Альтернативный подход к измерению угловой скорости ветряной турбины: использование машинного зрения...

Ветроэнергетический парк Баррадейл: Угловая скорость турбины по анализу машинного зрения и сигнала (FindPeaks)

Введение

Ветряные турбины в настоящее время являются неотъемлемой частью инициатив по возобновляемой энергии во всем мире. Для эффективной работы этих турбин важно отслеживать их угловую скорость. Традиционно для этой цели используются тахометры, однако они могут быть дорогими и подвержены поломкам.

В этом проекте мы исследуем альтернативный подход к измерению угловой скорости ветряной турбины с использованием машинного зрения и анализа сигналов. Наш метод использует видеопоследовательность вращающейся турбины и извлекает информацию об угловой скорости путем обработки изображения и поиска пиков в спектральном анализе сигнала.

Методология

Сбор данных

Мы приобрели видеопоследовательность вращающейся ветровой турбины на канадском ветряном предприятии Burradale. Видео было записано с частотой 30 кадров в секунду и разрешением 1280 x 720.

Обработка изображений

Для извлечения информации о движении из видеопоследовательности мы использовали OpenCV, библиотеку обработки изображений с открытым исходным кодом. Каждый кадр видео преобразовывался в формат оттенков серого, а затем с помощью GaussianBlur подавлялся шум. Затем мы использовали Canny для получения краев турбины и применили HoughCircles для обнаружения центральной точки вращательного движения.

Анализ сигналов

Используя координаты центральной точки, полученные из обработки изображений, мы создали временной ряд, представляющий положение турбины в каждом кадре. Затем мы применили спектральный анализ к временным рядам, используя Быстрое преобразование Фурье (FFT).

Мы использовали FindPeaks для обнаружения пиков в спектре частот. Частота самого высокого пика в спектре соответствует основной частоте вращения турбины.

Результаты

Наше исследование продемонстрировало, что метод машинного зрения и анализа сигналов может надежно измерять угловую скорость ветряной турбины. Результаты нашего проекта подтвердили возможность использования нашего метода в реальных системах мониторинга ветряных турбин.

Вывод

В этом проекте мы разработали и продемонстрировали альтернативный подход к измерению угловой скорости ветряной турбины. Наш метод основан на машинном зрении и анализе сигналов и показал перспективную точность и надежность.

Наши результаты открывают новые возможности для разработки экономически эффективных и надежных систем мониторинга ветряных турбин. Кроме того, этот подход можно применять для других вращающихся машин, таких как двигатели и генераторы.