CN113464380B - 一种塔筒安全性能确定方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请是关于一种塔筒安全性能确定方法、装置、设备及存储介质，具体涉及新能源领域。所述方法包括：获取目标视频数据；对所述目标视频数据进行数据处理，获取所述目标塔筒的目标振动频率；将所述目标塔筒的目标振动频率以及所述目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定所述目标塔筒的安全性能。上述方案只需要在指定时间内采集目标塔筒的视频数据，就可以确定目标塔筒的安全性能，不需要激励起塔筒的自由晃动，提高了塔筒安全性的检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源领域，具体涉及一种用于塔筒安全性能确定方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在新能源领域，风能发电作为除水力发电外技术最成熟的一种可再生能源发电，占据了重要地位。
风电机组投入运行后，塔筒与叶轮共振、塔筒裂纹、塔筒间的连接螺栓松动、风机基础连接松动或连接刚性不足，塔筒的制造参数与设计参数不符等等，都会威胁塔筒的健康运行，同时以上问题在风机日常运行和巡检过程中不易发现，可能使得风机塔筒带病持续运行。为了检测塔筒的安全性，本领域技术人员通常通过机组运行时急停的方式，激励起塔筒的大幅自由晃动后进行测量塔筒的振动情况，以便根据塔筒自由晃动的频率确定塔筒的安全性。
上述方案中，每次对塔筒进行测量时都需要将风电机组运行后急停，检测效率低下。
发明内容
本申请提供了一种塔筒安全性能确定方法、装置、计算机设备及存储介质，该技术方案如下。
一方面，提供了了一种塔筒安全性能确定方法，所述方法包括：
获取目标视频数据；所述目标视频数据用于指示所述目标塔筒在指定时间内的振动情况；
对所述目标视频数据进行数据处理，获取所述目标塔筒的目标振动频率；所述目标振动频率用于指示所述目标塔筒在所述目标视频数据对应的受激条件下的振动频率；
将所述目标塔筒的目标振动频率以及所述目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定所述目标塔筒的安全性能；所述原始固有频率用于指示所述目标塔筒在指定受激条件下的振动频率。
又一方面，提供了一种塔筒安全性能确定装置，所述装置包括：
视频数据获取模块，用于获取目标视频数据；所述目标视频数据用于指示所述目标塔筒在指定时间内的振动情况；
振动频率获取模块，用于对所述目标视频数据进行数据处理，获取所述目标塔筒的目标振动频率；
安全性能确定模块，用于将所述目标塔筒的目标振动频率以及所述目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定所述目标塔筒的安全性能；所述原始固有频率用于指示所述目标塔筒在指定受激条件下的振动频率。
在一种可能的实现方式中，所述安全性能确定模块，用于，
当所述目标振动频率与所述原始固有频率的差在第一阈值范围内时，将所述目标塔筒确定为安全状态；
或者，
当所述目标振动频率与所述原始固有频率的差在第二阈值范围内时，将所述目标塔筒确定为不安全状态；
其中，所述第一阈值范围与所述第二阈值范围中的最大值小于测量阈值。
在一种可能的实现方式中，当所述目标塔筒中包含已更换部件时，所述安全性能确定模块，还包括：
第一阈值确定单元，用于根据所述目标塔筒中的已更换部件，确定所述第一阈值。
在一种可能的实现方式中，所述目标视频数据中还包括环境参数；所述环境参数用于指示所述获取所述目标视频时，所述目标塔筒的环境信息；
所述振动频率获取模块，包括：
候选振动获取单元，用于对所述目标视频数据中的至少两段连续视频片段进行数据处理，分别获取所述目标塔筒的至少两个候选振动频率；
目标振动确定单元，用于根据所述候选振动频率分别对应的连续视频片段的环境参数，对所述至少两个候选振动频率进行处理，确定所述目标振动频率。
在一种可能的实现方式中，所述振动频率获取模块，还包括：
将所述至少两个候选振动频率中，对应的连续视频片段的环境参数满足环境阈值条件的候选振动频率确定为可用振动频率；
对所述可用振动频率进行误差消除处理，确定所述目标振动频率。
在一种可能的实现方式中，所述至少两个候选振动频率中包含第一候选振动频率；
所述候选振动获取单元，包括：
连续帧图像获取子单元，用于获取第一连续视频片段中的各个连续图像帧；
图像特征提取子单元，用于对所述各个连续图像帧，进行图像特征提取，分别获得各个连续图像帧的图像特征点；
候选振动获取子单元，用于根据所述各个连续图像帧中，相对应的图像特征点之间的距离信息，确定所述第一连续视频片段对应的第一候选振动频率。
再一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述的塔筒安全性能确定方法。
又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述的塔筒安全性能确定方法。
再一方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质中读取所述计算机指令，处理器执行所述计算机指令，使得所述计算机设备执行上述塔筒安全性能确定方法。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
通过对目标塔筒采集到的目标视频数据进行分析，可以得到该目标塔筒对应的振动频率，此时可以根据目标塔筒在指定受激条件下的振动频率，与根据视频分析得到的振动频率进行对比，来确定目标塔筒的性能是否发生较大改变，以确定目标塔筒的安全性。因此上述方案只需要在指定时间内采集目标塔筒的视频数据，就可以确定目标塔筒的安全性能，不需要激励起塔筒的自由晃动，提高了塔筒安全性的检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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申请的一些实施方式，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是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全确定***的结构示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全性能确定方法的方法流程图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全性能确定方法的方法流程图；
图4示出了如图3所示实施例涉及的一种运动情况获取方法示意图；
图5示出了如图3所示实施例涉及的一种塔筒振动频率图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全性能确定方法流程图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全性能确定装置的结构方框图；
图8示出了本申请一示例性实施例示出的计算机设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
应理解，在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示，也可以是间接指示，还可以是表示具有关联关系。举例说明，A指示B，可以表示A直接指示B，例如B可以通过A获取；也可以表示A间接指示B，例如 A指示C，B可以通过C获取；还可以表示A和B之间具有关联关系。
在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。
本申请实施例中，“预定义”可以通过在设备(例如，包括终端设备和网络设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。
图1是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全确定***的结构示意图。该塔筒安全确定***中包含服务器110以及各个图像采集设备120。
该各个图像采集设备120用于采集对应的目标塔筒的视频图像数据，以便对该视频图像数据进行处理，获取目标塔筒的安全性能。
可选的，该图像采集设备中包含具有较高性能的数据处理器，当该图像采集设备采集到目标塔筒的视频图像数据后，可以通过数据处理器对该采集到的目标塔筒的视频图像数据进行处理，获得该目标塔筒的安全性能并发送给服务器进行保存。
可选的，该图像采集设备采集到目标塔筒的视频图像数据后，可以直接将该目标塔筒的视频图像数据发送给服务器，由服务器中的数据处理器对该目标塔筒的视频数据进行处理，以获得该目标塔筒的安全性能。
可选的，该图像采集设备是具有高帧率视频图像采集能力的图像采集设备(如高速摄像机，或者是具有高速摄像能力的其他终端设备)，通过具有高帧率视频图像采集能力的图像采集设备，对目标塔筒进行采集时，可以获得更加细节的塔筒运动情况，以便提高根据该视频图像数据确定的目标塔筒的安全性能。
可选的，该目标塔筒是风力塔筒，即风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组振动。
可选的，上述服务器可以是独立的物理服务器，也可以是由多个物理服务器构成的服务器集群或者是分布式***，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN、以及大数据和人工智能平台等技术运计算服务的云服务器。
可选的，该***还可以包括管理设备，该管理设备用于对该***进行管理(如管理各个模块与服务器之间的连接状态等)，该管理设备与服务器之间通过通信网络相连。可选的，该通信网络是有线网络或无线网络。
可选的，上述的无线网络或有线网络使用标准通信技术和/或协议。网络通常为因特网，但也可以是其他任何网络，包括但不限于局域网、城域网、广域网、移动、有限或无线网络、专用网络或者虚拟专用网络的任何组合。在一些实施例中，使用包括超文本标记语言、可扩展标记语言等的技术和/或格式来代表通过网络交换的数据。此外还可以使用诸如安全套接字层、传输层安全、虚拟专用网络、网际协议安全等常规加密技术来加密所有或者一些链路。在另一些实施例中，还可以使用定制和/或专用数据通信技术取代或者补充上述数据通信技术。
图2是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全性能确定方法的方法流程图。该方法由计算机设备执行，该计算机设备可以是如图1中所示的塔筒安全确定***中的服务器110。如图2所示，该塔筒安全性能确定方法可以包括如下步骤：
步骤201，获取目标视频数据。
该目标视频数据用于指示该目标塔筒在指定时间内的振动情况。
该目标视频数据是图像采集设备在指定时间段内对目标塔筒进行图像采集获得的视频数据。在该目标视频数据中记录的目标塔筒的运动情况可以表征该目标塔筒在指定时间内的振动情况，如目标塔筒的振动的频率，振动的幅度等。
步骤202，对该目标视频数据进行数据处理，获取该目标塔筒的目标振动频率。
该目标振动频率用于指示该目标塔筒在该目标视频数据对应的受激条件下的振动频率；
该目标振动频率是根据该目标视频数据得到的，即该目标振动频率可以用于指示该目标视频数据对应的时间段中，目标塔筒的振动情况。也就是说，根据该目标视频数据，可以确定该目标视频数据中记录的目标塔筒的振动情况。
步骤203，将该目标塔筒的目标振动频率以及该目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定该目标塔筒的安全性能。
该原始固有频率用于指示该目标塔筒在指定受激条件下的振动频率。
可选的，该原始固有频率是该目标塔筒出厂时预先设置的。
当根据目标视频数据确定了目标塔筒在该目标视频数据中表现出的目标振动频率时，可以与目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定该目标塔筒是否存在频率的偏移。
由于原始固有频率是指示该目标塔筒在指定受激条件下的振动频率，且目标塔筒在正常运行时，风力发电机的塔筒在收到风力的影响时，会在风力发电机的后端形成空气涡流，该空气涡流会引起该风力发电机的塔筒的振动，而正常情况下的风力发电机塔筒受到涡流的影响所产生的振动频率应该是固定的(即原始固有频率)，因此当目标振动频率与原始固有频率发生偏差时(即目标塔筒发生频率偏移时)，则表示该目标塔筒的某些零部件甚至塔筒整体不满足预设的工程参数，该目标塔筒存在安全隐患。
因此，当根据目标视频数据确定了目标塔筒在指定时间内的振动情况，通过将该目标振动频率与原始固有频率进行对比，可以确定该目标塔筒在指定时间段内是否存在频率偏移，并以此确定该目标塔筒是否安全。
综上所述，通过对目标塔筒采集到的目标视频数据进行分析，可以得到该目标塔筒对应的振动频率，此时可以根据目标塔筒在指定受激条件下的振动频率，与根据视频分析得到的振动频率进行对比，来确定目标塔筒的性能是否发生较大改变，以确定目标塔筒的安全性。因此上述方案只需要在指定时间内采集目标塔筒的视频数据，就可以确定目标塔筒的安全性能，不需要激励起塔筒的自由晃动，提高了塔筒安全性的检测效率。
图3是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全性能确定方法的方法流程图。该方法由计算机设备执行，该计算机设备可以是如图1中所示的塔筒安全确定***中的服务器110。如图3所示，该塔筒安全性能确定方法可以包括如下步骤：
步骤301，获取目标视频数据。
该目标视频数据通过图像采集设备在指定时间段内对该目标塔筒进行图像采集得到的。即该目标视频数据中包含基于图像采集时间进行排序的各个视频图像帧，各个视频图像帧用于记载，在该视频图像帧的采集时刻的目标塔筒的运动情况。
可选的，该目标视频数据中还包括环境参数；该环境参数用于指示获取该目标视频时，该目标塔筒的环境信息。
当通过图像采集设备进行目标塔筒的图像采集时，还可以同时通过图像采集设备中的其他传感器设备，采集该目标视频数据中的环境参数，以便记载获取该目标视频数据时的目标塔筒的环境信息。
由于目标塔筒的运动情况容易受到周围环境的影响，例如强风、高温等极端天气可能对目标塔筒的运动过程造成超出预期的影响，而在极端条件下的目标塔筒的运动情况，并不能直接代表目标塔筒在正常运作条件下的运动情况。因此当通过图像采集设备进行目标塔筒的图像采集时，获取目标视频数据对应的环境参数，有利于排除偶然因素对目标塔筒运动情况的干扰，提高对目标塔筒运动分析的准确性。
可选的，该环境参数中包含该目标视频数据中的风向和风速。
当目标塔筒是风力发电机的塔筒时，该目标塔筒的工作环境通常存在一定的风力，目标塔筒会随着风力形成的涡流而振动。因此当通过目标视频数据记录下该目标塔筒在指定时间内的振动情况时，可以同时通过传感器设备记录下该目标塔筒所处环境中的风向和风速，作为该目标塔筒振动时的工作环境。
可选的，该环境参数中还包含该目标塔筒与图像采集设备的距离信息。
当记录下图像采集设备的距离信息后，可以根据该图像采集设备的焦距等参数，确定该目标塔筒的尺寸信息，从而根据该目标塔筒的尺寸信息判断该目标塔筒在振动时的振动幅度，从而更加准确的记录目标塔筒的振动情况。
步骤302，对该目标视频数据中的至少两段连续视频片段进行数据处理，分别获取该目标塔筒的至少两个候选振动频率。
当需要获取目标塔筒的目标振动频率时，可以先通过目标视频数据中的多个连续视频片段，分别获取各个连续视频片段分别对应的候选振动频率，以便根据多个候选振动频率减小测量导致的误差，从而得到一个最接近真实振动频率的目标振动频率。
在一种可能的实现方式中，该至少两个候选振动频率中包含第一候选振动频率；获取第一连续视频片段中的各个连续图像帧；对该各个连续图像帧，进行图像特征提取，分别获得各个连续图像帧的图像特征点；根据各个连续图像帧中，相对应的图像特征点之间的距离信息，确定该第一连续视频片段对应的第一候选振动频率。
其中，该连续帧图像中的图像特征点，是该目标塔筒上像素差异性满足指定条件的点。
即对各个连续图像帧进行图像特征提取，分别获得各个连续图像帧的图像特征点，可以是通过以下步骤实现的：
对于各个连续图像帧中的第一图像帧，获取该第一图像帧中各个像素点的像素值，并将该第一图像帧中像素值高于周围像素点的像素值的像素点确定为图像特征点；
对于各个连续图像帧中的第二图像帧，取该第二图像帧中各个像素点的像素值，并将该第二图像帧中像素值高于周围像素点的像素值的像素点确定为图像特征点；该第二图像帧是与该第一图像帧相邻的视频图像帧；
将第二图像帧的各个图像特征点中，与第一图像帧的各个图像特征点距离最近的图像特征点，作为与该第一图像帧的图像特征点对应的第二图像帧的特征点，从而建立其第一图像帧与第二图像帧之间图像特征点的对应关系；
根据第一图像帧与第二图像帧之间对应的图像特征点之间的距离信息，确定目标塔筒在第一图像帧与第二图像帧之间的运动情况；
同理，可以获取目标塔筒在第二图像帧与第三图像帧之间的运动情况，且当获取到目标塔筒在各个图像帧之间的运动情况时，即可以获取到该目标塔筒的振动频率。
请参考图4，其示出了本申请实施例涉及的一种运动情况获取方法示意图。当对于各个连续图像帧中的第一图像帧，通过对该第一图像帧进行特征提取，可以将该第一图像帧中像素值高于周围像素点的像素值的像素点确定为图像特征点，获得包含第一图像帧的各个图像特征点的第一特征图 401，由于目标塔筒在第一图像帧中与周围环境之间存在差异，且该目标塔筒与图像采集设备之间的距离较近，因此该目标塔筒的亮度较高，即像素值较高，因此各个图像特征点可以被认为均用于指示目标塔筒在第一图像帧中的各个点的位置。同理第二特征图402中的第一图像帧的各个图像特征点，也指示目标塔筒在第二图像帧中的各个点的位置。
将该第一特征图401与第二特征图402进行拟合，从而获得拟合特征图403，从拟合特征图403中，可以获得该各个对应的图像特征点之间的位置关系以及距离，并根据各个对应的图像特征点之间的位置关系以及距离，可以确定该目标塔筒在第一图像帧到第二图像帧之间的运动情况。
在一种可能的实现方式中，根据该各个连续图像帧中，对应的图像特征点之间的距离信息，构建该第一连续视频片段对应的塔筒振动波形图；对该第一连续视频片段对应的塔筒振动波形图进行数据处理，获得该第一连续视频片段对应的第一候选振动频率。
当获取到各个连续图像帧中，对应的图像特征点之间的距离信息时，此时可以知道该目标塔筒在该第一连续视频片段中的运动情况，从而构建出该第一连续视频片段对应的塔筒振动波形图，以指示该目标塔筒的振动情况。
在一种可能的实现方式中，当获取到各个连续图像帧中，对应的图像特征点之间的距离信息，根据该各个连续帧图像中连续两帧中，对应的图像特征点之间的距离信息，进行加权平均处理，获得该连续两帧的连续帧图像之间的距离信息，并根据各个连续帧图像之间的距离信息构建该第一连续视频片段对应的塔筒振动波形图。
例如，对于连续的第一图像帧与第二图像帧，第一图像帧中存在五个图像特征点；第二图像帧也存在对应的五个图像特征点，此时可以确定该第一图像帧与该第二图像帧之间的特征点之间的对应关系，并得出对应的图像特征点之间的距离。当得出五对图像特征点之间的距离时，可以对五对图像特征点之间的距离进行加权平均(例如可以将权重都设为1时，则是直接平均；也可以将特征点与目标塔筒的中心点的距离作为权重)，得到该第一图像帧与第二图像帧之间的距离信息。
在一种可能的实现方式中，当根据各个连续图像帧之间的距离信息构建出塔筒振动波形图，可以对该塔筒振动波形图进行时频分析，获取该塔筒振动波形图的频谱图，并在该振动波形图的频谱图中确定该塔筒振动波形图的振动频率。
请参考图5，其示出了本申请实施例涉及的一种塔筒振动频率图。
当获取到连续视频片段各个连续图像帧之间的距离信息后，可以根据该连续图像帧之间的距离信息，构建出在该连续视频片段时间内的，塔筒的振动波形501。
当获取到塔筒的振动波形501后，可以对该振动波形图进行时频分析 (例如快速傅里叶变化)，得到该塔筒的频谱502，该塔筒的频谱502中指示了该目标塔筒可能存在的振动频率。且图5中示出的塔筒的频谱502，是将频率为0.5左右的频谱曲线进行放大显示后得到的局部放大图(该塔筒的频谱502实际可以从0刻度开始显示各个频率的幅值，图中未示出)，即图5示出的塔筒的频谱502在频率为0.5左右进行了放大显示，以便更加清晰地表征出频率为0.5左右的频率幅值之间的大小关系。
可选的，当通过时频分析获得了该塔筒的频谱图后，可以将频谱图中幅值最大的频率，作为该目标塔筒的目标振动频率。
步骤303，根据该候选振动频率分别对应的连续视频片段的环境参数，对该至少两个候选振动频率进行处理，确定该目标振动频率。
在一种可能的实现方式中，确定该至少两个候选振动频率之间的平均数或中位数，并将该候选振动频率之间的平均数或中位数确定为目标振动频率。
在一种可能的实现方式中，将该至少两个候选振动频率中，对应的连续视频片段的环境参数满足环境阈值条件的候选振动频率确定为可用振动频率；对可用振动频率进行误差消除处理，确定目标振动频率。
其中，环境阈值条件用于指示连续视频片段指示的目标塔筒的工作环境的可信度。
例如当环境阈值条件为风速小于20米每秒时，此时连续视频片段的环境参数指示连续视频片段中，目标塔筒的工作环境的风速小于20米每秒时，此时连续视频片段的环境参数满足环境阈值条件，且该目标塔筒的工作环境满足预设的工作条件，并未受到极端环境的影响。因此目标塔筒的工作环境的风速小于20米每秒时，该连续视频片段中目标塔筒的候选振动频率是可信的，并将该候选振动频率确定为可用振动频率。
又例如，当环境阈值条件为温度低于40度时，此时连续视频片段中可以包含通过温度传感器采集到的温度信息(即环境参数)，当该连续视频片段中的温度传感器指示该温度信息高于40度时，显然目标塔筒由于高温可能发生性能的偏移，从而影响候选振动频率的可信度，此时可以认为该环境参数不满足环境阈值条件。当该连续视频片段中的温度传感器指示该温度信息低于40度时，此时该连续视频片段的环境参数指示该目标塔筒在合理工作环境内，因此可以将该连续视频片段对应的目标振动频率确定为可用振动频率。
在一种可能的实现方式中，当获取到多个可用振动频率时，可以通过取均值方式，消除该多个可用振动频率中的测量误差，以确定目标振动频率。
可选的，当获取到多个可用振动频率时，可以将多个可用振动频率中，振动频率超出指定频率范围的可用振动频率删除，并将剩余的可用振动频率进行取均值处理，消除可用频率中的***误差以及测量误差，以确定目标振动频率。
步骤304，将该目标塔筒的目标振动频率以及该目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定该目标塔筒的安全性能。
该原始固有频率用于指示该目标塔筒在指定受激条件下的振动频率。
风力发电机上的塔筒，即为风力发电机的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组振动。在正常工作环境下，目标塔筒接收到不同风力的激励时，所产生的振动频率仅在一个极小的振动频率范围内变化，几乎可以认为不变，因此，原始固有频率即用于指示正常状态下的目标塔筒在正常工作范围内的振动频率。
而当目标塔筒产生零部件受损等问题时，其受到风力激励时的产生的目标振动频率可能会与原始固有频率发生偏移，因此可以通过将目标振动频率与原始固有频率进行比较，确定该目标塔筒的安全性能，从而判断该目标塔筒是否存在安全隐患。
在一种可能的实现方式中，当该目标振动频率与该原始固有频率的差在第一阈值范围内时，将该目标塔筒确定为安全状态；
或者，
当该目标振动频率与该原始固有频率的差在第二阈值范围内时，将该目标塔筒确定为不安全状态；
其中，该第一阈值范围与该第二阈值范围中的最大值小于测量阈值。
当目标振动频率与原始固有频率之差在第一阈值范围内时，则说明该目标塔筒的吸收振动情况满足正常工作时的条件，此时可以将该目标塔筒确定为安全状态。
可选的，该第一阈值范围指小于等于第一阈值。当目标振动频率与原始固有频率之差小于等于第一阈值时，则说明该目标振动频率与原始固有频率之间的差值较小，该目标振动频率与原始固有频率之间的差在可控范围之内，因此可以认为，当目标振动频率与原始固有频率之差小于等于第一阈值，该目标塔筒处于安全状态。
当目标振动频率与原始固有频率之差在第二阈值范围内时，则说明该目标塔筒的振动情况不满足正常工作时的条件，此时可以将该目标塔筒确定为不安全状态。
可选的，该第二阈值范围可以是大于第一阈值，小于测量阈值的范围。
当该目标振动频率与原始固有频率之差大于第一阈值且小于测量阈值时，则说明该目标振动频率与原始固有频率之间的偏移超出了可控范围，此时该目标塔筒可能存在安全隐患；而当目标振动频率与原始固有频率之差大于等于测量阈值时，则该目标振动频率与原始固有频率之间的差值超出了目标塔筒的振动范围，因此通过目标视频数据得出的目标振动频率可能存在异常，此时需要重新获取目标视频数据对应的目标振动频率。
例如，该第一阈值可以是1hz，该测量阈值可以是10hz，当该目标振动频率与原始固有频率之差为0.5hz时，即该目标振动频率与原始固有频率之差小于等于第一阈值(在第一阈值范围内)，此时可以认为该目标塔筒为安全状态；
当该目标振动频率与原始固有频率之差为5hz时，大于第一阈值(1hz) 小于测量阈值(10hz)，即该目标振动频率与原始固有频率之差在第二阈值范围内，此时目标塔筒为不安全状态；
当该目标振动频率与原始固有频率之差为15hz时，大于测量阈值 (10hz)，则该目标振动频率与原始固有频率之差超出了目标塔筒可能的振动范围，因此通过目标视频数据得出的目标振动频率可能存在异常，此时需要重新获取目标视频数据对应的目标振动频率。
在一种可能的实现方式中，当该目标塔筒中包含已更换部件时，根据该目标塔筒中的已更换部件，确定该第一阈值范围。
可选的，当该第一阈值范围是小于等于第一阈值时，则此时只需根据塔筒中的已更换部件，确定该第一阈值，即可以确定该第一阈值范围。
当目标塔筒中包含已更换部件时，则可以认为该目标塔筒中的已更换部件是已经检测过的部件，且该部件不存在安全隐患。将包含已更换部件目标塔筒和只包含未更换部件的目标塔筒进行对比而言，当两者的振动频率偏移量(即目标振动频率与原始固有频率的差)均为10％时，此时未更换部件的目标塔筒，可能是由于各个未更换部件的损耗导致的；而包含已更换部件的目标塔筒，则仅由于部分未更换部件的损耗，就发生了10％的振动频率偏移量。
存在已更换部件的目标塔筒对应的振动偏移量，表征出的损耗为部分未更换部件的损耗，因此为了避免部分未更换部件的损失过度导致目标塔筒的安全隐患，需要根据塔筒的已更换部件，确定第一阈值。
在一种可能的实现方式中，根据该塔筒的已更换部件的比例，对安全阈值进行加权，确定第一阈值。
例如，当塔筒的已更换部件的比例为20％时，则该塔筒的第一阈值可以是80％的安全阈值。
可选的，已更换部件的比例可以是在塔筒中的各个部件所占数量比例。
可选的，已更换部件的比例可以是性能的影响比例。
即各个已更换部件对塔筒的性能影响程度可能不同，例如体积较大的已更换部件对于塔筒的性能影响更大。
综上所述，通过对目标塔筒采集到的目标视频数据进行分析，可以得到该目标塔筒对应的振动频率，此时可以根据目标塔筒在指定受激条件下的振动频率，与根据视频分析得到的振动频率进行对比，来确定目标塔筒的性能是否发生较大改变，以确定目标塔筒的安全性。因此上述方案只需要在指定时间内采集目标塔筒的视频数据，就可以确定目标塔筒的安全性能，不需要激励起塔筒的自由晃动，提高了塔筒安全性的检测效率。
风电机组投入运行后，塔筒与叶轮共振、塔筒裂纹、塔筒间的连接螺栓松动、风机基础连接松动或连接刚性不足，塔筒的制造参数与设计参数不符等等，都会威胁塔筒的健康运行，同时以上问题在风机日常运行和巡检过程中不易发现，可能使得风机塔筒带病持续运行。
塔筒结构的一个重要技术参数是塔筒的固有频率，而且通过对影响风机塔筒安全稳定运行的隐患因素分析发现，塔筒共振、裂纹、连接螺栓松动，基础连接刚性不足等，都会导致塔筒的整体刚性下降，进而导致塔筒固有频率降低，所以为了安全、高效的监测风电机组塔筒的健康状态，通过监测风电机组塔筒固有频率与设计固有频率比较，并且持续关注固有频率的变化趋势，同时测量塔筒运行状态下的晃动频率，可以直接反映塔筒的健康状态。
监测塔筒固有频率的常规方式是使用振动检测仪器，由专业人员登塔后进行测量，为了更准确的测得塔筒各方向固有频率，需要通过机组运行时急停的方式，激励起塔筒的大幅自由晃动后进行测量，这种方式对于检测人员存在很大的安全隐患，而且检测效率较低。
随着科技发展，现在可以通过基于视觉增强技术捕捉设备的微小振动并进行振动分析，这种非接触式的监测，可以很好的保证检测人员的安全，仅需使用专用高速相机在机组轻微的自由摆动下拍摄一段视频文件经过如图3所示实施例中的技术方案进行处理，就可以完成对塔筒的安全性能的检测，极大的提高了工作安全性和工作效率。
图6是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全确定流程图。该塔筒安全性能确定方法可以由图1中示出的塔筒安全确定***执行，该塔筒安全性能确定方法可以包括如下步骤。
步骤610，塔筒信息参数收集。
通过图像采集设备对应的温度传感器、风力传感器等，获取图像采集设备采集连续视频片段时的环境参数。另外，在确定需要检测的目标塔筒之后，还可以获取该目标塔筒的出厂参数(即包括原始固有频率)，以便后续对该目标塔筒进行检测。
步骤620，塔筒振动视频数据获取。
当确定了目标塔筒的参数信息后，可以通过该图像采集设备对目标塔筒进行视频数据获取，获取到该目标塔筒在指定时间段内的多个连续视频片段。
步骤630，塔筒安全报告出具。
当获取了目标塔筒在指定时间段内的多个连续视频片段后，可以通过图3所示实施例记载的技术方案对多个连续视频片段进行视频数据处理，获得该目标塔筒的目标振动频率。
当获取了目标塔筒的目标振动频率后，可以进行对该目标振动频率以及获取的目标塔筒的原始固有频率进行分析，看实测值(即目标振动频率) 与理论值(原始振动频率)是否高度吻合。并根据理论值与实测值的结果，出具塔筒安全报告。即当理论值与实测值高度吻合时，则认为目标塔筒处于安全状态，当该理论值与实测值吻合度较低时，则认为该目标塔筒处于不安全状态，存在安全隐患。
图7是根据一示例性实施例示出的一种塔筒安全性能确定装置的结构方框图。该塔筒安全性能确定装置包括：
视频数据获取模块701，用于获取目标视频数据；所述目标视频数据用于指示所述目标塔筒在指定时间内的振动情况；
振动频率获取模块702，用于对所述目标视频数据进行数据处理，获取所述目标塔筒的目标振动频率；所述目标振动频率用于指示所述目标塔筒在所述目标视频数据对应的受激条件下的振动频率；
安全性能确定模块703，用于将所述目标塔筒的目标振动频率以及所述目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定所述目标塔筒的安全性能；所述原始固有频率用于指示所述目标塔筒在指定受激条件下的振动频率。
在一种可能的实现方式中，所述安全性能确定模块，用于，
当所述目标振动频率与所述原始固有频率的差在第一阈值范围内时，将所述目标塔筒确定为安全状态；
或者，
当所述目标振动频率与所述原始固有频率的差在第二阈值范围内时，将所述目标塔筒确定为不安全状态；
其中，所述第一阈值范围与所述第二阈值范围中的最大值小于测量阈值。
在一种可能的实现方式中，当所述目标塔筒中包含已更换部件时，所述安全性能确定模块，还包括：
第一阈值确定单元，用于根据所述目标塔筒中的已更换部件，确定所述第一阈值。
在一种可能的实现方式中，所述目标视频数据中还包括环境参数；所述环境参数用于指示所述获取所述目标视频时，所述目标塔筒的环境信息；
所述振动频率获取模块，包括：
候选振动获取单元，用于对所述目标视频数据中的至少两段连续视频片段进行数据处理，分别获取所述目标塔筒的至少两个候选振动频率；
目标振动确定单元，用于根据所述候选振动频率分别对应的连续视频片段的环境参数，对所述至少两个候选振动频率进行处理，确定所述目标振动频率。
在一种可能的实现方式中，所述振动频率获取模块，还包括：
将所述至少两个候选振动频率中，对应的连续视频片段的环境参数满足环境阈值条件的候选振动频率确定为可用振动频率；
对所述可用振动频率进行消除误差处理，确定所述目标振动频率。
在一种可能的实现方式中，所述至少两个候选振动频率中包含第一候选振动频率；
所述候选振动获取单元，包括：
连续帧图像获取子单元，用于获取第一连续视频片段中的各个连续图像帧；
图像特征提取子单元，用于对所述各个连续图像帧，进行图像特征提取，分别获得各个连续图像帧的图像特征点；
候选振动获取子单元，用于根据所述各个连续图像帧中，对应的图像特征点之间的距离信息，确定所述第一连续视频片段对应的第一候选振动频率。
综上所述，通过对目标塔筒采集到的目标视频数据进行分析，可以得到该目标塔筒对应的振动频率，此时可以根据目标塔筒在指定受激条件下的振动频率，与根据视频分析得到的振动频率进行对比，来确定目标塔筒的性能是否发生较大改变，以确定目标塔筒的安全性。因此上述方案只需要在指定时间内采集目标塔筒的视频数据，就可以确定目标塔筒的安全性能，不需要激励起塔筒的自由晃动，提高了塔筒安全性的检测效率。
图8示出了本申请一示例性实施例示出的计算机设备800的结构框图。该计算机设备可以实现为本申请上述方案中的服务器。所述计算机设备800 包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)801、包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)802和只读存储器(Read-Only Memory， ROM)803的***存储器804，以及连接***存储器804和中央处理单元801 的***总线805。所述计算机设备800还包括用于存储操作***809、应用程序810和其他程序模块811的大容量存储设备806。
所述大容量存储设备806通过连接到***总线805的大容量存储控制器(未示出)连接到中央处理单元801。所述大容量存储设备806及其相关联的计算机可读介质为计算机设备800提供非易失性存储。也就是说，所述大容量存储设备806可以包括诸如硬盘或者只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)驱动器之类的计算机可读介质(未示出)。
不失一般性，所述计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、可擦除可编程只读寄存器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)闪存或其他固态存储其技术，CD-ROM、数字多功能光盘 (DigitalVersatile Disc，DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。当然，本领域技术人员可知所述计算机存储介质不局限于上述几种。上述的***存储器804和大容量存储设备806可以统称为存储器。
根据本公开的各种实施例，所述计算机设备800还可以通过诸如因特网等网络连接到网络上的远程计算机运行。也即计算机设备800可以通过连接在所述***总线805上的网络接口单元807连接到网络808，或者说，也可以使用网络接口单元807来连接到其他类型的网络或远程计算机*** (未示出)。
所述存储器还包括至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序存储于存储器中，中央处理器801通过执行该至少一条计算机程序来实现上述各个实施例所示的方法中的全部或部分步骤。
在一示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行以实现上述方法中的全部或部分步骤。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
在一示例性实施例中，还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述图2 或图3任一实施例所示方法的全部或部分步骤。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种塔筒安全性能确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标视频数据；所述目标视频数据用于指示所述目标塔筒在指定时间内的振动情况；
对所述目标视频数据中的至少两段连续视频片段进行数据处理，分别获取所述目标塔筒的至少两个候选振动频率；
根据所述候选振动频率分别对应的连续视频片段的环境参数，对所述至少两个候选振动频率进行处理，确定所述目标塔筒的目标振动频率；所述目标振动频率用于指示所述目标塔筒在所述目标视频数据对应的受激条件下的振动频率；所述目标视频数据中还包括环境参数；所述环境参数用于指示所述获取所述目标视频时，所述目标塔筒的环境信息；
将所述目标塔筒的目标振动频率以及所述目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定所述目标塔筒的安全性能；所述原始固有频率用于指示所述目标塔筒在指定受激条件下的振动频率；
其中，所述根据所述候选振动频率分别对应的连续视频片段的环境参数，对所述至少两个候选振动频率进行处理，确定所述目标塔筒的目标振动频率，包括：
将所述至少两个候选振动频率中，对应的连续视频片段的环境参数满足环境阈值条件的候选振动频率确定为可用振动频率；
对所述可用振动频率进行误差消除处理，确定目标振动频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标塔筒的目标振动频率以及所述目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定所述目标塔筒的安全性能，包括：
当所述目标振动频率与所述原始固有频率的差在第一阈值范围内时，将所述目标塔筒确定为安全状态；
或者，
当所述目标振动频率与所述原始固有频率的差在第二阈值范围内时，将所述目标塔筒确定为不安全状态；
其中，所述第一阈值范围与所述第二阈值范围中的最大值小于测量阈值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述目标塔筒中包含已更换部件时；所述方法还包括：
根据所述目标塔筒中的已更换部件，确定所述第一阈值范围。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述至少两个候选振动频率中包含第一候选振动频率；
所述对所述目标视频数据中的至少两段连续视频片段进行数据处理，分别获取所述目标塔筒的至少两个候选振动频率，包括：
获取第一连续视频片段中的各个连续图像帧；
对所述各个连续图像帧，进行图像特征提取，分别获得各个连续图像帧的图像特征点；
根据所述各个连续图像帧中，相对应的图像特征点之间的距离信息，确定所述第一连续视频片段对应的第一候选振动频率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个连续图像帧中，相对应的图像特征点之间的距离信息，确定所述第一连续视频片段对应的第一候选振动频率，包括：
根据所述各个连续图像帧中，相对应的图像特征点之间的距离信息，构建所述第一连续视频片段对应的塔筒振动波形图；
对所述第一连续视频片段对应的塔筒振动波形图进行数据处理，获得所述第一连续视频片段对应的第一候选振动频率。
6.一种塔筒安全性能确定装置，其特征在于，所述装置包括：
视频数据获取模块，用于获取目标视频数据；所述目标视频数据用于指示所述目标塔筒在指定时间内的振动情况；
振动频率获取模块，用于对所述目标视频数据中的至少两段连续视频片段进行数据处理，分别获取所述目标塔筒的至少两个候选振动频率；
振动频率获取模块，还用于根据所述候选振动频率分别对应的连续视频片段的环境参数，对所述至少两个候选振动频率进行处理，确定所述目标塔筒的目标振动频率；所述目标振动频率用于指示所述目标塔筒在所述目标视频数据对应的受激条件下的振动频率；所述目标视频数据中还包括环境参数；所述环境参数用于指示所述获取所述目标视频时，所述目标塔筒的环境信息；
安全性能确定模块，用于将所述目标塔筒的目标振动频率以及所述目标塔筒的原始固有频率进行对比，确定所述目标塔筒的安全性能；所述原始固有频率用于指示所述目标塔筒在指定受激条件下的振动频率；
其中，所述振动频率获取模块，还用于将所述至少两个候选振动频率中，对应的连续视频片段的环境参数满足环境阈值条件的候选振动频率确定为可用振动频率；
对所述可用振动频率进行误差消除处理，确定目标振动频率。
7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至5任一所述的塔筒安全性能确定方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至5任一所述的塔筒安全性能确定方法。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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