摘要
针对振荡水翼式潮流能发电装置中柔性水翼的形变测量问题,设计了一套基于高速相机的非接触式测量系统,可在不影响水翼水动力学特性的前提下,连续采集水翼运动过程中的图像并计算水翼形变。建立了图像坐标系和水翼世界坐标系的坐标转换模型,给出了相关参数的标定方法和形变的计算公式。提出了一种基于Canny算子的水翼迎流面边缘检测方法,给出了边界的多项式拟合算式,从而可计算出水翼迎流面边缘上任一点的形变。设置了不同实验条件进行了验证,识别出的水翼总长度误差在2%以内,形变量符合实际规律。实验结果表明该方法能够有效测量水翼迎流面边缘上任一点的形变,且具有现场布置简单、不影响水动力学特性的优点。
A non-contact measurement system based on high-speed camera is designed for deformation measurement of flexible hydrofoil in oscillating hydrofoil tidal current power generation device,which can continuously collect images and calculate hydrofoil deformation without affecting hydrofoil hydrodynamic characteristics.The coordinate transformation model of image coordinate system and hydrofoil world coordinate system is established,and the calibration method of relevant parameters and the formula of deformation calculation are given.A new method of edge detection of the upstream surface of hydrofoil based on Canny operator is proposed and the polynomial fitting formula of the boundary is given.In this way the deformation of any point on the edge of the upstream surface of the wing can be calculated.Different experimental conditions are set to verify the results.The total length error of the identified hydrofoil is less than 2%,and the deformation is in line with the actual law.The experimental results show that the method can effectively measure the deformation of any point on the edge of the upstream surface of the hydrofoil,and has the advantages of simple field arrangement and no influence on the hydrodynamic characteristics.
作者
董航
黎明
曲恒良
刘臻
Dong Hang;Li Ming;Qu Hengliang;Liu Zhen(College of Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266100,China;Shandong Ocean Intelligent Equipment Engineering Research Center,Qingdao 266100,China)
出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2022年第1期196-203,共8页
Journal of Electronic Measurement and Instrumentation
基金
山东省重点研发计划(重大科技创新工程)(2019JZZY010902)
国家自然科学基金(51761135014)项目资助
关键词
潮流能发电
柔性水翼
数字图像
边缘检测
形变测量
tidal current power generation
the flexible hydrofoil
digital image
edge detection
deformation measurement
作者简介
董航,在2019年于中国海洋大学获得学士学位,现为中国海洋大学工程学院硕士研究生,主要研究方向为智能感知与自主控制。E-mail:donghang@stu.ouc.edu.cn;通信作者:黎明,分别在1997年和2003年于东北大学获得学士学位和博士学位,现为中国海洋大学工程学院教授,主要研究方向为智能感知与自主控制、海洋仪器和海洋能发电系统控制。E-mail:limingneu@ouc.edu.cn;曲恒良,分别在2014年和2017年于中国海洋大学获得学士学位和硕士学位,现为中国海洋大学工程学院博士研究生,主要研究方向为海洋可再生能源。E-mail:quhengliang@stu.edu.cn;刘臻,2002年于青岛海洋大学获得学士学位,2008年在中国海洋大学获得博士学位,现为中国海洋大学工程学院教授,主要研究方向为海洋可再生能源开发与利用和港口、海岸及近海工程。E-mail:liuzhen@ouc.edu.cn
