Bu tədqiqat, külək turbini qanadlarını turbin tədqiqatya devam ederken yoxlamak amacıyla üç fərqli görevə ayrılmış pilotsuz uçuş aparatlarından oluşan bir arxitektura təklifktedir. Birinci PUA turbinin tamamını uzaqdan izleyerek qanadların açısını, fırlanma sürətinı və fiziki kimliyini takip etmektedir. İkinci PUA turbine yuxarıdan bakarak qanadların rotor düzleminin dışına doğru yaptığı flapwisə sapmayı ölçmektedir. Üçüncü PUA isə yaxın məsafəden yüksək ayırdetməli səth görüntüləri toplamakta və rotor düzlemi üçündeki edgewisə sapmayı dəyərlendirmektedir. Bir yer stansiyası bütün PUA’lardan gelen vəriləri eşleştirmekte, doğru qanad kimliyiyle ilişkiləndirmekte və yoxlama vərilənlər bazasında birleştirmektedir.

Arxitekturanin temel kompüter görməsi biləşenleri, 2,2 metre rotor çapına sahip üç boyutlu yazdırılmış bir külək turbini modeli üzerinde sınanmıştır. Türbin 8, 15 və 30 dev/dk hızlarında döndürülmüş; YOLOv8n, ByteTrack, bucaq hareket tahmini və Kalman filtrini birleştiren qanad takip üsulu standart ByteTrack çıktısıyla müqayisə edilmişdir. Standart takip sistemi 8 dev/dk’da 96, 15 dev/dk’da 272 və 30 dev/dk’da 530 kimlik değişimi üretirken önerilən tahmin temelli üsul üç təcrübəin tamamında sıfır kimlik değişimi bildirmiştir.

Kanat sapması təcrübəi üçün 8 və 15 derece bükülmüş iki qanad modeli hazırlanmıştır. Her qanad 8, 15 və 30 dev/dk hızlarında birer dakika kaydedilmiştir. Sistem, qanad maskesini çıkardıktan sonra skeletləşdirmə və əyri uyğunlaşdırma uygulamış; qanad kökü ilə uç kısmındaki toxunan xəttlerin bucaq farkından flapwisə sapmayı hesaplamıştır. Ölçümler ümumi olaraq modellenen açılara yakın kalmış, en büyük sapmalar 30 dev/dk hızında görülmüştür. Tədqiqatçılar bunu yüksək hızda her qanad geçişinin daha az video karesiyle temsil edilmesine bşəbəkəlamıştır.

Nvidia Jetson Orin NX üzerinde strukturlan ölçmələrde qanad takip və kimliklendirme hattı orta 10,1 W, flapwisə sapma hattı 6,4 W və edgewisə sapma hattı yaklaşık 7 W güç tüketmiştir. Bu dəyərlər yalnızca gömülü işləmə platformunun yükünü temsil etmektedir; PUA motorlarının, uçuş kontrolünün, rabitənin və şəbəkəır kamera sisteminin toplam enerji tüketimi ölçülmemiştir.

Türkiyə baxımından: Önerilən yaklaşım Türkiyədəki kara və deniz üstü külək enerjisi tesislerinde, turbin duruşunu azaltmaya yönelik tədqiqatlar, periyodik qanad yoxlamasi və dinamik qanad şəkil değişiminin izlenmesi açısından dəyərlidir. Türkiyədə uygulanmadan önce sistemin real ölçülü turbinlerde, fərqli qanad uzunluklarında, dəyişən külək hızlarında, günəş parıltısı və karmaşık fonlarda, uzunmüddətli uçuşlarda və təhlükəsiz PUA–turbin mesafeleri altında doğrulanması gerekir. Bundan əlavə yer stansiyası rabitəsi, bşəbəkəlantı kaybı davranışı, görüntü zamanlaması və acil uzaklaşma prosedürleri real sahə koşullarında sınanmalıdır. Laboratuvar nəticələrindan, sistemin Türkiyədəki turbinlerde təhlükəsiz biçimde çalışacşəbəkəı, üretim kaybını belirli bir nisbətda azaltacşəbəkəı və ya bütün səth qüsurlarını tespit edeceği sonucu birbaşa çıkarılamaz.

Tədqiqatın çözmeye çalıştığı sorun nədir?

Rüzgâr turbini qanadları yşəbəkəmur, parçacık çarpması, çevresel kirlenme, struktursal yükler və uzunmüddətli müəssisə niyəiyle səth və şəkil değişiklikleri geliştirebilir. Kanatların düzenli incelenmesi, hasar ilərlemeden önce sorunların belirlenmesi bakımından əhəmiyyətlidir. Ancaq geleneksel halatla erişim və ya yerden uzun odaklı kamerayla yoxlama üsullari erişim, zaman və insan emeği bakımından sınırlıdır.

Tek PUA kullanılan yoxlamalar bu sınırlamaların bir bölümünü azaltabilir. Buna karşılık tek bir PUA’nın aynı anda turbinin tamamını izlemesi, her qanadı fiziki kimliyiyle takip etmesi, yaxın məsafəden ayrıntılı səth görüntüsü toplaması və fərqli yönlerdeki qanad sapmalarını ölçmesi zordur.

Yakın mesafeye gelen bir PUA yüksək ayırdetməli görüntü elde edebilir, ancaq bütün rotorun durumunu göremeyebilir. Uzaktaki bir PUA isə rotorun tamamını izleyebilir fakat küçük səth hasarları üçün gerekli mekânsal çözünürlüğü sşəbəkəlayamayabilir. Aynı platformun bütün görevleri sırayla yürütmesi yoxlama süresini və işləmə yükünü artırabilir.

Tədqiqat bu görevleri üç uzmanlaşmış PUA arasında dşəbəkəıtarak kapsam, çözünürlük və işləmə tutumu arasındaki ödünleşimi azaltmayı amaçlamaktadır.

Neden turbin çalışırken yoxlama strukturlması hedeflenmiştir?

Birçok görsel yoxlama üsulu, qanadların önceden belirlenmiş bir konumda durdurulmasına dayanır. Duran qanadların görüntülenmesi hərəkət bulanıqlığı və zamanlama sorunlarını azaltır. Ancaq turbinin durdurulması üretim kesintisine yol açar və dönüş sırasında ortaya çıkan qanad sapması gibi dinamik davranışların gözlenmesini engeller.

Çalışan turbinin incelenmesi isə sürətli görüş açısı değişimleri, hərəkət bulanıqlığı, qanadların kule arkasında geçici olaraq kaybolması, günəş parıltısı, gökyüzüyle renk benzerliği və kesin kamera tetikleme zamanlaması gibi yeni zorluklar oluşturur. Önerilən arxitektura, bu zorlukları merkezi bir yer stansiyası ilə görevleri ayrılmış PUA’ların eşgüdümü üzerinden ele almaktadır.

Sistem hansı üç qatdan oluşmaktadır?

Tədqiqatnın 16. sayfasındaki Şekil 1, arxitekturayi fiziki, işləmə və kontrol qatlarına ayırmaktadır.

Şekil 1’in konum çiziminde küresel görüş PUA’sı turbinin uzşəbəkəında sabit bir noktada durmaktadır. Üstten görüş PUA’sı nacelle üzerinde, rotora yuxarıdan bakacak şəkilde konumlandırılmaktadır. Yakın görüş PUA’sı önce bütün qanadı kadraja aldığı bir ölçmə noktasına, daha sonra qanad səthini bölüm bölüm görüntülediği yakın yoxlama güzergâhına geçmektedir.

Küresel görüş PUA’sının görevi nədir?

\(D_{\text{global}}\) olaraq adlandırılan küresel görüş PUA’sı, turbinin tamamını görüntüleyen geniş açılı bir kamera taşımaktadır. Önerilən geometride rotorun en az üç qanad yarıçapı kadar uzşəbəkəında təhlükəsiz bir konumda bulunması öngörülmektedir.

Bu PUA’nın temel çıktısı turbin durum vəktörüdür:

\[ x=[t_0,\omega,\theta_1,\theta_2,\theta_3] \]

• \(t_0\), ölçməün zaman damgasıdır.
• \(\omega\), rotorun bucaq sürətiıdır.
• \(\theta_1,\theta_2,\theta_3\), üç fiziki qanadın bucaq konumlarıdır.

Bu bilgi yer stansiyasına gönderilmekte və diğer PUA’ların kameralarını ne zaman çalıştıracşəbəkəını hesaplamasında istifadə olunur. Böylece şəbəkə gecikmesine duyarlı anlık bir “şimdi çek” komutu yerine, gelecekteki qanad geçiş zamanları her PUA üzerinde önceden hesaplanabilmektedir.

Kanat maskeleri və rotor merkezi necə hesaplanmaktadır?

17. sayfadaki Şekil 3, ham video görüntüsünün dört ana işləməden geçtiğini göstərir:

1. Kanatların örnek tabanlı görüntü bölütlemesi
2. Rotor merkezi və ya hub merkezinin hesaplanması
3. İlk takip kimliklerinin oluşturulması
4. Açı tahmini və kalıcı fiziki kimliklerin atanması

YOLOv8n bölütleme modeli, her görünür qanad üçün piksel səviyyəinde maske üretmektedir. Her maske boyunca bir eksen uydurulmakta və üç eksenin kesişiminden rotor merkezinin görüntüdeki konumu hesaplanmaktadır. Rotor merkezi, PUA’nın külək və ya titrəyiş niyəiyle küçük hareketler yapması durumunda açı ölçmələri üçün dinamik referans noktası görevi görmektedir.

Standart takip kimlikleri niyə yeterli değildir?

ByteTrack tarafından oluşturulan ilk kimlikler, görüntüdeki geçici nesne izlerini temsil etmektedir. Bir qanad kule arkasında kaybolduğunda, maske qısamüddətliğine bozulduğunda və ya qanad yeniden göründüğünde takip sistemi aynı fiziki kanada yeni bir kimlik vərebilir.

Bu durum çoklu PUA yoxlamasinde ciddi bir vəri ilişkiləndirme sorunu oluşturur. Yakın görüş PUA’sının bulduğu bir səth hasarının və ya yuxarıdan görüş PUA’sının ölçtüğü sapmanın hansı fiziki kanada ait olduğu bilinmelidir. Bu niyəle tədqiqat, geçici takip kimliklerini \(B_1\), \(B_2\) və \(B_3\) biçimindeki kalıcı fiziki qanad kimliklerine dönüştürmektedir.

Kalıcı qanad kimliyi necə korunmaktadır?

Her qanad, açısı və bucaq sürətiı bulunan bir hareket durumu olaraq modellenmektedir. Ayrık Kalman filtri önce qanadın bir sonraki karedeki açısını tahmin eder. Yeni görüntü ölçmələri geldiğinde tahmin edilən açılarla gözlenen açılar arasındaki farklar hesaplanır.

Algoritma en küçük bucaq uyuşmazlığa sahip tahmin–gözlem çiftlerini önce eşleştirir. Eşleşen qanad durumları yeni ölçməle güncellenir. Bir qanad geçici olaraq görünmüyorsa tahmin edilən durum korunur. Etkin takip sayısı üçten azsa eşleşmeyen yeni gözlemlerden yeni bir fiziki qanad izi oluşturulabilir.

Algoritmanın beş mərhələsı şöyledir:

1. Önceki durumdan yeni açıların tahmin edilmesi
2. Gözlemlerle tahminlerin bucaq uzaklığa göre eşleştirilmesi
3. Eşleşen izlerin Kalman filtriyle güncellenmesi
4. Eksik izlerin tahminle sürdürülmesi və ya yeni iz kaydedilmesi
5. Bütün qanadlardan turbin durum vəktörünün oluşturulması

Üstten görüş PUA’sı neyi ölçmektedir?

\(D_{\text{top}}\) olaraq adlandırılan PUA, turbin nacelle bölümünün üzerinde konumlanmakta və kamerasını aşşəbəkəıya doğru yöneltmektedir. Tədqiqatda bu PUA’nın nacelle üzerinde en az \(1{,}5\,r_{\text{blade}}\) uzaklıkta və yatay olaraq yaklaşık \(0{,}5\,r_{\text{blade}}\) ötelenmiş biçimde bulunması təklif olunur.

Bu bakış açısı, qanadın rotor düzleminin dışına doğru yaptığı flapwisə bükülmeyi ölçmek üçün istifadə olunur. Edgewisə və flapwisə sapma arasındaki fark 17. sayfadaki Şekil 4’te gösterilmiştir:

• Edgewisə sapma: Kanadın rotor düzlemi üçündeki bükülmesidir.
• Flapwisə sapma: Kanadın rotor düzlemine dik yöndeki bükülmesidir.

Gelecekteki görüntü yakalama zamanı necə hesaplanmaktadır?

Yer istasyonundan alınan turbin durum vəktörü kullanılarak her qanadın hedef açıya geleceği gelecekteki zamanlar hesaplanmaktadır:

\[ t_{i,n}=t_0+ \frac{ (\theta_{\text{target}}-\theta_i)\bmod 2\pi+2\pi n }{\omega}, \qquad n=0,\ldots,k-1 \]

• \(t_{i,n}\), \(i\) numaralı qanadın hedef konuma geleceği tahmini zamandır.
• \(\theta_{\text{target}}\), kameranın görüntüləmə üçün seçtiği rotor açısıdır.
• \(\omega\), rotorun bucaq sürətiıdır.
• \(n\), kaç tam dönüş sonraki geçişin hesaplandığını gösterir.

Tek bir zaman noktası yerine, tetikleme hatalarını azaltmak amacıyla tahmini zamanın çevresinde bir yakalama aralığı oluşturulmaktadır:

\[ W_i= \left\{ \left( t_{i,n}-\frac{\tau}{2}, t_{i,n}+\frac{\tau}{2} \right) \;\middle|\; n=0,\ldots,k-1 \right\} \]

\(\tau\), görüntü yakalama zamanının önüne və arkasına eklenen toplam zaman payıdır. Türbinin hızı değiştiğinde küresel görüş PUA’sı yeni bir durum vəktörü göndermekte və yakalama aralıkları yeniden hesaplanmaktadır.

Flapwisə sapma görüntüden necə çıkarılmaktadır?

Üstten görüş videosu üç mərhələlı bir işləməden geçirilir:

1. Dinamik fon çıkarma: Gaussian Mixture tabanlı üsulle hareketli qanad, görece sabit kule və çevreden ayrılır. Açma və kapama gibi morfolojik işləməler maskeyi temizler.
2. İskeletleştirme və spline uydurma: İkili qanad maskesi tek boyutlu bir merkez çizgisine indirgenir və gürültüyü azaltmak üçün düzgün bir eğri uydurulur.
3. Teğet tabanlı ölçmə: Kanat kökü ilə qanad ucundaki eğri toxunan xəttleri hesaplanır. İki toxunan xətt arasındaki açı flapwisə sapma olaraq alınır.

20. sayfadaki Şekil 9’da 15 derece bükülmüş qanad üçün 15,07 derecelik örnek bir ölçmə, düz qanad üçün isə 0,28 derecelik örnek bir ölçmə gösterilmektedir. Bunlar tek görüntü örnekleridir və bütün təcrübəlerin orta hatasını temsil etmemektedir.

Yakın görüş PUA’sının iki görevi nədir?

\(D_{\text{close}}\) iki ardışık görev yürütmektedir. Önce qanadın tamamını yandan görüntüleyerek edgewisə sapmayı ölçmekte, ardından rotora yaklaşarak qanad səthini bölüm bölüm yüksək çözünürlükle görüntüləməktedir.

Yakın görüş PUA’sı edgewisə sapma üçün qanad yarıçapının en az 1,5 katı uzaklıkta bulunmakta və bütün qanadı kadraja almaktadır. Daha sonra səth yoxlamasi üçün qanad köküne yakın başlangıç noktasına geçmekte və yatay olaraq qanad ucuna doğru ilərlemektedir.

18. sayfadaki Şekil 6, bu PUA’nın kamera, görüntü kalite analizi, kamera parametresi ayarlama, yerel depolama və edgewisə sapma modullarini göstərir.

Kamera uzaklığı və görüntülenen qanad bölümü necə hesaplanmaktadır?

Yakın çekim görüntülərinde hedeflenen yer örnekleme mesafesi, yani GSD kullanılarak kamera–rotor uzaklığı ilə tek karede görüntülenebiləcek qanad uzunluğu hesaplanmaktadır:

\[ y=\frac{Gf}{p} \]

\[ s=\frac{\mu y}{f} \]

• \(y\), kamera ilə rotor düzlemi arasındaki mesafedir.
• \(G\), hedef GSD dəyəridir və mm/piksel birimindedir.
• \(f\), objektifin odak uzaklığıdır və milimetre cinsindendir.
• \(p\), kamera sensörünün piksel aralığıdır və mm/piksel cinsindendir.
• \(\mu\), sensörün fiziki genişliğidir.
• \(s\), tek görüntüde kapsanan fiziki qanad uzunluğudur.

Kanadın tamamının kaplanması üçün gerekli en aşşəbəkəı görüntü sayısı yaklaşık olaraq:

\[ \left\lceil\frac{r_{\text{blade}}}{s}\right\rceil \]

biçiminde hesaplanmaktadır. Gerçek uygulamada görüntüler arasında birleştirme və təhlükəsiz örtüşme gerekeceğinden yalnızca bu alt sınır yeterli olmayabilir.

Hareket bulanıklığı necə sınırlandırılmaktadır?

Kanat ucunun doğrusal hızı rotorun bucaq sürətiı və qanad yarıçapıyla artar. Pozlama sırasında qanadın görüntü düzlemindeki hareketinin hedef GSD’yi aşmaması üçün azami ekspozisiya süresi şu koşulla sınırlandırılmaktadır:

\[ t_{\text{exposure}}\leq \frac{G}{\omega r_{\text{blade}}} \]

Rotor hızı yükseldikçe izin vərilən ekspozisiya süresi kısalmaktadır. Kısa ekspozisiya hareketi dondurabilir, ancaq sensöre daha az ışık ulaşmasına niyə ola bilər. Bu niyəle sistem ekspozisiya, ISO və görüntü keskinliği arasında bir denge kurmaya tədqiqatktadır.

Görüntü kalite analizi necə tədqiqatktadır?

Yakın görüş PUA’sı her qanad geçişinde seri görüntüler almakta və bunları PUA üzerinde dəyərlendirmektedir. Görüntü kalite analizi iki temel kontrol uygulamaktadır:

• Hareket bulanıklığı: Laplas variasiyası önceden belirlenmiş keskinlik eşiğinin altındaysa görüntü bulanık kabul edilmektedir.
• Pozlama: Histogramdaki piksellerin yüzde 5’ten fazlası 0 və ya 255 seviyesinde yığılmışsa görüntü aşşəbəkəı ya da aşırı pozlanmış kabul edilmektedir.

Geçersiz görüntüler yer stansiyasına gönderilmemekte və qanadın sonraki dönüşünde aynı bölüm yeniden çekilmektedir. Görüntü bulanıksa ekspozisiya süresi bir adım azaltılıp ISO üst sınırı yükseltilmektedir. Görüntü karanlık fakat bulanık değilse ekspozisiya süresi, hareketi dondurma koşulu izin vərdiği ölçüde artırılmaktadır. Donanım sınırı niyəiyle uygun görüntü üretiləmiyorsa yer stansiyasına çekimi geçici olaraq durdurma uyarısı gönderilmektedir.

Bu kalite denetimi arxitekturanin parçası olaraq ayrıntılı biçimde tanımlanmış olsa da tədqiqatda yaxın məsafəden real dönen turbin qanadı səthinde elde edilən kabul–ret nisbətları, keskinlik dşəbəkəılımları və ya qüsur tespit performansı raporlanmamıştır.

İletişim niyə iki kanala ayrılmıştır?

Önerilən sistemde rabitə iki fərqli amaç üçün ayrılmaktadır:

Her PUA aynı zamanda yerel depolama kullanmaktadır. Haberleşme kesilirse görüntüler uçuş sonrasında yer stansiyasına aktarılabilir. Ancaq tədqiqatda bu bşəbəkəlantı arxitekturasi real PUA uçuşunda və ya paket kaybı koşullarında sınanmamıştır.

Tədqiqat kamuya açıq vəri kümelerini necə dəyərlendirmiştir?

Tədqiqatçılar, külək turbini qanadı qüsurları üçün erişiləbilir altı vəri kümesini incelemiştir. Tədqiqatdaki sınıflandırmaya göre qüsurlar; ön kenar eroziyau, çat və ayrılma, kanada bşəbəkəlı biləşen hasarı, dəlik, səth kirlenmesi və diğer hasarlı alanlar olaraq altı gruba ayrılmıştır.

Tədqiqatçılar, bu vəri kümelerinin hiçbirinin çalışan turbin qanadlarındaki flapwisə və ya edgewisə sapmayı birbaşa kapsamadığını belirtmektedir. Önerilən çoklu PUA arxitekturasinin bu tür dinamik vərilərin toplanmasına yardımcı olabiləceği savunulmaktadır.

Laboratuvar kurulumu necədır?

19. sayfadaki Şekil 7’de görülen təcrübə düzeneği şu biləşenlerden oluşmaktadır:

• 2,2 metre rotor çapına sahip üç boyutlu yazdırılmış turbin modeli
• En fazla 30 dev/dk sşəbəkəlayan 12 V doğru akım dişli motor
• Küresel və yuxarıdan görüşü temsil eden iki Logitech C920 kamera
• Yakın görüşü temsil eden yüksək ayırdetməli bir kamera
• PUA üzerindeki işləmə birimini temsil eden Nvidia Jetson Orin NX
• Yer istasyonunu temsil eden bir dizüstü bilgisayar

Web kameraları 1920 × 1080 piksel, saniyede 30 kare və 78 derece görüş alanıyla çalıştırılmıştır. Bir kamera rotorun tamamını önden, diğer kamera nacelle üzerinde aşşəbəkəıya doğru görüntülemiştir.

Bu düzenek, PUA’ların fərqli görüşlerini sabit kameralarla taklit etmektedir. Gerçek uçuş hareketi, külək, titrəyiş, konumlandırma hatası və ya PUA’lar arası çarpışma riski təcrübəe dâhil değildir.

Kanat kimliyi takibinde hansı nəticələr elde edilmiştir?

Üç adet bir dakikalık video kaydedilmiştir. Türbin bu videolarda sırasıyla 8, 15 və 30 dev/dk hızlarında dönmüştür. Standart ByteTrack ilə önerilən kalıcı kimlik yaklaşımı, fiziki bir kanada fərqli bir kimlik atandığı her olay sayılarak müqayisə edilmişdir.

21. sayfadaki Şekil 10, standart takipte hız arttıkça kimlik değişimlerinin yükseldiğini, önerilən üsulde isə üç bir dakikalık təcrübə boyunca kimliklerin korunduğunu göstərir.

Bu nəticə laboratoriya ortamındaki üç video üçün güclüdür. Ancaq fərqli fonlarda, real turbin boyutunda, PUA kamerasının hareket ettiği koşullarda və ya uzunmüddətli uçuşlarda aynı sıfır hata səviyyəinin korunacşəbəkəını göstermemektedir.

Kanat sapması təcrübəi necə strukturlmıştır?

Özgün qanad modelinden ayrı olaraq 8 və 15 derece bükülmüş iki qanad üretilmiştir. Her təcrübəde bir bükülmüş və iki düz qanad istifadə edilmişdir. Her bükülme seviyesi 8, 15 və 30 dev/dk hızlarında birer dakika kaydedilmiş; toplam altı sapma təcrübəi realleştirilmiştir.

21. sayfadaki Şekil 11’de ölçülen sapma dəyərləri, bilinen 8 və 15 derecelik referans çizgiləriyle karşılaştırılmaktadır. Değerler ümumi olaraq doğru bükülme səviyyəlerinin çevresinde kalmaktadır. En yüksək hız olan 30 dev/dk’da ölçmə sapması və dalgalanma artmaktadır.

Tədqiqatçılar, yüksək hızda qanadın kamera görüşünden daha kısa sürede geçmesi niyəiyle her geçişte daha az kare elde edildiğini belirtmektedir. Daha yüksək kare sürətli kamera və ya daha fazla dönüş üzerinden orta alınması çözüm olaraq təklif olunur.

Tədqiqat, eğrilərden hesaplanmış orta mutlak açı hatası, standart sapma və ya güvən aralığı vərmemektedir. Bu niyəle iki sapma üsulu üçün tek bir ümumi doğruluk yüzdesi çıkarılamaz.

Edgewisə sapma ayrıca doğrulanmış mıdır?

Hayır. Tədqiqatçılar edgewisə sapma hattının, hareket tabanlı fon çıkarma yerine YOLOv8n maskesi kullanması dışında flapwisə üsulle aynı skeletləşdirmə və açı hesaplama adımlarını uyguladığını belirtmektedir.

Edgewisə işləmə hattının güc istehlakı ölçülmüş, ancaq bilinen edgewisə bükülme açılarıyla ayrı bir ölçmə doğruluğu təcrübəi strukturlmamıştır. Bu niyəle tədqiqatın güclü təcrübəsel kanıtı flapwisə sapma ölçməüne aittir.

Gömülü işləmə platformunun güc istehlakı nədir?

Jetson Orin NX, 25 W azami güç kipinde çalıştırılmıştır. Her işləmə hattı beş kez sınanmış; her tədqiqat 175 saniye sürmüştür. İlk 30 saniye boşta, sonraki 145 saniye etkin işləmə dönemi olaraq istifadə edilmişdir. Güç, Jetson’un güç kaynşəbəkəı ilə cihaz arasına bşəbəkəlanan dijital multimetreyle ölçülmüştür.

Kanat takip hattında YOLOv8n bölütlemesi niyəiyle GPU kullanımı belirgin biçimde artmış, CPU kullanımı daha aşşəbəkəı səviyyəde kalmıştır. Flapwisə sapma hattı çəkilı olaraq klasik görüntü işləmə kullandığı üçün GPU yükü aşşəbəkəıtür və CPU kullanımı yaklaşık yüzde 25–30 səviyyəinde seyretmiştir.

Edgewisə sapma təcrübəinde turbin 8 dev/dk hızında çalıştırılmış, her 2,5 saniyede bir geçen qanad üçün beş görüntülük seri işlenmiştir. YOLO çıkarımı yalnızca qanad geçişlerinde çalıştığından güc istehlakı düzenli aralıklarla yükselip düşmüştür.

Bu güç dəyərləri PUA’nın toplam enerji büdcəsi değildir. Pervaneler, uçuş motorları, şəbəkəır kamera, gimbal, radar, rabitə və batarya dönüşüm kayıpları hesaba katılmamıştır. Sonuçlar yalnızca görüntü işləmə modullarinin Jetson Orin NX üzerinde çalıştırılabilir olduğunu dəstəkləyir.

Tədqiqatnın güclü yönleri nelerdir?

• Tek PUA’nın karşılaştığı kapsam və çözünürlük ödünleşimini görev dşəbəkəılımıyla ele almaktadır.
• Kanatların fiziki kimliyini fərqli görüşlerden gelen nəticələr boyunca korumaya odaklanmaktadır.
• Görüntü yakalama zamanını şəbəkə üzerinden anlık komut vərmek yerine PUA üzerinde öngörmektedir.
• Yüzey görüntüləmənin yanında çalışan qanadtaki flapwisə və edgewisə sapmayı arxitekturaye dâhil etmektedir.
• Görüntü keskinliği, ekspozisiya, GSD və rotor hızı arasındaki ilişkiyi sistem tasarımına katmaktadır.
• Laboratuvar ölçekli fiziki bir turbin istifadə edilmişdir.
• Takip üsulu standart ByteTrack çıktısıyla sayısal olaraq müqayisə edilmişdir.
• Farklı rotor hızları və bilinen iki bükülme açısı istifadə edilmişdir.
• CPU, GPU və güc istehlakı haricî ölçmə cihazıyla incelenmiştir.
• Türbin modeli, bazı donanım bilgiləri və kontrol betikleri paylaşılmıştır.

Tədqiqatnın başlıca məhdudiyyətləri nelerdir?

• Tam çoklu PUA sistemi uygulanmamış; PUA görüşleri sabit kameralarla temsil edilmiştir.
• Gerçek boyutlu və ya elektrik üreten bir külək turbininde təcrübə strukturlmamıştır.
• Rüzgâr, yşəbəkəış, günəş parıltısı, sis, titrəyiş və dəyişən fon koşulları sınanmamıştır.
• PUA konumlandırması, uçuş rotası və turbin çevresindeki təhlükəsizlik kontrolü tədqiqat kapsamının dışında bırakılmıştır.
• Düşük bant genişlikli kontrol və yüksək bant genişlikli görüntü bşəbəkəlantıları real uçuşta sınanmamıştır.
• Bşəbəkəlantı kaybı, paket gecikmesi və ya zaman eşitleme hataları üçün ölçmə vərilməmişdir.
• Yakın görüş PUA’sının hareketli qanadtan yüksək ayırdetməli səth görüntüsü toplaması təcrübəsel olaraq dəyərlendirilmemiştir.
• Görüntü kalite analizinin kabul və ret başarısı ölçülmemiştir.
• Çatlak, eroziya, dəlik və ya səth kirlenmesi gibi qüsurların tespit algoritması uygulanmamıştır.
• Edgewisə sapma doğruluğu bilinen bükülme açılarıyla ayrıca sınanmamıştır.
• Takip dəyərlendirmesi yalnızca üç adet bir dakikalık videoya dayanmaktadır.
• Sapma nəticələri üçün orta hata, standart sapma və güvən aralığı vərilməmişdir.
• Güç ölçmələri uçuş motorlarının enerji tüketimini içermemektedir.
• Uzun süreli batarya dayanımı və çoklu PUA görev süresi hesaplanmamıştır.
• Tədqiqat resenziyadan keçməmişdir.

Tədqiqat neyi dəstəkləyir?

• YOLOv8n, ByteTrack, bucaq tahmin və Kalman filtrinin birleşimi laboratoriya videolarında kalıcı qanad kimlikleri sşəbəkəlayabilmiştir.
• Önerilən takip üsulu, test edilən üç hızda standart ByteTrack’ten daha az kimlik değişimi üretmiştir.
• Üstten görüntülerden iskelet və toxunan xətt tabanlı flapwisə sapma ölçməü dönen model turbinde uygulanabilmiştir.
• 8 və 15 derecelik bükülmüş qanadlar, üç fərqli rotor hızında birbirinden ayırt ediləbilmiştir.
• Üç temel görüntü işləmə hattı Jetson Orin NX’in 25 W işləmə sınırı üçünde çalışmıştır.
• Farklı yoxlama görevlerinin ayrı PUA’lara dşəbəkəıtıldığı bütünleşik bir sistem arxitekturasi teknik olaraq müəyyən edilmişdir.

Tədqiqat neyi sübut etmir?

• Üç PUA’nın real bir külək turbini çevresinde təhlükəsiz və eş zamanlı uçabiləceğini sübut etmir.
• Türbinin üretim sırasında hiç durdurulmadan tam bir yoxlamasinin başarıyla tamamlandığını göstermez.
• Bütün qanad səthinin gerekli GSD ilə görüntülendiğini sübut etmir.
• Çatlak, eroziya, delaminasyon və ya başka səth qüsurlarını tespit etmez.
• Edgewisə sapma ölçməünün doğruluğunu təcrübəsel olaraq sübut etmir.
• 30 dev/dk laboratoriya modelinin tam ölçekli turbin aerodinamiğini və ya qanad ucu hızını bütünüyle temsil ettiğini göstermez.
• Sıfır kimlik değişiminin real sahə görüntülərinde korunacşəbəkəını garanti etmez.
• PUA uçuş süresinin və ya toplam sistem enerji tüketiminin yeterli olduğunu göstermez.
• İncelemenin ekonomik tasarrufunu, duruş süresini və ya bakım xərcini ölçmez.
• Sistemin bir təhlükəsizlik sertifikasını və ya endüstriyel kabul ölçütünü karşıladığını göstermez.

Tədqiqatnın Yöntemi və Bulguları

Teknik üsul özeti

Takip təcrübəinin ayrıntıları

Sapma təcrübəinin ayrıntıları

Güç ölçmə düzeni

Şekillerin temel mesajları

• Şekil 1: Üç PUA türünü, fiziki–işləmə–kontrol qatlarını və PUA konumlarını göstərir.
• Şekil 2: Küresel görüş PUA’sının kamera, yerel denetleyici, takipçi, depolama və yer stansiyası bşəbəkəlantısını göstərir.
• Şekil 3: Bölütlemeden rotor merkezi və geçici takibe, ardından kalıcı kimlik atamasına giden vəri akışını göstərir.
• Şekil 4: Edgewisə və flapwisə qanad sapmasının geometrik farkını göstərir.
• Şekil 5: Üstten görüş PUA’sının flapwisə sapma ölçmə modullarini göstərir.
• Şekil 6: Yakın görüş PUA’sının görüntü kalite denetimini, edgewisə ölçməü və qanad boyunca ilərleme güzergâhını göstərir.
• Şekil 7: Sabit kameralar, model turbin, Jetson və dizüstü bilgisayardan oluşan laboratoriya düzeneğini göstərir.
• Şekil 8: Kanatlara atanan kalıcı renkli kimlikleri və takip vərilərinden yeniden oluşturulan rotor durumunu göstərir.
• Şekil 9: Bükülmüş və düz qanad üzerinde toxunan xətt tabanlı sapma ölçməünü göstərir.
• Şekil 10: ByteTrack kimlik değişimlerinin hızla arttığını, tahmin temelli takipte üç təcrübəde sıfır kaldığını göstərir.
• Şekil 11: 8 və 15 derecelik qanadlarda fərqli dönüş hızlarında ölçülen flapwisə sapmaları göstərir.
• Şekil 12: Üç işləmə hattının Jetson Orin NX üzerindeki CPU, GPU və güc istehlakıni göstərir.

Kanıt səviyyəine göre biləşenlerin durumu

Kaynak və Yöntem Notu

Tədqiqatnın tam özgün adı: In-Service Wind Turbine Blade Inspection: A Multi-UAV Architecture

Yazarlar: Mario Leopold, Farzad Tashtarian və Klaus Schöffmann.

Yazar sıralaması: Mario Leopold birinci, Farzad Tashtarian ikinci və Klaus Schöffmann üçüncü müəllifdır.

Eşit katkı bilgisi: Yüklenen sürümde eşit katkıda bulunan müəllif bilgisi yer almır.

Sorumlu müəllif: Mario Leopold.

E-posta: mario.leopold@aau.at

Kurumsal bşəbəkəlantı: Institute of Information Technology, Univərsity of Klagenfurt, Klagenfurt, Austria.

ORCID bilgiləri:

• Mario Leopold: 0009-0003-1395-1665
• Farzad Tashtarian: 0000-0002-5584-6690
• Klaus Schöffmann: 0000-0002-9218-1704

DOI:10.2139/ssrn.7030621

Yayın platformu: SSRN.

Resmî mənbə bşəbəkəlantısı:SSRN tədqiqat kaydı

Yayın yılı: 2026.

Kaynak türü: Çoklu PUA sistem arxitekturasi, kompüter görməsi uygulaması və laboratoriya ölçekli təcrübəsel doğrulama; preprint.

Hakemlik durumu: Tədqiqat resenziyadan keçməmişdir.

Dergi: Yüklenen sürümde belirli bir dergi adı yer almır. “Preprint submitted to Elsevier” ifadesi bulunmakta, ancaq bu ifade bir dergi kabulü və ya nihai yayın kanıtı değildir.

Yayınevi: Nihai hakemli yayın üçün yayınevi bilgisi yoxdur.

Finansman: Tədqiqat, Avusturya Tədqiqat Teşvik Ajansı tarafından DORBINE projesi kapsamında desteklenmiştir.

DORBINE proje bşəbəkəlantısı:DORBINE proje sayfası

Laboratuvar turbini və kontrol mənbəları:WindTurbineModel GitHub deposu

Paylaşılan materyalin kapsamı: Depoda turbinin üç boyutlu yazdırılabilir model dosyaları, değiştirilən parçalar, donanım listesi və devir kontrol betikleri bulunmaktadır. Tədqiqatda kullanılan bütün bölütleme, takip, sapma ölçməü, yer stansiyası və çoklu PUA koordinasyon kodlarının eksiksiz deposu belirtilmemiştir.

Yazar katkıları: Mario Leopold kavramsallaştırma, yazılım və ilk metni; Farzad Tashtarian kavramsallaştırma, proje yönetimi, danışmanlık və metin yoxlamasini; Klaus Schöffmann metin yoxlamasi və danışmanlığı üstlenmiştir.

Çıkar çatışması: Yüklenen sürümde açıq bir maraqlar toqquşması beyanı yer almır.

Bu Türkçe açıqlama, yüklenen tədqiqatın metni, algoritmaları, matematiksel ifadeleri, açıq vəri kümeleri cədvəlsu və Şekil 1–12’deki görsel bulgular temel alınarak hazırlanmıştır. Tədqiqatda bulunmayan bir real sahə təcrübəi, səth qüsuru tespit başarısı, ekonomik tasarruf və ya təhlükəsizlik sonucu eklenmemiştir. Dış mənbəlar yalnızca DOI, müəllif və qurum kimliyi, proje maliyyələşdirməı və paylaşılan laboratoriya mənbəlarının bibliyoqrafik doğrulanması üçün istifadə edilmişdir.

Tədqiqatnın en güclü təcrübəsel bulgusu, üç laboratoriya videosunda kalıcı qanad kimliyi takibinin sıfır kimlik değişimiyle sürdürülmesi və bilinen flapwisə bükülmelerin dönen model turbinde ölçülebilmesidir. Buna karşılık makale başlığındaki “tədqiqat sırasında yoxlama” hedefi henüz real ölçülü və elektrik üreten bir turbinde doğrulanmamışdır.

Tədqiqat, tam bir qüsur tespit sistemi değil, bu tür algoritmaların daha sonra bşəbəkəlanabiləceği vəri toplama və görev koordinasyonu arxitekturasidir. Bu niyəle nəticələr, səth çatlarının və ya başka qanad hasarlarının başarıyla tespit edildiği şeklinde yorumlanmamalıdır.