DE102009007938A1 - Measuring device for measuring deformations of elastically deformable objects - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung sieht eine Einrichtung zur Messung von Verformungen einer elastischen, langgestreckten Trägerstruktur vor, welche zumindest eine optisch erfassbare Markierung an einer ersten Längsposition entlang der langgestreckten Trägerstruktur sowie zumindest eine elektronische Kamera mit einem Objektiv und einem Matrix-Sensor umfasst. Das Objektiv der Kamera ist derart auf die zumindest eine optisch erfassbare Markierung gerichtet, dass die Markierung auf den Matrix-Sensor abgebildet ist und die Kamera in Längsrichtung entlang der Trägerstruktur auf die Markierung blickt. Die Bilddaten der Kamera werden einer Bildverarbeitungsvorrichtung zugeführt, welche eingerichtet ist, anhand einer Bilderkennung die Position der Markierung innerhalb des Bildfelds zu ermitteln. Mittels einer Recheneinrichtung wird eine Abweichung der Position der Markierung von zumindest einem Sollwert ermittelt und quantifiziert.The invention provides a device for measuring deformations of an elastic, elongate support structure which comprises at least one optically detectable marking at a first longitudinal position along the elongated support structure and at least one electronic camera with an objective and a matrix sensor. The lens of the camera is directed onto the at least one optically detectable marking in such a way that the marking is imaged onto the matrix sensor and the camera looks at the marking in the longitudinal direction along the support structure. The image data of the camera are supplied to an image processing device which is set up to determine the position of the marking within the image field on the basis of an image recognition. By means of a computing device, a deviation of the position of the marking from at least one desired value is determined and quantified.
Description
Die Erfindung betrifft allgemein die Messung elastischer Verformungen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Messung von Verformungen eines Objekts, wie etwa eines langgestreckten Trägers, beispielsweise eines Windmühlenflügels oder einer Tragfläche.The The invention generally relates to the measurement of elastic deformations. In particular, the invention relates to the measurement of deformations an object, such as an elongate carrier, for example, a windmill wing or a wing.
Um Verformungen von Trägerelementen festzustellen, sind insbesondere Dehnungsmessstreifen (DMS) bekannt. Mit diesen Streifen können dehnende Verformungen erfasst werden. Sie bilden vielfach die Messeinrichtung von Waagen aller Größenordnungen, von Haushaltswaagen bis hin zu Kranwaagen. Auch Verformungsmessungen im Stahlbau oder können ebenfalls durch DMS-Messungen realisiert werden. Um die Verformung anhand der Widerstandsänderung des DMS zu messen, werden typischerweise Brückenschaltungen, wie etwa eine Wheatstone-Brücke eingesetzt. Die mechanische Kopplung des DMS erfolgt typischerweise durch Aufkleben.Around Detecting deformations of carrier elements are in particular Strain gauges (DMS) known. With these strips can be stretching Deformations are recorded. They often form the measuring device of scales of all sizes, of household scales to crane scales. Also deformation measurements in steel construction or can also be realized by DMS measurements. To the deformation by the change in resistance of the strain gauge typically bridge circuits, such as used about a Wheatstone bridge. The mechanical Coupling of the DMS is typically done by sticking.
Auch wenn die mit DMS duchgeführten Messungen von hoher Genauigkeit sind, bestehen dennoch einige Nachteile. Sind die Strukturen an denen die Verformung gemessen werden soll, sehr lang und die Verformung selbst relativ klein, müsste für eine zuverlässige Messung ein sehr langer Dehnungsmessstreifen eingesetzt werden. Damit steigt der apparative Aufwand, sowie auch das Gewicht. Es muss ausserdem sichergestellt werden, dass die Verbindung des elastischen Trägers zum DMS lagzeitstabil bleibt.Also if the DMS-guided measurements are of high accuracy there are still some disadvantages. Are the structures on? which the deformation is to be measured, very long and the deformation even relatively small, would have to be reliable Measurement a very long strain gauges are used. This increases the expenditure on equipment, as well as the weight. It It must also be ensured that the connection of the elastic Support for DMS remains stable in time.
Zudem kann bei einer dauerhaften Änderung der Widerstandsparameter nicht darauf geschlossen werden, ob etwa eine dauerhafte Verformung des eigentlichen Trägers oder eventuell eine alterungsbedingte Änderung der Widerstandswerte des DMS oder der Brückenschaltung ursächlich sind.moreover can with a permanent change of the resistance parameters not be concluded, whether about a permanent deformation the actual wearer or possibly an age-related change the resistance values of the strain gauge or the bridge circuit are causal.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Probleme, insbesondere auch für längere Messstrecken zu lösen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.Of the Invention is therefore based on the object, the above Problems, especially for longer measuring distances to solve. This task is governed by the subject matter of the independent Claims solved. Advantageous embodiments and further developments of the invention are in the respective dependent Claims specified.
Demgemäß sieht die Erfindung eine Einrichtung zur Messung von Verformungen einer elastisch verformbaren Objekts vorzugsweise einer, langgestreckten Trägerstruktur vor. Diese Einrichtung umfasst zumindest eine optisch erfassbare Markierung an einer ersten Längsposition entlang des elastisch verformbaren Objekts, sowie zumindest eine elektronische Kamera mit einem Objektiv und einem Matrix-Sensor, wobei das Objektiv der Kamera auf die zumindest eine optisch erfassbare Markierung gerichtet ist, derart, dass die Markierung auf den Matrix-Sensor abgebildet ist und die Kamera in Längsrichtung entlang des elastisch verformbaren Objekts auf die Markierung blickt. Die Einrichtung zur Messung von Verformungen umfasst weiterhin eine Bildverarbeitungsvorrichtung, welcher die Bilddaten der Kamera zugeführt werden. Die Bildverarbeitungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, anhand einer Bilderkennung die Position der Markierung innerhalb des Bildfelds zu ermitteln. Es ist außerdem eine Recheneinrichtung vorgesehen, welche eingerichtet ist, eine Abweichung der Position der Markierung von zumindest einem Sollwert zu ermitteln und zu quantifizieren.Accordingly, see the invention a device for measuring deformations of a elastically deformable object preferably one, elongated Carrier structure before. This device includes at least an optically detectable marking at a first longitudinal position along the elastically deformable object, and at least one electronic camera with a lens and a matrix sensor, wherein the lens of the camera on the at least one optically detectable Mark is directed, such that the mark on the matrix sensor is pictured and the camera is longitudinally along the elastically deformable object looks at the marker. The Device for measuring deformations further includes a Image processing apparatus which supplies the image data to the camera become. The image processing device is set up to based on an image recognition the position of the marker within of the image field. It is also a computing device provided, which is set up, a deviation of the position the marking of at least one setpoint to determine and quantify.
Mittels
dieser Einrichtung wird ein Verfahren zur Messung von Verformungen
des elastisch verformbaren Objekts, wie etwa einer Trägerstruktur durchgeführt,
wobei zumindest eine optisch erfassbare Markierung an einer ersten
Längsposition entlang des elastisch verformbaren Objekts,
sowie zumindest eine elektronische Kamera mit einem Objektiv und
einem Matrix-Sensor verwendet wird, wobei das Objektiv der Kamera
auf die zumindest eine optisch erfassbare Markierung gerichtet ist,
derart, dass die Markierung auf den Matrix-Sensor abgebildet wird
und die Kamera auf die Markierung blickt (beispielsweise in Längsrichtung
entlang eines Objekts in Form einer elastisch verformbaren Trägerstruktur),
wobei
einer Bildverarbeitungsvorrichtung die Bilddaten der Kamera zugeführt
werden,
und wobei die Bildverarbeitungsvorrichtung eine Bilderkennung
durchführt, so dass die Position der Markierung innerhalb
des Bildfelds ermittelt wird,
und wobei mittels einer Recheneinrichtung
eine Abweichung der Position der Markierung von zumindest einem
Sollwert ermittelt und anhand der Position der Markierung innerhalb
des Bildfelds quantifiziert wird.By means of this device, a method for measuring deformations of the elastically deformable object, such as a support structure is performed, wherein at least one optically detectable mark at a first longitudinal position along the elastically deformable object, and at least one electronic camera with a lens and a matrix sensor is used, wherein the lens of the camera is directed to the at least one optically detectable marker, such that the marker is imaged on the matrix sensor and the camera looks at the marker (for example, longitudinally along an object in the form of an elastically deformable support structure )
wherein an image processing device, the image data are supplied to the camera,
and wherein the image processing device performs an image recognition such that the position of the marking within the image field is determined,
and wherein a deviation of the position of the marking from at least one desired value is determined by means of a computing device and quantified on the basis of the position of the marker within the image field.
Die Erfindung erlaubt eine hochgenaue Erfassung von Verformungen des elastisch verformbaren Objekts auch ohne Dehnungsmessstreifen. Der Installationsaufwand wird erheblich reduziert, da ein Verkleben des Dehnungsmessstreifens entfällt.The Invention allows a highly accurate detection of deformation of the elastically deformable object even without strain gauges. The installation effort is significantly reduced, as sticking of the strain gauge eliminated.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird die Kamera an einer von der ersten Längsposition in Längsrichtung beabstandeten zweiten Längsposition angeordnet. Ebenso ist es aber möglich, die Kamera ausserhalb des elastisch verformbaren Objekts anzuordnen. Auch in diesem Fall blickt die Kamera vorzugsweise in Längsrichtung entlang des Objekts, wie insbesondere einer langgestreckten Trägerstruktur auf die Markierung. Dies kann in einfacher Weise durch eine Anordnung in Verlängerung der Längsrichtung der Trägerstruktur oder auch durch ein optisches Umlenkelement im Strahlengang, wie etwa einem Spiegel oder einem Prisma realisiert werden.In Preferred embodiment of the invention, the camera is connected to a from the first longitudinal position in the longitudinal direction spaced second longitudinal position arranged. As well But it is possible, the camera outside the elastic to arrange deformable object. Also in this case, the looks Camera preferably longitudinally along the object, such as in particular an elongated support structure the mark. This can be done in a simple way by an arrangement in extension of the longitudinal direction of the support structure or by an optical deflecting element in the beam path, such as be realized about a mirror or a prism.
Insbesondere ist es günstig, vorhandene Hohlräume im Objekt auszunutzen, indem die Markierung innerhalb eines Hohlraumes angeordnet ist. Derartige Hohlräume sind insbesondere bei langgestreckten Trägerstrukturen oft vorhanden. Beispielsweise sind verschiedene Träger, wie etwa rohr- oder schachtförmige Träger innen hohl. Es ist dann im allgemeinen zweckmässig, die Markierung mittels einer Beleuchtungseinrichtung zu beleuchten.Especially it is convenient to have existing cavities in the object exploit by placing the mark inside a cavity is. Such cavities are especially at elongated Carrier structures often present. For example, different ones Carrier, such as tubular or shaft-shaped carrier hollow inside. It is then generally appropriate, the Mark to illuminate by means of a lighting device.
Mit der Erfindung ist es insbesondere auch in sehr einfacher Weise möglich, Verformungen in allen Raumrichtungen zu verfolgen und zu quantifizieren. Dies kann erreicht werden, indem zumindest zwei entlang der Längsrichtung in unterschiedlichem Abstand von der Kamera beabstandete Markierungen vorgesehen werden, wobei die Recheneinrichtung eingerichtet ist, anhand eines Vergleichs der Positionen der beiden Markierungen eine Längenänderung oder eine ungleichmässige Deformation der Trägerstruktur oder eines anderen Objekts zu ermitteln und zu quantifizieren.With In particular, it is also possible in a very simple manner for the invention to Trace and quantify deformations in all spatial directions. This can be achieved by at least two along the longitudinal direction provided at different distances from the camera markings be, with the computing device is set up using a Comparison of the positions of the two marks a change in length or an uneven deformation of the support structure or any other object to identify and quantify.
Eine solche ungleichmässige Deformation kann durch die Messung der Deformation in zwei Distanzen erfolgen. Liegt eine normale Deformation, wie beispielsweise eine Durchbiegung vor, dann liegen beide Markierungen auf oder in der Nähe einer Sollkurve. Eine Abweichung der Position der Markierungen von der von der Struktur her bekannten Krümmungskurve kann beispielsweise durch eine Knickstelle oder eine lokale Schwächung der Struktur hervorgerufen werden. Wird eine solche Abweichung detektiert, kann beispielsweise ein Warnsignal generiert oder die Vorrichtung mit dem Träger oder einem anderen elastisch verformbaren Objekt abgeschaltet, beziehungsweise in einen sicheren Zustand gefahren werden.A Such uneven deformation can be measured by the measurement the deformation takes place in two distances. Is there a normal deformation, such as a deflection before, then both marks are on or near a target curve. A deviation of Position of the markings from that known from the structure Curvature curve, for example, by a kink or a local weakening of the structure become. If such a deviation is detected, for example generates a warning signal or the device with the carrier or another elastically deformable object switched off, respectively be driven to a safe state.
Nachfolgend wird die Erfindung in Bezug auf die Verformung eines elastisch verformbaren Trägers beschrieben. Die Erfindung kann in gleicher Weise dabei jeweils auch auf andere elastisch verformbare Objekte angewendet werden.following the invention is related to the deformation of an elastically deformable Carrier described. The invention can in the same way each applied to other elastically deformable objects become.
Um die in verschiedenen Distanzen angeordneten Markierungen unterscheiden zu können, ist es gegebenenfalls günstig, unterschiedliche Formen der Markierungen, beispielsweise unterschiedliche Reflektoren zu verwenden, die dann mit Bildverarbeitung diskriminiert werden können. Weitere Unterscheidungsmerkmale könnten unterschiedliche ”Farben” (Wellenlängen der Reflektion) oder Einbaurichtungen sein. Die Unterscheidungsmerkmale könnten auch kombiniert werden. Wenn unterschiedliche ”Farben” verwendet werden können diese durch eine Farbkamera oder durch unterschiedliche Beleuchtungen unterschieden werden. Eine Kodierung verschiedener Markierungen kann in vorteilhafter Weise auch durch einen oder mehrere wellenlängenselektive Filter, wie insbesondere Farbfilter auf den Markierungen. Dann können in Weiterbildung der Erfindung zu unterschiedlichen Zeiten die verschiedenen Markierungen mit unterschiedlichen Wellenlängen beleuchtet und selektiv ausgewertet werden.Around distinguish the markings arranged at different distances it may be beneficial to have different ones Shapes of the markers, for example different reflectors to be used, which are then discriminated with image processing can. Other distinctions could different "colors" (wavelengths the reflection) or installation directions. The distinguishing features could also be combined. When different "colors" used These can be through a color camera or through different Illuminations are distinguished. A coding of different Markers may also be advantageously by one or more wavelength-selective filters, in particular color filters on the markings. Then, in further education Invention at different times the different markings illuminated with different wavelengths and selective be evaluated.
Es können in Weiterbildung der Erfindung auch mehr als zwei in verschiedenen Distanzen zur Kamera angeordnete Markierungen verwendet werden. Beispielsweise können mehrere Reflektoren hintereinander angeordnet und mit der Kamera in einer Achse oder unter Winkel betrachtet werden, wobei die laterale und/oder axiale Verschiebung ausgewertet wird.It can in the invention also more than two used markers arranged at different distances from the camera become. For example, several reflectors in a row arranged and viewed with the camera in an axis or at an angle be evaluated, with the lateral and / or axial displacement evaluated becomes.
Weiterhin ist es auch möglich, eine Torsion der Trägerstruktur um deren Längsachse zu ermitteln. Dazu wird in Weiterbildung der Erfindung eine Markierung mit zumindest zwei lateral zur Betrachtungsrichtung beabstandeten Markierungselementen verwendet, wobei anhand einer Rotation der Markierungselemente in der Bildebene eine Torsion der elastischen, langgestreckten Trägerstruktur ermittelt und quantifiziert wird. Aufgrund der Torsion drehen sich die Markierungselemente um einen Drehpunkt in der Bildebene. Der Drehpunkt muss dabei nicht selbst innerhalb des Bildfeldes liegen. Allerdings führt die Torsion dann dennoch zu einer Änderung des Winkels der die beiden Elemente verbindenden Strecke.Farther it is also possible a torsion of the support structure to determine their longitudinal axis. This is in training invention of a marking with at least two lateral to the viewing direction spaced marking elements used, based on a Rotation of the marking elements in the image plane a twist of the elastic, elongated support structure identified and quantified becomes. Due to the torsion, the marking elements rotate a pivot in the image plane. The fulcrum does not have to be there lie within the image field. However, the twist leads then, nevertheless, to a change in the angle of the two Elements connecting route.
Eine geeignete Beleuchtung der Markierung kann durch einen Laser realisiert werden, indem der Laser parallel zur Betrachtungsrichtung der Kamera auf die Markierung ausgerichtet ist. Eine günstige, platzsparende Möglichkeit ist beispielsweise, den Laser mittels eines Strahlteilers paraxial zur Blickrichtung der Kamera einzukoppeln. Die Einkopplung kann auch innerhalb des Objektivs, beziehungsweise innerhalb der Kamera erfolgen.A suitable illumination of the marking can be realized by a laser by placing the laser parallel to the viewing direction of the camera the mark is aligned. A cheap, space-saving Possibility is, for example, the laser by means of a Beam splitter paraxial to the line of sight of the camera couple. The coupling can also be within the lens, or within the camera done.
Vorzugsweise wird die Erfindung zur Ermittlung von Verformungen auf längere Distanzen hinweg eingesetzt. Die Länge des optischen Pfades zwischen dem Matrix-Sensor und der Markierung kann zumindest 4 Meter, vorzugsweise zumindest 6 Meter betragen. Wird die erfindungsgemäße Messeinrichtung im Inneren einer Trägerstruktur eingebaut, wird der Abstand zwischen der Markierung und der Kamera, beziehungsweise allgemeiner die Länge des optischen Pfades entlang der Längsrichtung der Trägerstruktur im wesentlichen nur dadurch begrenzt, dass die Markierung durch eine Durchbiegung der begrenzenden Wandungen abgeschattet wird.Preferably The invention is to determine deformations on longer Used across distances. The length of the optical path between the matrix sensor and the marking can be at least 4 meters, preferably at least 6 meters. Is the inventive Measuring device installed inside a support structure, is the distance between the mark and the camera, respectively more generally the length of the optical path along the Lengthwise of the support structure substantially only limited by the fact that the mark by a deflection the limiting walls is shadowed.
Mit der Erfindung kann insbesondere auch eine Regelung aufgebaut werden, mit welcher Verformungen der Trägerstruktur entgegengewirkt wird. Dazu ist eine Regeleinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Messung von Verformungen vorgesehen, wobei die Regeleinrichtung eine Stelleinrichtung mit zumindest einem Stellglied umfasst, mit welcher unter Ansprechen darauf, dass von der Recheneinrichtung eine Abweichung der Markierung von einer Sollposition quantifiziert wurde, der elastischen Verformung entgegengewirkt wird. Ein Einstellen kann insbesondere davon abhängig gemacht werden, dass die Deformation einen vordefinierten Grenzwert überschreitet oder erreicht.With the invention, in particular, a control can be constructed, with which deformations of the support structure is counteracted. For this purpose, a control device with a device according to the invention for measuring Verformun provided, wherein the control device comprises an actuating device with at least one actuator, which is counteracted in response to the fact that the calculator a deviation of the mark has been quantified from a desired position, the elastic deformation is counteracted. Adjustment may in particular be made dependent on the deformation exceeding or reaching a predefined limit value.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein aerodynamischer Flügel vorgesehen, welcher eine wie hierin beschriebene Einrichtung zur Messung von Verformungen aufweist, sowie einen Rotor einer Windkraftanlage, wobei der Rotor einen solchen aerodynamischen Flügel umfasst. Dabei ist es günstig, zumindest die Markierung der Messeinrichtung im Inneren des Flügels anzuordnen und eine aktive Beleuchtung der Markierung vorzusehen.According to one Another aspect of the invention is an aerodynamic wing provided with a measuring device as described herein having deformations, and a rotor of a wind turbine, wherein the rotor comprises such an aerodynamic wing. It is advantageous, at least the marking of the measuring device to arrange inside the wing and an active lighting to provide the marking.
Die Kamera kann im Flügel, beziehungsweise Rotorblatt selbst untergebracht sein. Es bietet sich aber auch an, die Kamera in der Rotornabe anzuordnen. Damit können elektrische, beziehungsweise elektronische Elemente innerhalb des Rotorblatts vermieden werden.The Camera can be in the wing, or rotor blade itself be housed. But it is also advisable to use the camera in the Rotor hub to arrange. This can be electrical or electronic Elements inside the rotor blade are avoided.
Alternativ oder zusätzlich kann die Erfindung auch im Turm der Windkraftanlage, welcher den Rotor trägt, eingesetzt werden.alternative or additionally, the invention may also be used in the tower of the wind turbine, which carries the rotor can be used.
Die Erfindung kann hier in besonders vorteilhafter Weise zusammen mit einer wie oben beschriebenen Regeleinrichtung eingesetzt werden, wobei das Stellglied ein Stellglied zur Einstellung des Anstellwinkels umfasst, und wobei die Stelleinrichtung den Anstellwinkel des Rotorblatts ändert. Auch kann allgemein der Auftrieb des Flügels mittels einer oder mehrerer Stellglieder geändert werden. Gedacht ist hierbei besonders auch an die Klappen an den Tragflächen eines Flugzeugs.The Invention can here in a particularly advantageous manner together with a control device as described above are used, wherein the actuator is an actuator for adjusting the angle of attack and wherein the adjusting device changes the angle of attack of the rotor blade. Also, in general, the buoyancy of the wing by means of a or several actuators are changed. Thought is here especially to the flaps on the wings of a Aircraft.
Um eine exakte Quantifizierung einer Verformung anhand der Position der Markierung im Bildfeld der Kamera vornehmen zu können, ist die Kenntnis des Abstands der Markierung zur Kamera wertvoll. Im einfachsten Fall wird die Markierung in definiertem Abstand an der Trägerstruktur angebracht. Es ist aber auch möglich, die Messeinrichtung selbstkalibrierend auszugestalten. Dazu ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Länge des optischen Pfades vom Matrix-Sensor zur Markierung durch eine Laufzeit-Messung eines Lichtstrahls oder anhand der Größe eines auf die Markierung projizierten Musters bestimmt wird. Beispielsweise kann ein Laser ein Gitter auf die Fläche des Musters projizieren. Anhand der Abstände des Musters kann die Entfernung von der Kamera dann in einfacher Weise durch Triangulation automatisch bestimmt werden. In entsprechender Weise ist es je nach Ausgestaltung der Markierung auch möglich, anhand der Grösse der Markierung oder des Abstandes von Markierungselementen in der Bildebene durch Triangulation eine Kalibrierung vorzunehmen.Around an exact quantification of a deformation by position the marking in the field of view of the camera, the knowledge of the distance of the mark to the camera is valuable. in the The simplest case is the marking at a defined distance at the Carrier structure attached. But it is also possible to design the measuring device self-calibrating. Is to according to an embodiment of the invention provided that the length of the optical path from the matrix sensor for marking by a transit time measurement of a light beam or based on the size of one projected onto the marker Pattern is determined. For example, a laser can be a grid project onto the surface of the pattern. Based on the distances The pattern can then make the removal of the camera easier Be determined automatically by triangulation. In appropriate It is also possible, depending on the design of the marker, based the size of the marking or the distance of marking elements to calibrate in the image plane by triangulation.
In einfachster Ausprägung der Erfindung kann die Markierung durch zur Umgebung der Markierung kontrastierende Punkte oder Streifen oder ähnliche Strukturen gegeben sein.In The simplest form of the invention may be the marking by points or stripes contrasting with the surroundings of the marking or similar structures.
Bis zu gewissen Frequenzen lassen sich auch Vibrationen der Trägerstruktur, wie etwa eines Flügels direkt messen. Wesentlich ist die Bildfrequenz der Kamera. Die Nutzung von modernen Digitalchips, bei denen eine ROI (Region of Interest) gesetzt werden kann und nur dieser Bereich ausgelesen werden kann, erlauben erhöhte Messfrequenzen. Auch wenn ist die Messfrequenz limitiert ist, können höhere Frequenzen jedoch auch in ihrer Richtung und Amplitude durch eine Verschmierung des Bilds der Markierung gemessen werden. Eine direkte Messung der Vibrationen ist für Frequenzen bis 20 Hertz mit einer Bildwiederholungsrate von zumindest 50 Hertz, vorzugsweise zumindest 60 Hertz ohne weiteres möglich.To at certain frequencies, vibrations of the support structure, like measuring a wing directly. Essential is the Frame rate of the camera. The use of modern digital chips, where a ROI (Region of Interest) can be set and only this range can be read out, allow increased Measuring frequencies. Even if the measurement frequency is limited, can higher frequencies but also in their direction and amplitude be measured by smearing the image of the mark. A direct measurement of the vibrations is for frequencies up to 20 hertz with a refresh rate of at least 50 hertz, preferably at least 60 Hertz readily possible.
Für eine direkte Messung der Vibration der Trägerstruktur wird eine Bildsequenz aufgenommen und anhand des aus den Einzelbildern bestimmten Verlaufs der Positionsänderung der Markierung zumindest einer der Parameter Amplitude und Frequenz der Vibration mittels der Recheneinrichtung bestimmt.For a direct measurement of the vibration of the support structure becomes taken a sequence of images and based on the from the individual images certain course of the change in position of the mark at least one of the parameters amplitude and frequency of the vibration determined by means of the computing device.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Markierung einen Code, in welchem eine Ortsinformation der Position des Codes codiert ist, wobei die Recheneinrichtung dazu eingerichtet ist, den Code zu decodieren und damit den Ort des Blickfelds der Kamera auf dem Objekt festzustellen. Der Code kann dabei die Gestalt eines Streifen und/oder Punktmusters oder beliebige Symbole z. B. Schriftzeichen, Texturen, Farbmarkierungen in welchem Positionsdaten codiert sind, umfassen. Wird die Information des Codes durch die Bildverarbeitungseinrichtung decodiert, steht direkt eine Ortsinformation bereit, welche zum Ort des Bildfelds, vorzugsweise dessen Mitte liefert.According to one Another embodiment of the invention comprises the marking a code in which a location information of the position of the code encoded, the computing means being adapted to to decode the code and thus the location of the field of view of the camera to determine on the object. The code can be the shape of a strip and / or dot pattern or any symbols z. Eg characters, Textures, color markings in which position data are coded, include. Is the information of the code by the image processing device decoded, is directly a location information ready, which for Location of the image field, preferably its center provides.
Zusätzlich zur Ortsinformation ist vorzugsweise ein Synchronisationsmuster, wie als Beispiel ein Gitter enthalten. Für einen solchen Code genügt es, einen sehr kleinen Codeausschnitt mit einer Lichtquelle, z. B. einem kollimierten Laser, zu beleuchten und mit einer Kamera zu erfassen und anschließend den Schnittpunkt der optischen Achse der Kamera oder eines zu optischen Achse definiert verschobenen Punkts mit dem Code und damit die Verschiebung zum Rasterursprung, ausgedrückt in einer diskreten Zahl von Rasterelementen zu bestimmen.additionally for location information is preferably a synchronization pattern, as an example, a grid included. For such Code is enough, a very small code snippet with a Light source, z. B. a collimated laser to illuminate and with capture a camera and then the intersection the optical axis of the camera or an optical axis defined shifted point with the code and thus the shift to Raster origin, expressed in a discrete number of To determine raster elements.
Als Ortsinformation werden insbesondere Ortskoordinaten im Code codiert. Diese müssen nicht die Ortsposition in absoluten Einheiten zu einem vorgegebenen Bezugspunkt angeben. Eine relative Angabe reicht vielmehr völlig aus. Als relative Angabe kann daher in einem sehr einfachen Fall beispielsweise eine eindeutige, gegebenenfalls auch zyklisch wiederholte Nummerierung der Codeeinheiten als Ortsinformation ausreichen. Zur Nummer jeder Codeeinheit korrespondiert dann eine bestimmte Stelle auf dem Objekt.When Location information in particular location coordinates are encoded in the code. These do not have the location position in absolute units indicate to a given reference point. A relative indication Rather, it is enough. As a relative indication can therefore in a very simple case, for example, a unique, if necessary also cyclically repeated numbering of the code units as location information suffice. The number of each code unit then corresponds to one specific location on the object.
Durch Translation und Rotation der zu untersuchenden Oberfläche ändert sich das erfasste Bild. Neben einer reinen Verschiebung treten Verzeichnungen auf, die durch eine affine Transformation beschrieben werden können. Die technische Aufgabe ist hierzu invers, aus einem gemessenen Bild werden die Translations- und Rotationsparameter berechnet, d. h. die Parameter der affinen Rücktransformation, die einer Hauptachsentransformation entspricht auf ein ideales Rasters bestimmt.By Translation and rotation of the surface to be examined changes the captured picture. In addition to a pure shift occur distortions which can be described by an affine transformation. The technical task is inverse, from a measured image the translation and rotation parameters are calculated, i. H. the parameters of the affine inverse transformation, the one Main axis transformation corresponds to an ideal grid.
Die Meßgenauigkeit wird unter anderem von der Präzision der Rasterdetektion bestimmt. Besonders vorteilhaft sind deshalb schnelle, vorzugsweise subpixelgenaue Kantendetektoren als Bestandteil der Bildverarbeitungsvorrichtung.The Measuring accuracy is among other things of the precision the raster detection determined. Therefore, particularly advantageous fast, preferably subpixel accurate edge detectors as part of Image processing apparatus.
Die
Messung der Positionsänderung des Musters gegenüber
der Referenzposition kann dann folgendermassen durch die Messeinrichtung
und deren entsprechend eingerichtete Bildverarbeitungs- und Recheneinrichtung
erfolgen:
Die Konturen werden durch digitale Strecken approximiert,
es werden Schnittpunkte der Rasterlinien ermittelt. Diese Schnittpunkte
werden in geordneter Reihenfolge in einer Matrix Matrix1 abgelegt,
wobei durch digitale Strecken verbundene Schnittpunkte in identischen
Zeilen bzw. Spalten der Matrix1 gespeichert werden, nicht belegte
Punkte werden als offen markiert (disabled). Die Haupachsentransformation zwischen
einer als Referenzposition angelernten Matrix2 (diese muss nicht
notwendig orthogonal sein) und der Matrix1 liefert die benötigten
6 Transformationsparameter, nämlich drei Translationsparameter
x, y, z und drei Rotationsparameter α, β, γ.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines CMOS-Sensors mit integriertem
Gradientenfilter und digitalem Signalprozessor (DSP). Mit dieser
Hardware kann eine sehr schnelle und kostenoptimale Single-Chip-Verarbeitung
durchgeführt werden. Damit ist die Bildverarbeitungsvorrichtung
und die Recheneinrichtung zumindest teilweise oder sogar vollständig
in der Kamera integriert.The measurement of the change in position of the pattern with respect to the reference position can then be carried out as follows by the measuring device and its correspondingly configured image processing and computing device:
The contours are approximated by digital lines, points of intersection of the grid lines are determined. These intersections are stored in ordered order in a matrix Matrix1, where intersections connected by digital links are stored in identical rows or columns of the matrix1, unoccupied points are marked as open (disabled). The principal axis transformation between a matrix 2 learned as a reference position (this does not necessarily have to be orthogonal) and the matrix 1 provides the required 6 transformation parameters, namely three translation parameters x, y, z and three rotation parameters α, β, γ. Particularly advantageous is the use of a CMOS sensor with integrated gradient filter and digital signal processor (DSP). With this hardware can be carried out a very fast and cost-optimal single-chip processing. Thus, the image processing device and the computing device is at least partially or even completely integrated in the camera.
Es ist nicht notwendig, dass die Ortsinformation des Codes in absoluter Weise zur Ortsposition korrespondiert. Eine relative Information ist ebenfalls ausreichend, wenn eine Kalibrierung durchgeführt wird. Es ist allerdings auch von Vorteil, wenn bekannt ist, in welchen Abständen entlang des Codes die Ortsinformation abgespeichert ist. In diesem Fall kann direkt aus der Decodierung der Ortsinformationen der Absolutbetrag der durch eine Verformung der Trägerstruktur verursachten lateralen Verschiebung der Markierung erhalten werden. Ist zum Beispiel bekannt, dass die Ortsinformation in bestimmten Abständen, beispielsweise von einem Zentimeter abgelegt ist, kann die Verschiebung des Musters gegenüber der Referenzposition durch einfache Differenzbildung der decodierten Ortskoordinaten erhalten werden.It it is not necessary that the location information of the code in absolute Way corresponds to the location. A relative information is also sufficient when performing a calibration. However, it is also advantageous if it is known in which Spaced along the code the location information is. In this case, directly from the decoding of the location information of Absolute amount of deformation due to the support structure caused lateral displacement of the label. For example, it is known that the location information in certain Distances, for example, filed by one centimeter is, the displacement of the pattern can be compared to the reference position by simple difference formation of the decoded location coordinates to be obtained.
Besonders geeignet ist ein zweidimensionaler Code. Mit einem solchen Code können zur Verbesserung der Messgenauigkeit auf einfache Weise mehrere, unabhängige Meßfelder realisiert werden, indem z. B. mit einer zweiten Kamera eine weitere Position bestimmt wird. Ebenso ist es möglich, den Code auf einer nicht planaren Oberfläche anzubringen und zwei voneinander entfernte Gebiete, die in einem Winkel zueinander stehen, abzutasten. In einem solchen Code als Markierung ist dann Ortsinformation für die Orte entlang zweier nicht paralleler, vorzugsweise senkrechter Richtungen codiert. Entsprechend kann hier durch Decodierung des Codes aus der Bildinformation mittels der Bildverarbeitungseinrichtung eine Verschiebung gegenüber einer Referenzposition entlang zweier nicht paralleler Achsen erhalten werden.Especially suitable is a two-dimensional code. With such a code can be used to improve the measurement accuracy to simple Way realized several independent measuring fields be, by z. B. with a second camera another position is determined. Likewise it is possible to put the code on one non-planar surface to attach and two from each other to scan distant areas that are at an angle to each other. In such a code as a marker is then location information for the places along two non-parallel, preferably more vertical Encoded directions. Accordingly, by decoding the Codes from the image information by means of the image processing device a shift relative to a reference position along two non-parallel axes are obtained.
Generell ist es bei der Verwendung eines Codes als Markierung zweckmäßig, eine Strecke, oder im Falle eines zweidimensionalen Codes eine Fläche mit der Markierung zu überdecken, welche so gross sind, dass die Verschiebungen aufgrund der zu messenden elastischen Verformungen innerhalb der Strecke, beziehungsweise Fläche liegen. Mit anderen Worten ist auch bei der maximal erfassbaren Verformung ein Teil des Codes im Bildfeld, besonders bevorzugt dabei auch in der Bildmitte sichtbar.As a general rule is it useful to use a code as a marker, a stretch, or in the case of a two-dimensional code, an area with to cover the mark, which are so large that the displacements due to the elastic deformations to be measured within the track, or area lie. With In other words, even with the maximum detectable deformation a Part of the code in the image field, particularly preferably also in the Image center visible.
Die Bestimmung von Translationen und Rotationen eines Objekts in drei Raumrichtungen mittels eines auf einem Objekt angebrachten Code mit darin codierter Ortsinformation ist nicht auf elastische Verformungen von Objekten beschränkt. Vielmehr eignet sich diese Ausführungsform der Erfindung ganz allgemein für die Erfassung und Quantifizierung von Bewegungen von Objekten in beliebiger Richtung.The Determination of translations and rotations of an object in three Spatial directions by means of a code attached to an object with location information encoded therein is not on elastic deformations limited by objects. Rather, this embodiment is suitable the invention in general for the detection and quantification of Movements of objects in any direction.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist daher eine Einrichtung zur Messung einer Positionsänderunge, insbesondere Translation und Rotation eines Objekts vorgesehen, welche einen auf dem Objekt aufgebrachten optisch erfassbaren Code mit Codeeinheiten umfasst, in welchen eine Ortsinformation, vorzugsweise in form von absoluten oder relativen Ortskoordinaten kodiert ist. Es ist zumindest eine Kamera mit einem Matrix-Sensor vorgesehen, mit welcher das Objekt, beziehungsweise der Code auf dem Objekt erfassbar ist. Die Messeinrichtung umfasst wiederum eine Bildverarbeitungs- und Recheneinrichtung. In der Recheneinrichtung ist eine Zuordnungstabelle abgelegt, in welcher die geometrischen Positionen zumindest einiger Codeeinheiten an einer Referenzposition abgelegt sind. Die Bildverarbeitungseinrichtung ist, wie oben beschrieben, dazu eingerichtet, den Code zu erkennen und zu decodieren und damit die decodierte Ortsinformation einer Bildposition zuzuordnen. Die Recheneinrichtung ist eingerichtet, die Transformation, vorzugsweise in Form einer Hauptachsentransformation zu bestimmen, welche die Referenzposition gemäß der Zuordnungstabelle in die aktuelle, von der Kamera erfasste Position, zu welcher der Code an der Bildposition decodiert wurde, überführt. Diese Transformationsparameter beschreiben die Positionsänderung des Objekts.According to a further aspect of the invention, therefore, a device for measuring a position change, in particular translation and rotation of an object is provided, which comprises an optically detectable code with code units applied to the object, in which position information, preferably in the form of absolute or encoded relative location coordinates. At least one camera with a matrix sensor is provided, with which the object or the code on the object can be detected. The measuring device in turn comprises an image processing and computing device. In the computing device, an assignment table is stored in which the geometric positions of at least some code units are stored at a reference position. The image processing device is, as described above, arranged to recognize the code and decode and thus to associate the decoded location information of an image position. The computing device is set up to determine the transformation, preferably in the form of a principal axis transformation, which transfers the reference position according to the allocation table into the current position detected by the camera at which the code was decoded at the image position. These transformation parameters describe the change in position of the object.
Ein
besonders für die Erfindung geeigneter zweidimensionaler
Code ist in der
Demgemäß weist in Weiterbildung der Erfindung der zweidimensionale Code zumindest eine, vorzugsweise alle der folgenden Eigenschaften auf:
- – der Code umfasst ein Muster, welches ein der Synchronisation dienenden Synchronisations-Code und einen positionsabhängigen Code enthält,
- – Positionsdaten sind in Codeeinheiten fester Grösse codiert,
- – der Code umfasst ein Muster, welches einen der Synchronisation dienenden Synchronisations-Code umfasst, wobei dieser Synchronisations-Code variabel ist, nach einer vorbekannten Bildungsvorschrift gebildet wird und geometrisch gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt ist,
- – der Code umfasst ein Muster, welches ein der Synchronisation dienenden Synchronisations-Code umfasst, welcher zwei variable Komponenten umfasst, welche jeweils zur Synchronisation entlang zweier nicht paralleler Richtungen auf der Oberfläche dienen,
- – der Code umfasst ein Muster, welches einen der Synchronisation dienenden Synchronisations-Code umfasst, welcher selbst positionsabhängige Daten, vorzugsweise das oder die Least-Significiant-Bits der codierten Positionsdaten enthält,
- – der Code umfasst ein Muster, welches einen der Synchronisation dienenden Synchronisations-Code umfasst, wobei der Synchronisations-Code geometrisch gleichmässig über das Muster hinweg verteilt ist,
- – der Code umfasst ein Muster, welches einen der Synchronisation dienenden Synchronisations-Code, welcher mit zumindest der doppelten Ortsfrequenz im Vergleich zu dem positionsabhängigen Code vorliegt,
- – Positionsdaten sind in Codeeinheiten fester Grösse codiert, wobei die Ortsinformation nicht vollständig in einer Codeeinheit vorhanden ist, wobei ein vollständige Decodierung der Ortsinformation durch Erfassung eines Felds höchstens der sechsfachen Grösse einer Codeeinheit, vorzugsweise höchstens der vierfachen Grösse einer Codeeinheit möglich ist.
- The code comprises a pattern containing a synchronization synchronization code and a position-dependent code,
- - Position data are encoded in fixed-length code units,
- The code comprises a pattern which comprises a synchronization code used for synchronization, this synchronization code being variable, being formed according to a previously known formation instruction and being distributed geometrically uniformly on the surface,
- The code comprises a pattern comprising a synchronization synchronization code comprising two variable components each for synchronization along two non-parallel directions on the surface,
- The code comprises a pattern which comprises a synchronization synchronization code which itself contains position-dependent data, preferably the least significant bit (s) of the coded position data,
- The code comprises a pattern which comprises a synchronization code used for the synchronization, the synchronization code being distributed geometrically uniformly over the pattern,
- The code comprises a pattern which contains a synchronization synchronization code which is at least twice the spatial frequency compared to the position-dependent code,
- - Position data are encoded in fixed-length code units, the location information is not completely present in a code unit, with a complete decoding of the location information by detecting a field at most six times the size of a code unit, preferably at most four times the size of a code unit is possible.
Der Code kann gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung auf Code-Einheiten reduziert werden, die eine Größe von höchstens 10 × 10, vorzugsweise höchstens 8 × 8, sogar von nur 6 × 6 Feldern aufweist, wobei jedes der Felder eine Markierung darstellt, die ein Bit repräsentiert. Generell können die Codeeinheiten als wie oben beschriebene lateral beabstandete Markierungselemente der Markierung angesehen werden.Of the Code can according to still another embodiment of the invention reduced to code units that are one size of at most 10 × 10, preferably at most 8 × 8, even of only 6 × 6 fields, where each of the fields represents a mark representing one bit. In general, the code units may be as described above viewed laterally spaced marking elements of the label become.
Der vorstehend beschriebene Code ist hinsichtlich seiner Informationsdichte optimiert. Der Code kann mit einem entsprechend angepassten Decodierverfahren selbst mit einem kleinen Gesichtsfeld wahlfreier Form stabil gelesen werden.Of the The code described above is in terms of its information density optimized. The code can be used with a customized decoding method stably read even with a small field of optional form become.
Um eine Messung elastischer Verformungen zu ermöglichen, ist gemäß noch einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Code zumindest teilweise auf einer schräg zur Betrachtungsrichtung angeordneten Fläche angeordnet ist, wobei die Markierung mit dem Code so angeordnet ist, dass von der Kamera oder auch von mehreren Kameras gleichzeitig in verschiedenen Entfernungen entlang der Längsrichtung der Trägerstruktur angeordnete Code-Elemente, in welchen Ortsinformation codiert ist, erfasst werden. Vorzugsweise wird der Code auf zumindest zwei zueinander im Winkel stehenden Flächen aufgebracht.Around is to allow a measurement of elastic deformations is according to yet another embodiment of the invention, that the code at least partially on an oblique to Viewing direction arranged surface is arranged, wherein the mark with the code is arranged so that from the Camera or even from several cameras simultaneously in different Distances along the longitudinal direction of the support structure arranged code elements in which location information is coded, be recorded. Preferably, the code is at least two to each other applied in angled surfaces.
Der gegenüber der Blickrichtung der Kamera schräg angeordnete Code kann dabei ein Raster aufweisen, welches äquidistant, oder auch projektionskorrigiert ist.Of the diagonally opposite the viewing direction of the camera arranged code can have a grid which is equidistant, or is also projection-corrected.
Um eine Verschiebung der mit dem Code versehenen Flächen gegenüber einer Referenzposition und damit eine Deformation der Trägerstruktur zu ermitteln, kann in vorteilhafter Weise in der Recheneinrichtung eine Zuordnungstabelle von Koordinaten, vorzugsweise dreidimensionalen Koordinaten zu Ortsinformationen des Codes abgelegt werden. Die Zuordnungstabelle kann, wie weiter unten genauer beschrieben wird, unter anderem durch Projektion eines Gitters auf die mit dem Code versehenen Flächen und einem Vergleich mit der decodierten Ortsinformation generiert werden.Around a shift in the areas provided with the code a reference position and thus a deformation of the support structure to can determine advantageously in the computing device an allocation table of coordinates, preferably three-dimensional Coordinates to location information of the code are stored. The Allocation table can, as will be described in more detail below, among other things, by projecting a grid onto the one with the code provided areas and a comparison with the decoded location information to be generated.
Aus den decodierten Positionsdaten kann bei bekannter Anordnung des Codes bei der Referenzposition durch die Recheneinrichtung eine Hauptachsentransformation errechnet werden, mit welcher die Markierung von der Referenzposition in die gemessene Position transformiert. Aus dieser Hauptachsentransformation kann dann die Positionsänderung gegenüber der Referenzposition ermittelt und quantifiziert werden. Dies erlaubt eine Erkennung sowohl einer Rotation, als auch einer Translation in drei Raumrichtungen.Out the decoded position data can in a known arrangement of the Codes at the reference position by the computing device a main axis transformation be calculated with which the mark from the reference position transformed into the measured position. From this main axis transformation can then change the position relative to the Reference position are determined and quantified. This allows a recognition of both a rotation and a translation in three directions.
Generell kann die Erfindung dazu benutzt werden, die Funktionalität einer Trägerstruktur, wie etwa eines Rotorflügels einer Windkraftanlage zu überwachen, steuern und/oder regeln. Dies kann auch vorausschauend, beziehungsweise extrapolierend erfolgen, indem durch die Recheneinrichtung gemessene Bewegungsmuster mit abgespeicherten Bewegungsmustern verglichen werden. Ein Beispiel ist eine Vibration mit noch zulässiger, sich jedoch aufschaukelnder Amplitude. Wird beispielsweise ein derartiges Bewegungsmuster detektiert, kann frühzeitig durch eine geeignete Regelung, etwa durch Änderung des Anstellwinkels entgegengewirkt werden.As a general rule The invention can be used to the functionality a support structure, such as a rotor blade to monitor, control and / or regulate a wind turbine. This can also be anticipatory, or extrapolating, by the movement pattern measured by the computing device stored movement patterns are compared. An example is a vibration with still permissible, but aufschaukelnder Amplitude. If, for example, such a movement pattern is detected, can be early by a suitable scheme, such as by amendment the angle of attack are counteracted.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen näher erläutert. Dabei verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder entsprechende Elemente.The Invention will be described below with reference to embodiments and with reference to the accompanying drawings explained. The same reference numbers refer to the same or corresponding elements.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
Einrichtung zur Messung von Verformungen basiert auf zumindest einer
optisch erfassbaren Markierung
Die
Bildverarbeitungsvorrichtung und die Recheneinrichtung sind in
Bei
der in
Kommt
es bedingt durch den anströmenden Wind im Betrieb zu einer
Verformung des Flügels, bewegt sich die Position der Markierung
Der
Abstand des Matrix-Sensors der Kamera
Besonders
bevorzugt kann allgemein eine Regeleinrichtung vorgesehen werden,
mit welcher den Verformungen entgegengewirkt werden kann. Die Regeleinrichtung
umfasst dazu eine Stelleinrichtung mit zumindest einem Stellglied,
mit welcher unter Ansprechen darauf, dass von der Recheneinrichtung
eine Abweichung der Markierung von einer Sollposition, insbesondere
die Überschreitung eines Grenzwerts quantifiziert wurde,
der elastischen Verformung entgegengewirkt wird. Im Falle des in
Ausserdem
können die Markierungen
Jede
der Markierungen
Es
ist wie auch in den vorhergehenden Beispielen günstig,
die Markierungen
Die
Position der Markierungen
Da sich der Abstand der abgebildeten Markierungselemente mit deren Entfernung ändert, kann durch eine Abstandsbestimmung nun auch in einfacher Weise eine Deformation in Längsrichtung, insbesondere eine Dehnung des Flügels erfasst und quantifiziert werden. Bei den Flügeln grosser Rotoren können solche Dehnungen durchaus Grössenordnungen im Meterbereich erreichen.There the distance between the pictured marking elements with their Distance changes can be determined by a distance determination now also in a simple manner a deformation in the longitudinal direction, In particular, an expansion of the wing detected and quantified become. In the wings of large rotors can such strains certainly orders of magnitude in the meter range to reach.
Anhand
der jeweils zwei in einer Linie angeordneten Markierungselemente
wird nun auch die Messung einer Verdrehung des Flügels
möglich. Tritt zwischen Kamera
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel können folgende Parameter
für die Messeinrichtung verwendet werden:
Der Arbeitsabstand,
beziehungsweise die Länge des optischen Pfades zwischen
Sensor und Markierung wird innerhalb einer Distanz von etwa 40 Metern
gewählt. Die Messzeit beträgt 16,6 Millisekunden
entsprechend einer Bildwiederholrate von 60 Bildern pro Sekunde.
Messbar sind die Grössen X-Auslenkung, Y-Auslenkung, Verdrehung,
Abstand der Markierung, Schwingungsamplitude und Schwingungsfrequenz bis
typischerweise 20 Hertz. Mit einem einfachen Kamerasensor kann bereits
eine Messgenauigkeit von 1/7000 der maximalen erfassbaren Auslenkung
entlang der X-Achse (der Richtung entlang der längeren Seite
des in
The working distance, or the length of the optical path between sensor and marking is selected within a distance of about 40 meters. The measurement time is 16.6 milliseconds corresponding to a refresh rate of 60 frames per second. Measurable are the magnitudes X-deflection, Y-deflection, rotation, distance of the marking, oscillation amplitude and oscillation frequency up to typically 20 Hertz. With a simple camera sensor can already a measurement accuracy of 1/7000 of the maximum detectable deflection along the X-axis (the direction along the longer side of the in
In
Die durchgezogene Kurve zeigt beispielhaft eine normale, gleichmässige Durchbiegung eines intakten Flügels. Weist der Flügel einen Knick, oder beispielsweise auch einen Riss auf, der zur Schwächung der Struktur des Flügels führt, kommt es hinter der Riss- oder Knickstelle zu einer verstärkten Durchbiegung. Eine solche beispielhafte Durchbiegungskurve ist gestrichelt eingezeichnet. Entsprechend ist das Verhältnis der Auslenkungen Δx hier grösser. Wird anhand der Messdaten von der Recheneinrichtung festgestellt, dass eine solche anomale Durchbiegung dauerhaft vorliegt, beziehungsweise eine dauerhafte Abweichung von der Schar von Durchbiegungskurven eines intakten Flügels vorliegt, kann beispielsweise eine Abschaltung der Windkraft-Anlage oder das Anfahren eines sicheren Zustands eingeleitet werden. Dieser sichere Zustand kann beispielsweise durch Neutralstellung der Flügel erreicht werden, wobei der defekte Flügel nach unten weist.The solid curve shows an example of a normal, uniform Deflection of an intact wing. Indicates the wing a kink, or for example, a crack on, to weakening the structure of the wing leads, it comes behind the Crack or kink to increased deflection. Such an exemplary deflection curve is shown in dashed lines. Accordingly, the ratio of the deflections .DELTA.x bigger here. Is based on the measurement data from the computing device found that such an abnormal deflection is permanent, or a permanent deviation from the bevy of deflection curves an intact wing is present, for example, a Shut down the wind turbine or start a safe State initiated. This safe state can be, for example can be achieved by neutral position of the wings, wherein the defective wing points downwards.
Durch die Anbringung von zwei Reflektorpaaren in der Tiefe des Flügels kann die Biegung in zwei Distanzen gemessen werden. Dadurch ist es möglich, zu prüfen ob der Flügel gleichmässig durchgebogen ist, oder ob eine Knickstelle vorliegt, weil die beiden Punkte nicht mehr auf der von der Struktur her bekannten Krümmungskurve liegen.By the attachment of two reflector pairs in the depth of the wing The bending can be measured in two distances. This is It is possible to check if the wing is even is bent, or if there is a kink, because the two Points no longer on the known from the structure curvature curve lie.
Es ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch möglich, zusätzlich oder alternativ zu einer Positionsbestimmung von Markierungselementen eine Markierung in Form eines Codes vorzusehen, in welchen Ortsinformation codiert ist. Dies bietet unter anderem den Vorteil, dass die Deformation einer Trägerstruktur immer anhand der abgebildeten und decodierten Information, die sich auf die Bildmitte oder einen beliebigen anderen Referenzpunkt in der Bildebene bezieht, bestimmt werden kann. Damit werden Messfehler, die durch Verzeichnungen des Objektivs entstehen können, ausgeschaltet.It is also possible according to a further embodiment of the invention, in addition or al to provide a marking in the form of a code, in which location information is coded, to determine the position of marking elements. This offers, inter alia, the advantage that the deformation of a carrier structure can always be determined on the basis of the imaged and decoded information relating to the image center or any other reference point in the image plane. This eliminates measurement errors that can be caused by distortion of the lens.
Demgemäß umfasst die Markierung einen Code, in welchem Ortsinformation der lokalen Position des Codes codiert ist, wobei die Recheneinrichtung dazu eingerichtet ist, den Code zu decodieren und damit den Ort des Blickfelds der Kamera festzustellen.Accordingly, includes the marker a code in which location information of the local Position of the code is coded, the computing device to is set up to decode the code and thus the location of the field of view to determine the camera.
Bei
der anhand der
Nachfolgend wird ein bevorzugter Code und dessen Anordnung als Markierung in oder an der Trägerstruktur näher beschrieben.following is a preferred code and its arrangement as a marker in or described in more detail on the support structure.
Ebenso
wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
sind wiederum in einem Volumen der Trägerstruktur eine
Kamera
Das oder die Label sind nicht nur auf einer einzelnen planaren Fläche, sondern auf mindestens zwei zueinander im Winkel stehenden Flächen oder Flächenelementen, beispielsweise auch auf einer gekrümmten Oberfläche angeordnet.The or the labels are not just on a single planar surface, but on at least two mutually angled surfaces or surface elements, for example, on a curved Surface arranged.
Eine
beispielhafte Anordnung mit schräg zueinander stehenden
Flächen
Einen
Code mit projektionskorrigiertem Raster zeigt
Die
einzelnen Rasterfelder
Mit
dem Code kann – im Gegensatz etwa zu einem einfachen Raster – ein
absoluter Bezugspunkt gewährleistet werden. Es ist möglich,
einen geeigneten Code endlos zu drucken oder anderweitig herzustellen,
indem die Information in einer bestimmten Weise zweidimensional
so verteilt ist, dass die globale Positionierung aus maximal 4 6 × 6
Rasterumgebungen vollständig berechnet werden kann. Ein
derartiger zweidimensionaler Code, wie er für die Erfindung
bevorzugt wird, ist aus der
Die
Anordnung des Codes auf mehreren Flächen oder Flächenelementen,
die in unterschiedlicher Entfernung zur Kamera stehen, wie etwa
die beispielhafte Anordnung der Flächen
Eine mit einem solchen Code bedruckte Folie (oder eine ähnliche Struktur) wird nun auf das zu vermessende Objekt geklebt oder auf andere Weise befestigt. Durch die besondere Struktur der Informationsanordnung können Phase und Frequenz des lokalen Rasters bestimmt werden (ähnlich großen 2D-Barcodes, FFT oder Chainprocessing). Hierbei kann ein codeintern eingesetztes Scramblingverfahren eine hohe lokale Konturdichte gewährleisten.A printed with such a code slide (or similar Structure) is now stuck to the object to be measured or on attached to another way. Due to the special structure of the information arrangement can determine the phase and frequency of the local grid (similar to large 2D barcodes, FFT or chain processing). Here, a codeintern used scrambling a ensure high local contour density.
Nach
Finden des Rasters durch die Bildverarbeitungsvorrichtung wird der
Codeinhalt binarisiert und in eine Matrix eingetragen. Daraus kann
dann die globale Position im (de facto unendlichen) Raster decodiert
werden. Auch das Verfahren der Decodierung ist in der
Wenn die Geometrie der Oberfläche vorbekannt ist, können definierten Punkten Pi(x, y, z) des Rasters 3D-Koordinaten zugeordnet werden.If the geometry of the surface is already known, defined points P i (x, y, z) of the grid can be assigned to 3D coordinates.
Man
erhält ein präzise zugeordnete Tabelle der Form:
Diese Tabelle kann dann in der Recheneinrichtung zur Berechnung der aktuellen Position, beziehungsweise der Deformation der Trägerstruktur abgelegt werden.These Table can then be used in the computing device to calculate the current Position, or the deformation of the support structure stored become.
Die Winkel ergeben sich aus den der Zentralprojektion des Kamerabildes durch die Blende des Objektivs. Aus der Menge {P,Winkel} kann abschließend durch Matching unter Bestimmung der Parameter einer Hauptachsentransformation die Verschiebung des gelabelten Objekts bezüglich einer Referenzpositpon ausgegeben werden. Meßbar sind der Verschiebungsvektor (X0, Y0, Z0) sowie die Drehung in drei Winkeln (α0, β0, γ0).The Angles result from the central projection of the camera image through the aperture of the lens. From the set {P, angle} can conclude by matching while determining the parameters of a major axis transformation the displacement of the labeled object with respect to a Reference Positon be issued. Measurable are the displacement vector (X0, Y0, Z0) as well as the rotation in three angles (α0, β0, γ0).
Wenn die Referenzposition nicht bekannt ist, etwa wenn die exakte Form auf die das Raster aufgeklebt wurde, oder die Entfernung des Codes zur Kamera nicht bestimmt ist, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wie folgt verfahren werden:
- 1. mit einem Lasergitterprojektor (z. B. einem Laser mit diffraktivem Element) wird von einer bekannten Position aus (z. B. auf dem Gehäuse gestiftet ) auf das Raster eine Punktwolke bzw. ein zweites Gitter projiziert. Hierzu kann zweckmäßig eine Komplementärfarbe verwendet werden, z. B. wird das Raster rot gedruckt, der Laser erzeugt seine Struktur ohne Kontrastfehler. Für die Inspektion kann dann der blaue Spektralbereich benutzt werden. Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass hierzu noch viele weitere Möglichkeiten existieren.
- 2. Die Laserstruktur wird vermessen, die Passpunkte werden zugeordnet. Durch einfache Triangulation (der Abstand Laserblende zur Objektivblende ist bekannt, die Winkel sind bekannt) werden kalibrierte 3D Koordinaten auf dem Raster ermittelt.
- 3. Abschließend wird das Set der so gemessenen 3D-Punkte dem Referenzraster zugeordnet, man erhält einen Set von 3D-Referenzpunkten auf dem Raster. Der Laser kann dann entfernt werden.
- 1. With a laser lattice projector (eg a laser with a diffractive element), a point cloud or a second lattice is projected onto the grid from a known position (for example, on the housing). For this purpose, a complementary color can be used suitably, for. For example, the grid is printed in red, the laser creates its structure without contrast errors. The blue spectral range can then be used for the inspection. It will be apparent to those skilled in the art that there are many more possibilities for this.
- 2. The laser structure is measured, the control points are assigned. By simple triangulation (the distance laser aperture to the lens aperture is known, the angles are known) calibrated 3D coordinates are determined on the grid.
- 3. Finally, the set of 3D points measured in this way is assigned to the reference grid, giving you a set of 3D reference points on the grid. The laser can then be removed.
Wird ein nicht projektionskorrigierter Code verwendet, kann eine Kalibrierung sowohl der Entfernung, als auch bezüglich der Lage der Fläche auch anhand eines Vergleichs der bekannten Rasterbreite mit der in der Kamera erfassten Rasterbreite vorgenommen werden.Becomes If a non-projection-corrected code is used, calibration may be used both the distance, as well as the location of the Area also based on a comparison of the known grid width with the grid width detected in the camera is made.
Nachfolgend wird der bevorzugte Code näher beschrieben. Der zweidimensionale Code hat die Eigenschaften:
- – der Code umfasst ein der Synchronisation dienenden Synchronisations-Code und einen positionsabhängigen Code enthält, wobei die Positionsdaten in Codeeinheiten fester Grösse codiert sind. Dabei ist der Synchronisations-Code variabel und geometrisch gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt. Der Synchronisationscode ermöglicht ausserdem mittels zweier variabler Komponenten die Synchronisation in X- und Y-Richtung. Im Speziellen ist der Synchronisationscode dergestalt variabel, dass er selber positionsabhängige Daten, vorzugsweise das oder die Least-Significiant-Bits der codierten Positionsdaten enthält. Möglich ist auch, das nur langsam veränderliche Most-Significant Bit einzusetzen. Um die Synchronisation besonders zuverlässig zu machen, kann der Synchronisations-Code mit zumindest der doppelten Ortsfrequenz im Vergleich zum positionsabhängigen Code vorliegen. Um besonders kleine Code-Einheiten zu erhalten, ist es dann auch noch möglich, die Ortsinformation nicht vollständig in einer Codeeinheit zu codieren. Die vollständige Ortsinformation kann dann durch Erfassung eines Felds höchstens der sechsfachen Grösse einer Codeeinheit, vorzugsweise höchstens der vierfachen Grösse einer Codeeinheit durchgeführt werden. Dabei können die Daten so aufgeteilt werden, dass fehlende Bits eines Positionsdatums aus benachbarten Code-Einheiten ergänzt werden.
- - The code comprises a synchronization synchronization code and a position-dependent code contains, wherein the position data are encoded in code units of fixed size. The synchronization code is variable and geometrically evenly distributed on the surface. The synchronization code also allows the synchronization in the X and Y directions by means of two variable components. In particular, the synchronization code is variable such that it itself contains position-dependent data, preferably the least significant bit (s) of the coded position data. It is also possible to use the only slowly changing Most-Significant Bit. In order to make the synchronization particularly reliable, the synchronization code can be present at least twice the spatial frequency compared to the position-dependent code. In order to obtain particularly small code units, it is then also possible not to completely encode the location information in a code unit. The complete location information can then be carried out by detecting a field at most six times the size of a code unit, preferably at most four times the size of a code unit. In this case, the data can be divided so that missing bits of a position data from adjacent code units are added.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf den, beziehungsweise die Flügel einer Windkraftanlage. Die Erfindung kann auch in entsprechender Weise für Flugzeugtragflächen eingesetzt werden. Hier bietet es sich dann an, nicht den Anstellwinkel der Tragfläche in Abhängigkeit der Verformung zu ändern, sofern die Tragflächen wie im allgemeinen üblich, starr sind. Möglich ist aber hier, den Auftrieb mittels einer oder mehrerer Ruder und Klappen, wie etwa der Querruder und Spoiler oder Flaps zu regulieren.The above embodiments relate to the, or the wings of a wind turbine. The invention may also be appropriate for aircraft wings be used. Here it makes sense, not the angle of attack the wing depending on the deformation unless the wings are generally are rigid. But it is possible here, the buoyancy means one or more rudders and flaps, such as the ailerons and Regulate spoilers or flaps.
Da die Deformation des Flügels typischerweise einer Lageänderung des Flugzeugs vorausgeht, kann durch eine Regelungseinrichtung, welche die Klappen und/oder Ruder anhand der Messung der Durchbiegung und/oder Verwindung der Tragfläche steuert, unter anderem die Fluglage stabilisiert werden.There the deformation of the wing typically a change in position preceded by the aircraft can be controlled by a control device, which the flaps and / or rudder on the basis of the measurement of the deflection and / or twisting of the wing controls, among others the attitude is stabilized.
Auch im Flugzeugrumpf kann vorteilhaft eine erfindungsgemäße Messeinrichtung vorgesehen werden, um hier Belastungen der Trägerstruktur erkennen zu können.Also in the fuselage can advantageously be an inventive Measuring device are provided to here loads the support structure to be able to recognize.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann. Insbesondere kann die Erfindung auch auf andere Trägerstrukturen und elastisch verformbare Objekte angewendet werden.It It will be apparent to those skilled in the art that the invention is not limited to the above limited embodiments described is, but can be varied in many ways. In particular, the invention can also be applied to other carrier structures and elastically deformable objects are applied.
- 11
- Windkraftanlagen-RotorWind turbine rotor
- 33
-
Nabe
von
1 Hub of1 - 55
-
Flügel
von
1 Wings of1 - 7, 717, 71
- Markierungmark
- 99
- Kameracamera
- 1111
-
Objektiv
von
9 Lens of9 - 5151
-
Oberschale
von
5 Upper shell of5 - 5252
-
Unterschale
von
5 Lower shell of5 - 5454
- HolmHolm
- 55, 5755, 57
-
Zwischenräume
zwischen
51 ,52 Spaces between51 .52 - 5656
-
schachtförmiger
Hohlraum in
54 shaft-shaped cavity in54 - 76, 7776 77
- Mit einem zweidimensonalen Code versehene FlächenWith a two-dimensional code provided surfaces
- 9191
-
Gehäuse
von
9 Housing of9 - 9292
- LeuchtdiodenLEDs
- 9595
-
Blickrichtung
von
9 Viewing direction of9 - 701, 702,701 702
- 704, 705704 705
- Markierungselementemarkers
- 710710
- Rasterfeldgrid
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 1333402 A1 [0039, 0091, 0094] - EP 1333402 A1 [0039, 0091, 0094]
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2395320A1 (en) | 2010-06-09 | 2011-12-14 | Baumer Innotec AG | Measuring device for measuring deformations of elastically deformable objects |
| EP2458322A1 (en) * | 2010-11-25 | 2012-05-30 | Baumer Innotec AG | Device and method for measuring the deformation of a rotor blade under stress |
| DE102011014480B3 (en) * | 2011-03-19 | 2012-06-14 | Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg | Sensor device for measuring aerodynamic loads of a rotor blade of a wind turbine |
| EP2466255A1 (en) * | 2010-12-14 | 2012-06-20 | General Electric Company | Systems for determining deflection of a wind turbine shaft |
| EP2469223A1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-06-27 | Baumer Innotec AG | Device and method for measuring the deformation of a rotor blade under stress |
| DE102010056033A1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-06-28 | Baumer Innotec Ag | Device for measuring deformation of rotor blade under load, particularly rotor blade of wind turbine, has receiver arranged at rotor blade and transmitter or reflector is arranged on rotor blade at distance from receiver |
| DE102010055500A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Baumer Innotec Ag | Device for measuring deformation of rotor blade of wind turbine, has electronic camera with matrix detector and arrangement for multiple reflectors |
| WO2012110188A1 (en) | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Ssb Wind Systems Gmbh & Co.Kg | Optical measuring device for the deformation of a rotor blade of a wind turbine |
| DE102011001268A1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for measuring deformation of hub with rotating object e.g. blades of propeller of e.g. aircraft, involves fixing camera arrangement in hub, such that camera arrangement is rotated around rotational axis |
| DE102011083749A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Aktiebolaget Skf | Apparatus and method for detecting a distance value |
| DE102011116551A1 (en) | 2011-10-21 | 2013-04-25 | Baumer Electric Ag | Method for measuring deformation of rotor blade of wind-power plant, involves determining frequency range of mechanical natural oscillation of position detection device, and determining deformation of blade based on frequency range |
| DE102014213919A1 (en) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and test arrangement for determining the deformation of a component |
| EP3339640A1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-27 | Vestas Wind Systems A/S | Control system for a wind turbine |
| FR3075353A1 (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-21 | Safran Aircraft Engines | NON-INTRUSIVE MEASUREMENT OF THE SHIFTING OF A BLADE |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011016868B4 (en) | 2010-04-13 | 2013-05-16 | Baumer Innotec Ag | Measuring device for measuring deformations of elastically deformable objects |
| EP2453136B1 (en) * | 2010-11-16 | 2013-07-24 | Baumer Innotec AG | Alignment device for measuring devices in a wind turbine rotor |
| EP2458206A1 (en) * | 2010-11-25 | 2012-05-30 | Baumer Innotec AG | Device and method for measuring the deformation of a rotor blade under stress and error compensation |
| EP2511522A1 (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-17 | Baumer Innotec AG | Blade angle control for a rotor blade of a wind turbine |
| EP2511524A1 (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-17 | Baumer Innotec AG | Method and device for monitoring a rotor blade for a wind energy plant |
| EP2530302B1 (en) * | 2011-06-03 | 2014-04-30 | Wilic S.Àr.L | Wind turbine and control method for controlling the same |
| CN107701378B (en) * | 2017-09-29 | 2019-09-27 | 上海电力设计院有限公司 | A kind of wind-driven generator fault early warning method |
| GB2574064B (en) | 2018-05-25 | 2020-05-27 | Imetrum Ltd | Motion encoder |
| DE102019113154A1 (en) | 2019-05-17 | 2020-11-19 | Schenck Rotec Gmbh | Method and device for measuring strain on a body subject to centrifugal force |
| WO2021064243A1 (en) | 2019-10-03 | 2021-04-08 | Syddansk Universitet | A method and a system for tracking motion of a blade |
| GB202009315D0 (en) | 2020-06-18 | 2020-08-05 | General Electric Renovables Espana Sl | A wind turbine blade measurement system and a method of improving accuracy of a wind turbine blade measurement system |
| CN116429003B (en) * | 2023-04-03 | 2025-08-01 | 大连理工大学宁波研究院 | Monocular vision-based real-time measurement method and device for structural deformation of bending prevention device |
| CN118961391B (en) * | 2024-06-04 | 2025-07-18 | 东南大学 | Large deformation and Agt measurement method of high-strength linear materials based on image recognition |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4652917A (en) * | 1981-10-28 | 1987-03-24 | Honeywell Inc. | Remote attitude sensor using single camera and spiral patterns |
| EP1333402A1 (en) | 2002-02-04 | 2003-08-06 | Baumer Optronic GmbH | Redundant twodimensional code and decoding method |
| EP1361445A1 (en) * | 2001-01-22 | 2003-11-12 | Sociedad Anonima De Instalaciones De Control | Flexure air speed indicator and vane |
| WO2004038328A2 (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-06 | The University Of Bristol | Positional measurement of a feature within an image and monitoring an aircraft structure |
| DE602006000063T2 (en) * | 2005-07-09 | 2007-12-13 | Rolls-Royce Plc | Device for in-situ monitoring of a component |
| US7377181B2 (en) * | 2006-03-10 | 2008-05-27 | Northrop Grumman Corporation | In-situ large area optical strain measurement using an encoded dot pattern |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006002708B4 (en) * | 2006-01-19 | 2007-12-06 | Siemens Ag | Rotor of a wind turbine |
| DK200700647A (en) * | 2007-04-30 | 2008-05-10 | Lm Glasfiber As | Measurement of geometric parameters for a wind turbine blade |
-
2009
- 2009-02-06 DE DE102009007938A patent/DE102009007938A1/en not_active Ceased
-
2010
- 2010-02-05 WO PCT/EP2010/000738 patent/WO2010089139A1/en not_active Ceased
- 2010-02-05 EP EP10704096A patent/EP2394136A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4652917A (en) * | 1981-10-28 | 1987-03-24 | Honeywell Inc. | Remote attitude sensor using single camera and spiral patterns |
| EP1361445A1 (en) * | 2001-01-22 | 2003-11-12 | Sociedad Anonima De Instalaciones De Control | Flexure air speed indicator and vane |
| EP1333402A1 (en) | 2002-02-04 | 2003-08-06 | Baumer Optronic GmbH | Redundant twodimensional code and decoding method |
| WO2004038328A2 (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-06 | The University Of Bristol | Positional measurement of a feature within an image and monitoring an aircraft structure |
| DE602006000063T2 (en) * | 2005-07-09 | 2007-12-13 | Rolls-Royce Plc | Device for in-situ monitoring of a component |
| US7377181B2 (en) * | 2006-03-10 | 2008-05-27 | Northrop Grumman Corporation | In-situ large area optical strain measurement using an encoded dot pattern |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2395320A1 (en) | 2010-06-09 | 2011-12-14 | Baumer Innotec AG | Measuring device for measuring deformations of elastically deformable objects |
| EP2458322A1 (en) * | 2010-11-25 | 2012-05-30 | Baumer Innotec AG | Device and method for measuring the deformation of a rotor blade under stress |
| EP2466255A1 (en) * | 2010-12-14 | 2012-06-20 | General Electric Company | Systems for determining deflection of a wind turbine shaft |
| DE102010055500A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Baumer Innotec Ag | Device for measuring deformation of rotor blade of wind turbine, has electronic camera with matrix detector and arrangement for multiple reflectors |
| EP2469223A1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-06-27 | Baumer Innotec AG | Device and method for measuring the deformation of a rotor blade under stress |
| DE102010056033A1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-06-28 | Baumer Innotec Ag | Device for measuring deformation of rotor blade under load, particularly rotor blade of wind turbine, has receiver arranged at rotor blade and transmitter or reflector is arranged on rotor blade at distance from receiver |
| DE102011011392B4 (en) * | 2011-02-17 | 2012-10-25 | Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg | Optical measuring device for the deformation of a rotor blade of a wind turbine |
| DE102011011392A1 (en) | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg | Optical measuring device for the deformation of a rotor blade of a wind turbine |
| WO2012110188A1 (en) | 2011-02-17 | 2012-08-23 | Ssb Wind Systems Gmbh & Co.Kg | Optical measuring device for the deformation of a rotor blade of a wind turbine |
| DE102011001268A1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method for measuring deformation of hub with rotating object e.g. blades of propeller of e.g. aircraft, involves fixing camera arrangement in hub, such that camera arrangement is rotated around rotational axis |
| DE102011001268B4 (en) * | 2011-03-15 | 2014-10-23 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | CAMERA ARRANGEMENT FOR MEASURING DEFORMATION OF A FAST ROTATING OBJECT AND ROTOR OR PROPELLER WITH SUCH A CAMERA ARRANGEMENT |
| US9657720B2 (en) | 2011-03-19 | 2017-05-23 | Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg | Sensor device for measuring aerodynamic loads of a rotor blade of a wind turbine |
| DE102011014480B3 (en) * | 2011-03-19 | 2012-06-14 | Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg | Sensor device for measuring aerodynamic loads of a rotor blade of a wind turbine |
| WO2013041155A1 (en) | 2011-03-19 | 2013-03-28 | Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg | Sensor device for measuring aerodynamic loads of a rotor blade of a wind turbine |
| DE102011083749A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Aktiebolaget Skf | Apparatus and method for detecting a distance value |
| DE102011083749B4 (en) * | 2011-09-29 | 2015-06-11 | Aktiebolaget Skf | Rotor blade of a wind turbine with a device for detecting a distance value and method for detecting a distance value |
| DE102011116551A1 (en) | 2011-10-21 | 2013-04-25 | Baumer Electric Ag | Method for measuring deformation of rotor blade of wind-power plant, involves determining frequency range of mechanical natural oscillation of position detection device, and determining deformation of blade based on frequency range |
| DE102014213919A1 (en) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and test arrangement for determining the deformation of a component |
| EP3339640A1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-27 | Vestas Wind Systems A/S | Control system for a wind turbine |
| US10920749B2 (en) | 2016-12-21 | 2021-02-16 | Vestas Wind Systems A/S | Control system for a wind turbine |
| FR3075353A1 (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-21 | Safran Aircraft Engines | NON-INTRUSIVE MEASUREMENT OF THE SHIFTING OF A BLADE |
| US10851657B2 (en) | 2017-12-14 | 2020-12-01 | Safran Aircraft Engines | Non-intrusive measurement of the pitch of a blade |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2394136A1 (en) | 2011-12-14 |
| WO2010089139A1 (en) | 2010-08-12 |
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| EP2002203B1 (en) | Method and system for measuring the shape of a reflective surface | |
| DE69804128T2 (en) | CONTACTLESS POSITION AND ORIENTATION MEASUREMENT | |
| AT506110B1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR DETECTING BODY MEASURE DATA AND CONTOUR DATA | |
| DE102006031009B4 (en) | Method and device for monitoring the status of structural components | |
| DE102011016868B4 (en) | Measuring device for measuring deformations of elastically deformable objects | |
| EP3166312B1 (en) | Device and method for adjusting and/or calibrating a multi-camera module and use of such a device | |
| DE102012220923B4 (en) | Measurement of a fiber orientation of a carbon fiber material and production of a component in carbon fiber composite construction | |
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| DE102009009272B4 (en) | Quality inspection for rotor blades of a wind energy plant | |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20110914 |