一种基于风机局部图像的桨叶叶尖定位方法

摘要

针对无人机自主巡检风机需对桨叶进行精准定位的问题，设计了一种基于风机局部图的无人机位姿修正和叶尖定位系统。无人机依据风机参数飞至指定位置获取风机局部图，使用Yolov5实现对轮毂、塔筒的目标检测和特征提取。对概率渐进式Hough直线检测结果筛选后，利用K-means聚类得到桨叶中心线，依靠轮毂特征和桨叶中心线夹角更新无人机位姿，获取近距离粗略正对风机局部图。设计无人机位姿修正系统并对其收敛性进行了证明，该系统以风机局部图中像素坐标差值作为偏差控制量，计算世界坐标系下无人机运动量，实现无人机正对风机，轮毂位置位于图像中心。最后，结合无人机位姿信息与风机参数解算桨叶叶尖坐标，实现叶尖精准定位。该算法基于Gazebo仿真实现，定位精度达亚米级，为风机运维提供理论依据。

关键词

目标检测 / 图像处理 / 位姿修正 / 桨叶叶尖 / 精准定位