專利名稱：用于檢查風(fēng)輪機(jī)的部件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢查(inspect)風(fēng)輪機(jī)的部件的方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)輪機(jī)及其部件(像是葉片)由維修技術(shù)員定期檢查。他們必須尋找例如由疲勞荷載引起的損傷。他們甚至必須尋找生銹和氧化損傷、由于環(huán)境沖擊(像是雷擊和冰雹)導(dǎo)致的損傷或者由環(huán)境條件(像是冰、溫差等)引起的損傷等。高度專業(yè)的技術(shù)員需要在兩小時(shí)和六小時(shí)之間進(jìn)行快速檢查，因此這項(xiàng)工作單調(diào)乏味并且非常昂貴。另外，技術(shù)員必須向上爬到部件以進(jìn)行檢查。因此，在技術(shù)員工作的同時(shí)，對于技 術(shù)員而目存在聞事故風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的用于檢查風(fēng)輪機(jī)的部件的方法，該方法尤其可用于檢查風(fēng)輪機(jī)的葉片。這個(gè)目的由權(quán)利要求I的特征實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選配置是從屬權(quán)利要求的目的。根據(jù)發(fā)明的方法，所謂的“無人駕駛飛行器，UAV”被朝著需要檢查的部件引導(dǎo)。按照這樣的方法選擇UAV和部件之間的特定預(yù)定義距離，即使得能夠由UAV收集該部件的高分辨率圖像(像是照片或地圖)。通過布置在UAV旁邊的圖像采集系統(tǒng)的幫助收集這些圖像。因此，檢查以遙控方式進(jìn)行并且基于由UAV收集的圖像。優(yōu)選地，UAV攜帶圖像采集系統(tǒng)的至少一些部件或者整個(gè)圖像采集系統(tǒng)。如果僅圖像采集系統(tǒng)的部件由UAV攜帶，則能夠減小需要的UAV的載荷量。因此，通過減小使用的UAV的尺寸能夠減小成本。優(yōu)選地，準(zhǔn)備用于產(chǎn)生并收集圖像的光學(xué)照相機(jī)系統(tǒng)或超聲波系統(tǒng)或高頻系統(tǒng)或紅外照相機(jī)系統(tǒng)或熱感照相機(jī)系統(tǒng)或另一(遙控)系統(tǒng)用作圖像采集系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中的一些在消費(fèi)市場是公知的并且因此非常便宜、很小并且它們甚至重量輕。因此，它們能夠毫無問題地由合適選擇的UAV移動(dòng)并攜帶。優(yōu)選地，采集的圖像或者獲得的圖像數(shù)據(jù)被傳送并存儲(chǔ)在中央數(shù)據(jù)庫中。這允許在檢查完成之后的部件的后繼檢查。優(yōu)選地，圖像或者數(shù)據(jù)的傳送以無線方式進(jìn)行。所有收集的圖像或圖像數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)地朝著技術(shù)員的使用的工具傳送。因?yàn)椴辉傩枰挥赨AV上的數(shù)據(jù)庫，所以在UAV旁邊，重量減小。收集的信息被實(shí)時(shí)地存儲(chǔ)并且獨(dú)立于正在使用的UAV。通過使用數(shù)據(jù)庫、甚至非常容易地進(jìn)行部件和檢查的文檔制作(documentation)并且其中需要少量的后期工作。優(yōu)選地，進(jìn)行文檔制作作為優(yōu)選地使用合適的計(jì)算機(jī)程序的自動(dòng)化自文檔(automated-self-documentation)。
發(fā)明的方法允許在檢查時(shí)間段期間僅需要一個(gè)技術(shù)員或者僅需要一個(gè)操作者。因此，檢查過程省時(shí)并且便宜。根據(jù)發(fā)明的方法，在檢查過程進(jìn)行的同時(shí)，技術(shù)員留在風(fēng)輪機(jī)的地面上。因此，技術(shù)員的事故風(fēng)險(xiǎn)非常低。在進(jìn)行檢查的同時(shí)，不再需要技術(shù)員向上爬到風(fēng)輪機(jī)的部件(像是葉片)。優(yōu)選地，在由合適的軟件遙控的情況下，UAV自主地起飛、導(dǎo)航至部件(像是葉片) 的表面并著陸。優(yōu)選地，軟件使用GPS數(shù)據(jù)用于UAV的遙控。因此，操作者能夠命令UAV并使UAV返回到它的飛行路徑上的任何預(yù)定或先前位置。因此，如果需要，則能夠逐步地改善圖像。優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)布置在UAV旁邊。計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備用于經(jīng)由收集的圖像或者圖像數(shù)據(jù)自動(dòng)地識(shí)別部件附近的損傷。優(yōu)選地，在傳送給地面上的技術(shù)員的圖像流或視頻內(nèi)突出顯示檢測的損傷。優(yōu)選地，UAV記錄整個(gè)飛行的高清晰度視頻。如果檢測到損傷，則UAV優(yōu)選地且自動(dòng)地飛近該部件。因此，在產(chǎn)生損傷的高分辨率圖像的同時(shí)，允許近處觀察。優(yōu)選地，(多個(gè))視覺圖像的數(shù)據(jù)被傳送給由技術(shù)員使用的膝上型計(jì)算機(jī)以進(jìn)行檢查。技術(shù)員確定檢測到的損傷是否嚴(yán)重。損傷被自動(dòng)保存在檢查報(bào)告內(nèi)。優(yōu)選地，圖像數(shù)據(jù)的各部分自動(dòng)地并且根據(jù)一組預(yù)定義規(guī)則保存到中央數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)能夠在以后用于跟蹤關(guān)于模型類型或環(huán)境地點(diǎn)條件的隨著時(shí)間的問題或表面特征。這允許在部件或者在整個(gè)風(fēng)輪機(jī)的潛在問題的改進(jìn)范圍確立和預(yù)測。優(yōu)選地，UAV甚至在進(jìn)行檢查期間提供另外的數(shù)據(jù)。例如，紅外成像或熱感成像能夠由至少部分地位于UAV旁邊的裝置進(jìn)行。在進(jìn)行檢查期間甚至可以使用圖像覆蓋、計(jì)算機(jī)視覺、測距儀和3D掃描器能力。例如，當(dāng)風(fēng)輪機(jī)工作時(shí)，在風(fēng)輪機(jī)的葉片中的裂縫內(nèi)存在可見的加熱圖案(heatpattern)。這種加熱圖案由紅外照相機(jī)或由熱感照相機(jī)檢測。裝備有紅外/熱感照相機(jī)的UAV在風(fēng)輪機(jī)運(yùn)行的同時(shí)或者緊接在風(fēng)輪機(jī)停止之后拍攝葉片表面的高分辨率圖像。因此，在風(fēng)輪機(jī)逐步進(jìn)入停止操作模式的同時(shí)，因?yàn)闄z查立即開始，所以為檢查節(jié)省了時(shí)間。在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，甚至能夠掃描葉片根端或整個(gè)葉片根區(qū)域，檢測那里的可能的裂縫?？紤]到需要的時(shí)間，發(fā)明的方法是有益的。與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在技術(shù)員檢查部件時(shí)技術(shù)員能夠工作的情況相比，如上所述的用于檢查的自動(dòng)化方法速度是前者的四倍。考慮到其效率，發(fā)明的方法是有益的。能夠定期地檢查相關(guān)的且有問題的部件(像是葉片)并且僅需要少量的檢查時(shí)間。考慮到需要的維修人員，發(fā)明的方法是有益的。僅需要一個(gè)技術(shù)員?？紤]到文檔制作，發(fā)明的方法是有益的。如上所述，優(yōu)選地進(jìn)行文檔制作作為“自文檔”，因此，所有收集的照片或圖像或視頻等被自動(dòng)引用并加載到數(shù)據(jù)庫中，且因此沒有技術(shù)員的貢獻(xiàn)。所有收集的檢查掃描的信息可用于后期定義的搜索?？紤]到使用的人員的風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)明的方法是有益的。技術(shù)員能夠留在地面上，而非爬到或用繩索下降到風(fēng)輪機(jī)?？紤]到增強(qiáng)視覺的可能性，發(fā)明的方法是有益的。UAV允許增強(qiáng)視覺。因此，存在很高的可能性甚至小的損傷也能夠由技術(shù)員檢測到。考慮到已知部件附近的“潛在損傷的預(yù)測”的主題，發(fā)明的方法是有益的。觀測或檢查數(shù)據(jù)定期地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。因此，它們能夠用于可能在未來發(fā)生的損傷的預(yù)測。


通過附圖的幫助更詳細(xì)地顯示本發(fā)明。附圖顯示優(yōu)選的配置并且不限制本發(fā)明的范圍。它們甚至不限制權(quán)利要求的范圍。圖I顯示發(fā)明的方法的原理思想。圖2顯示將要使用的兩種可能的UAV。圖I顯示發(fā)明的方法的原理思想。無人駕駛飛行器UAV被朝著風(fēng)輪機(jī)部件引導(dǎo)-在這種情況下，被朝著葉片BL引導(dǎo)。
具體實(shí)施例方式按照這樣的方法選擇無人駕駛飛行器UAV和葉片BL之間的特定且預(yù)定義的距離DIS,即使得由無人駕駛飛行器UAV收集該部件的高分辨率圖像IMG1-IMG9。圖像IMG1-IMG9由圖像采集系統(tǒng)IAS收集。以遙控方式并且基于由UAV收集的圖像MG1-MG9進(jìn)行檢查。圖像MGHMG9或者獲得的圖像數(shù)據(jù)MGHMG9被傳送并存儲(chǔ)在中央數(shù)據(jù)庫⑶B中，中央數(shù)據(jù)庫⑶B優(yōu)選地布置得遠(yuǎn)離無人駕駛飛行器UAV0圖2顯示將要使用的兩種可能的UAV0 一種命名為“Falcon-PARS”，是一種例如由公司“ISTS Americas Corporation”提供的直升機(jī)。另一種是由瑞士公司SENSEFLY提供 的飛機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢查風(fēng)輪機(jī)(WT)的部件(BL)的方法， -其中無人駕駛飛行器(UAV)被朝著部件引導(dǎo)以進(jìn)行檢查， -其中按照這樣的方法選擇無人駕駛飛行器(UAV)和部件(BL)之間的特定預(yù)定義距離，即使得由無人駕駛飛行器(UAV)收集該部件的高分辨率圖像(IMG1-IMG9)， -其中圖像(IMG1-IMG9)由圖像采集系統(tǒng)(IAS)收集， -其中以遙控方式并且基于由UAV收集的圖像(MG1-MG9)進(jìn)行檢查。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述圖像采集系統(tǒng)(IAS)的至少一些部件或者整個(gè)圖像采集系統(tǒng)(IAS)由無人駕駛飛行器(UAV)攜帶以進(jìn)行檢查。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的方法，其中光學(xué)照相機(jī)系統(tǒng)或超聲波系統(tǒng)或高頻系統(tǒng)或紅外照相機(jī)系統(tǒng)或熱感照相機(jī)系統(tǒng)或另一系統(tǒng)用作圖像采集系統(tǒng)(IAS)以產(chǎn)生并收集圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求3之一所述的方法，其中所述圖像(MG1-MG9)或者獲得的圖像數(shù)據(jù)被傳送并存儲(chǔ)在中央數(shù)據(jù)庫(CDB)中，中央數(shù)據(jù)庫(CDB)優(yōu)選地布置得遠(yuǎn)離無人駕駛飛行器(UAV)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述圖像或者圖像數(shù)據(jù)的傳送以無線方式進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求5之一所述的方法， -其中使用自動(dòng)化自文檔存儲(chǔ)圖像(IMG1-IMG9)或者獲得的圖像數(shù)據(jù)，或者 -其中圖像數(shù)據(jù)的各部分自動(dòng)地并且根據(jù)一組預(yù)定義規(guī)則保存到中央數(shù)據(jù)庫以用于隨著時(shí)間跟蹤表面問題。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求6之一所述的方法，其中所述無人駕駛飛行器(UAV)在被遙控的情況下自主地起飛、導(dǎo)航至部件的表面并著陸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中GPS數(shù)據(jù)用于遙控。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求8之一所述的方法，其中計(jì)算機(jī)在無人駕駛飛行器(UAV)旁邊用于經(jīng)由收集的圖像或者經(jīng)由獲得的圖像數(shù)據(jù)自動(dòng)地檢測在部件處的損傷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在從無人駕駛飛行器(UAV)傳送的圖像流或視頻內(nèi)突出顯示檢測的損傷。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求10之一所述的方法，其中所述無人駕駛飛行器(UAV)用于通過紅外或熱感照相機(jī)檢測風(fēng)輪機(jī)的葉片中的裂縫的加熱圖案。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求11之一所述的方法，其中檢查部件的表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢查風(fēng)輪機(jī)的部件的方法。根據(jù)發(fā)明的方法，無人駕駛飛行器(UAV)被朝著部件引導(dǎo)以進(jìn)行檢查。按照這樣的方法選擇無人駕駛飛行器(UAV)和部件(BL)之間的特定預(yù)定義距離(DIS)，即由無人駕駛飛行器(UAV)收集該部件的高分辨率圖像(IMG1-IMG9)。圖像(IMG1-IMG9)由圖像采集系統(tǒng)(IAS)收集。以遙控方式并且基于由UAV收集的圖像(IMG1-IMG9)進(jìn)行檢查。
文檔編號G01N21/88GK102798635SQ20121016549
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者J.施特格 申請人:西門子公司