的巡检任务和历史任务信息；

所述巡检报告管理模块用于查看所述任务处理系统上传的巡检报告详情，并对所述巡检报告进行审核并统一管理；

所述风场信息管理模块包括手动导入风场信息功能单元、模板导入风场信息功能单元、风场信息编辑功能单元，所述手动导入风场信息功能单元、模板导入风场信息功能单元、风场信息编辑功能单元均信号连接所述巡检任务管理模块；

所述手动导入风场信息功能单元设有风场创建界面，通过在所述风场创建界面手动输入相应的信息实现手动创建新的风场信息；

所述模板导入风场信息功能单元用于填写模板数据，选择导入模板信息，创建风场信息；

所述风场信息编辑功能单元用于输入、修改所述风场信息；

所述巡检任务管理模块包括巡检任务下发功能单元、巡检任务审核功能单元、巡检任务列表功能单元；

所述巡检任务下发功能单元和巡检任务审核功能单元均信号连接所述巡检任务列表功能单元和所述任务处理系统；

所述巡检任务列表功能单元信号连接所述巡检报告管理模块；

所述巡检任务下发功能单元用于管理人员针对某个风场下发所述巡检任务；

所述巡检任务审核功能单元用于管理人员审核风场提交的巡检任务；

所述巡检任务列表功能单元用于显示所有巡检计划；

所述巡检报告管理模块信号连接所述任务处理系统。

3.根据权利要求1所述的一种风机组叶片智能巡检系统，其特征在于，所述的任务处理系统包括巡检计划管理模块、巡检工作台模块、巡检信息汇总模块，

其中，

所述巡检计划管理模块与所述巡检工作台模块、所述任务管理系统、所述数据采集系统信号连接；

所述巡检工作台模块与所述巡检信息汇总模块、所述数据采集系统、所述数据分析系统信号连接；

所述巡检信息汇总模块与所述任务管理系统信号连接；

所述巡检计划管理模块用于根据接收到的所述巡检任务制定填写巡检计划并分配给各所述数据采集系统；

所述巡检工作台模块用于录入叶片巡检信息，具有暂存、预览功能，查询、修改、生成巡检报告；

所述巡检信息汇总模块用于查看管理所述巡检工作台模块上传的风场范围内所有风机的所述巡检报告；

所述巡检计划管理模块包括巡检日历功能单元、巡检计划编辑功能单元、巡检计划查询功能单元；

所述巡检日历功能单元、巡检计划编辑功能单元均信号连接所述巡检计划查询功能单元；

所述巡检日历功能单元用于显示最近日期的巡检计划；

所述巡检计划编辑功能单元用于填写巡检计划，填写完成后提交存档；

所述巡检计划查询功能单元用于接收、管理所述巡检日历功能单元、巡检计划编辑功能单元上传的巡检计划信息；

所述巡检工作台模块包括巡检现场信息录入功能单元和查询、修改、生成报告功能单元；

所述巡检现场信息录入功能单元用于录入所述数据数据采集系统上传的叶片巡检信息；

所述接收、管理巡检日历功能单元用于管理人员审核所述数据分析系统上传的巡检分析结果，并生成所述巡检报告。

4.根据权利要求1所述的一种风机组叶片智能巡检系统，其特征在于，所述数据分析系统包括数据导入/导出模块A、图像预处理模块、缺陷标记模块、缺陷分类模块、缺陷诊断模块、数据导入/导出模块B；

其中，

所述数据导入/导出模块A、图像预处理模块、缺陷标记模块、缺陷分类模块、缺陷诊断模块、数据导入/导出模块B顺次信号连接；

所述数据导入/导出模块A与所述任务处理系统、数据采集系统信号连接；

所述数据导入/导出模块B信号连接所述任务处理系统；

所述数据导入/导出模块A用于上传所述数据采集系统的图像数据；

所述图像预处理模块用于对所述图像数据进行预处理，确定所监控的区域；

所述缺陷标记模块用于对所述图像的缺陷进行标记；

所述缺陷分类模块用于对已标记的所述缺陷进行分类；

所述缺陷诊断模块用于对已识别的所述缺陷进行分级诊断；

所述数据导入/导出模块B用于将已经完成的所述图像的分析结果上传至所述任务处理系统。

5.根据权利要求1或4所述的一种风机组叶片智能巡检系统，其特征在于，所述数据分析系统设有巡检端和数据中心端，

其中，

所述巡检端运行于各巡检设备，所述巡检端用于分析所述图像数据，给出包含被巡检的叶片是否具有缺陷及缺陷位置的初步分析结果；

所述数据中心端用于读取所述巡检端上传的巡检得到的叶片图像并进行识别分析，给出包含所述被巡检的叶片是否具有缺陷及缺陷位置、缺陷类别、缺陷分级的详细分析结果。

6.根据权利要求1所述的一种风机组叶片智能巡检系统，其特征在于，所述数据采集系统包括风机信息采集模块、地面控制模块、智能巡检无人机，

其中，

所述风机信息采集模块用于获取风机叶轮朝向角度、叶轮相位角度；

所述地面控制模块用于所述无人机的巡检航线自动生成、飞行过程监控；

所述风机信息采集模块包括手持测向单元和角度计算单元，所述手持测向单元信号连接所述角度计算单元；

所述手持测向单元用于选取被测风机上两支叶片叶尖各一点，测量得到当前观测点与叶尖被测点之间连线的地磁角度；

所述角度计算单元用于通过所述地磁角度计算出叶轮朝向角度；

所述地面控制模块包括航线自动生成单元和飞行过程监控单元；

所述航线自动生成单元信号连接所述角度计算单元；

所述航线自动生成单元用于根据所述被测风机叶轮朝向、叶轮相位、轮毂高度、叶片长度、风机坐标信息直接生成巡检航线，传输到所述智能巡检无人机进行自动巡检；

所述飞行过程监控单元用于实时接收所述无人机的拍摄画面，进行实时监控；

所述智能巡检无人机包括无人机飞行平台、定位单元、图像采集单元、数据存储单元、信息匹配单元、避障单元；

所述无人机飞行平台信号连接所述航线自动生成单元、定位单元、图像采集单元、数据存储单元；

所述定位单元信号连接所述图像采集单元、数据存储单元和信息匹配单元；

所述图像采集单元信号连接所述数据存储单元、信息匹配单元；

所述信息匹配单元信号连接所述数据存储单元；

所述避障单元信号连接所述无人机飞行平台；

所述无人机飞行平台用于搭载各职能巡检功能模块；

所述定位单元包括机载定位单元及地面基站，用于所述无人机的定位并将定位所得位置信息传输给所述信息匹配单元；

所述图像采集单元包括高倍相机、自稳云台以及视觉引导单元，所述高倍相机用于拍摄所述叶片照片；所述自稳云台用于将所述高倍相机信号连接到所述无人机，同时抵消无人机飞行引起的高倍相机抖动；所述的视觉引导单元用于辅助所述高倍相机实时对准所述叶片，保障所述叶片处于高倍相机取景框中央；

所述数据存储单元用于接收所述信息匹配单元的图像数据并保存，在所述无人机飞行结束后传输到所述数据分析系统；

所述信息匹配单元用于读取所述图像采集单元采集的图片信息以及所述无人机所在拍摄点的位置信息并进行匹配，以定位缺陷位置并将所述缺陷位置传输到所述数据存储单元；

所述避障单元用于扫描所述无人机周围环境，当设定距离内出现障碍物，所述避障单元发出警报，所述无人机中止航线并悬停；

所述的巡检航线依次遍历被巡检的风机的各叶片两侧。

7.基于权利要求1-6任一所述的一种风机组叶片智能巡检系统的风机组叶片巡检方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，创建风场：在所述任务管理系统中创建风场信息，填写风场代码、风场名称、风场地理位置、机组型号、叶片信息，并同步到所述任务处理系统；

步骤2，创建任务：在所述任务管理系统中生成新的巡检任务，并下发到对应风场的所述任务处理系统或审核所述任务处理系统提交的任务申请，允许执行；

步骤3，任务规划：所述任务处理系统接收所述巡检任务，制定巡检计划，规划场内各风机巡检时间、巡检人员、巡检设备编号、计划工期；

步骤4，执行作业：所述数据采集系统根据所述任务计划执行叶片巡检工作；

步骤5，数据分析：所述数据分析系统对所述智能巡检无人机上传的巡检数据进行分析，并将结果上传到所述任务处理系统；

步骤6，任务完成：所述任务处理系统审核所述数据分析结果，记录巡检作业执行情况，生成巡检报告并上传到所述任务管理系统；

步骤7，任务关闭：所述任务管理系统审核所述任务处理系统上传巡检报告，确认无异议后任务关闭。

8.根据权利要求7所述的风机组叶片巡检方法，其特征在于，在所述步骤5中所述数据分析系统执行如下步骤：

步骤1a0，读取图像数据：将所述无人机拍摄的风机叶片图像数据上传到数据分析系统；

步骤2a0，图像预处理：对所述风机叶片图像进行背景剔除，去除光照对所述风机叶片图像影响；

步骤3a0，缺陷标识：对所述风机叶片图像进行筛选，去除无缺陷叶片图像，利用不同颜色的方框对所述叶片的缺陷进行标记；

步骤4a0，将经过所述步骤1a0-3a0得到的数据分析结果同步到所述任务处理系统，给出巡检报告，

或

执行如下步骤：

步骤1a，读取图像数据：将所述无人机拍摄的风机叶片图像数据上传到数据分析系统；

步骤2a，图像预处理：对所述风机叶片图像进行背景剔除，去除光照对所述风机叶片图像影响；

步骤3a，缺陷标识：对所述风机叶片图像进行筛选，去除无缺陷叶片图像，利用不同颜色的方框对所述叶片的缺陷进行标记；

步骤4a，缺陷分类：对所述标记得到的目标区域进行图像特征提取并识别，确定缺陷所属类别；

步骤5a，缺陷诊断：对所述识别出的缺陷进行分级诊断，给出缺陷严重程度；

步骤6a，数据上传：将经过所述步骤1a-5a得到的数据分析结果同步到所述任务处理系统进行审核，数据分析过程结束。

9.根据权利要求7所述的风机组叶片巡检方法，其特征在于，在所述步骤4中执行如下步骤：

步骤1b，确定风机信息：采集风机叶轮朝向、叶轮相位角、轮毂高度、叶片长度、风机坐标信息；

步骤2b，航线生成：将风机信息输入到所述地面控制模块，自动生成航线信数据，传输给所述智能巡检无人机；

步骤3b，叶片检查：所述无人机沿航线自动飞行并拍摄所述叶片的图像并保存；

步骤4b，任务结束：将所述叶片图像数据导入到所述数据分析系统。

10.根据权利要求9所述的风机组叶片巡检方法，其特征在于，

所述步骤3b包括：

将保存的所述图像数据与拍摄点的GPS位置信息一一匹配；

在所述拍摄过程中，所述智能巡检无人机中的高倍相机利用视觉辅助镜头实时对准所述叶片，保障所述叶片处于所述高倍相机取景框中央；

所述无人机上的避障单元实时发射激光扫描所述无人机周围环境，确保安全。

11.根据权利要求9所述的风机组叶片巡检方法，其特征在于，

所述步骤1b中还包括：

步骤1c，风机叶轮盘车，所述叶轮旋转为“Y”字型位置后锁定叶轮；

步骤2c，用测向装置测量所述叶轮上方一支叶片叶尖的被测点a，记录所述测向装置当前位置与所述被测点a之间连线的地磁角度aa及距离La；

步骤3c，保持所述测向装置当前位置不变，测量叶轮上方另一支叶片叶尖的被测点b，记录所述当前位置与所述被测点b之间连线的地磁角度bb及距离Lb；

步骤4c，根据将所述地磁角度1、地磁角度2、距离La及距离Lb，计算出叶轮朝向角度，

或

所述步骤1b中还包括：

步骤1d，所述风机的叶轮旋转为“Y”字型位置后锁定叶轮；

步骤2d，以所述观测点与所述叶轮上方一支叶片叶尖的被测点a1之间的连线向地面垂直投影，得到方向b1，取一固定方向与所述方向b1间夹角，得到地磁角度c1及投影线长度L1；

步骤3d，以所述观测点与所述叶轮上方另一支叶片叶尖的被测点a2之间的连线向地面垂直投影，得到方向b2，取所述固定方向与所述方向b2间夹角，得到地磁角度c2及投影线长度L2；

步骤4d，通过所述地磁角度c1、地磁角度c2、投影线长度L1及投影线长度L2，计算出所述固定方向与方向3间夹角c3，所述夹角c3减去90度，得到所述叶轮的朝向角度，其中，方向3为所述被测点a1和a2地面投影连线方向。

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