Ice measurement on the wind turbines' blades by close-range photogrammetry methods

Résumé

La numérisation photogrammétrie pour mesurer l'épaisseur de glace est tout à fait nouvelle dans le domaine de l’énergie éolien. Lorsque les pales du rotor ont été montées sur la tour de l'éolienne, effectuer les inspections de l'épaisseur de la glace était presque impossible dans le passé, mais par les méthodes de modélisation à base de l'image, l'extraction de la géométrie des pales givrées sous la forme de modèles en maille est possible. Dans ce mémoire de recherche, une maquette 3D des pales d'éoliennes sans glace est conçue dans le logiciel CATIA et considéré comme les données de référence de CAO. Un prototype de ce modèle CAO est construit par une machine d'impression 3D. Après la peinture, nous avons ajouté 3 modèles des cibles (retro targets) sur les surfaces des pales. Un appareil photo reflex numérique est utilisé pour capter plusieurs images des objets avec différents modes d'éclairages et d'illuminations. Une série de nuages de points est produite en utilisant la méthode de structure de mouvement (SfM) et le logiciel VisualSfM. Chaque nuage de points a un système arbitraire de coordonnées qui est mis à l'échelle et transféré au système de coordonnées global par transformation à l’aide du logiciel CATIA en se basant sur les caractéristiques similaires entre le nuage de points 3D et les données de référence de CAO. Lorsque la glace a une texture suffisante, comme du givre blanc, cette texture peut être captée dans les images et un nuage de points correspondant à la région captée sera également détecté. La position de la glace sur les pales est détectée par cibles (retro targets) codé sur la surface de la pale et à l'ordre d'acquisition des images. Le nuage de points générés et son maillage sont comparés avec les données de référence de CAO et le résultat est montré en format 3D, qui détermine la forme, l'épaisseur et la masse approximative de glace sur les pales. Cette étude a porté sur la faisabilité de la reconstruction de modèles de maillage polygonal 3D par l'image captée d'une pale d’éolienne avec un ensemble d’appareils photo reflex numériques. L'objectif principal de cette modélisation est identifié le volume et la forme des zones de glace accumulée sur les pales de l'éolienne dans les régions arctiques. Une comparaison géométrique de ces modèles de maillage triangulaires avec les données CAO de pale non-glacé pourrait révéler la géométrie de la glace accumulée.

Date	27 juil. 2015
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Christian Masson (Directeur(-trice)) & Antoine Tahan (Codirecteur(-trice))