CN110320926A - 一种基于无人机的电站检测方法和电站检测*** - Google Patents

一种基于无人机的电站检测方法和电站检测*** Download PDF

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Abstract

本发明提供的基于无人机的电站检测方法和电站检测装置，包括根据电站位置，设定无人机航线；对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据；对获取的双光数据进行分析处理，获得并输出电站故障数据信息；本发明提供的基于无人机的电站检测方法和电站检测装置，无人机体积小灵活规避障碍物地形适应性好；无人机航线可以预先设置，实现自动巡航飞行，数据准确度高；检测类型包括故障类型和故障点，故障类型的输出包括红外特征图像，直观清楚，有助于现场快速识别。

Description

一种基于无人机的电站检测方法和电站检测***
技术领域
本发明涉及光伏电站维护领域，尤其涉及一种基于无人机的电站检测方法和电站检测***。
背景技术
随着光伏行业的发展，光伏的装机总量在逐渐增加，而巨大的占地面积是光伏电站无法克服的难题，也带来了很大的检测难度，人工检测投入巨大，效率较低。目前出现了飞行辅助检测的手段，但是有人驾驶飞机成本高昂，且易受气象及地形因素的影响，出勤率不理想，上述问题共同导致对光伏电站的信息采集不明确。
发明内容
本发明的实施例提供了一种基于无人机的电站检测方法和电站检测***。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种基于无人机的电站检测方法，包括如下步骤：
根据电站位置，设定无人机航线；
对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据，该双光数据包括可见光数据和红外数据；
对获取的双光数据进行分析处理，获得并输出电站故障数据信息。
优选地，的根据电站位置，设定无人机航线的步骤包括如下子步骤：
获取电站所在区域卫星云图；
在该卫星云图中对多个GPS定位点进行连接，根据连接的线段设定无人机航线。
优选地，第二个子步骤中还包括，设定无人机的飞行参数。
优选地，的对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据的步骤包括如下子步骤：
对无人机发出指令，使无人机按照设定航线飞行至电站上空；
通过观察无人机传输的实时图像信息，对无人机姿态进行控制，使无人机在电站上空保持稳定；
获取该电站的双光数据。
优选地，该子步骤被执行多次。
优选地，对获取的双光数据进行分析处理，获得电站故障数据信息的步骤包括如下子步骤：
对获取的双光数据与预存的基准数据进行对比；
根据对比结果获得电站的故障数据信息；
输出电站的故障数据信息。
优选地，还包括如下子步骤：
基于电站故障数据信息，生成电站故障点的位置信息；
传输故障点的位置信息；
记录故障排除作业状态。
优选地，还具有在对获取的双光数据进行分析处理的步骤之前对该双光数据进行检查的子步骤，该子步骤包括：
从获取的双光数据中导出红外数据，检查该红外数据；
当检查结果存在错拍和/或漏拍情况时，重复执行对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据的步骤。
第二方面，本发明提供一种基于无人机的电站检测***，包括：
无人机操控模块，用于根据电站位置，设定无人机航线，以及对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据；
数据处理模块，用于对获取的双光数据进行分析处理，获得并输出电站故障数据信息；
通信模块，该通信模块分别与无人机操控模块、数据处理模块以及无人机通信连接。
优选地，无人机操控模块还用于实现：
对无人机发出指令，使无人机按照设定航线飞行至电站上空；
通过观察无人机传输的实时图像信息，对无人机姿态进行控制，使无人机在电站上空保持稳定；
获取该电站的双光数据。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供的电站检测方法，使用了无人机进行飞行检测，能够全天候地对电站双光数据进行采集；无人机航线可以预先设置，实现自动巡航飞行，数据准确度高。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于无人机的电站检测方法的流程图；
图2为本发明提供的基于无人机的电站检测方法一个优选实施例的流程图；
图3为本发明提供的基于无人机的电站检测***的逻辑框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
参见图1，本发明提供的一种基于无人机的电站检测方法，包括如下步骤：
根据电站位置，设定无人机航线；
对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据；
对获取的双光数据进行分析处理，获得并输出电站故障数据信息。
本发明提供的电站检测方法主要用于光伏电站的检测维护，获取的双光数据包括可见光数据和红外数据。
本发明提供的电站检测方法，使用了无人机进行飞行检测，能够全天候地对电站双光数据进行采集；无人机航线可以预先设置，实现自动巡航飞行，数据准确度高。
进一步的，在一些优选实施例中，根据电站位置，设定无人机航线的步骤具体包括：
获取电站所在区域卫星云图；该卫星云图可以通过地面站软件获取；
在该卫星云图中对多个GPS定位点进行连接，完成无人机航线的设定；应当理解的是，航线即由该多个定位点连接而成，点击定位的顺序即为无人机途经的顺序，例如无人机依次经过第一GPS定位点、第二GPS定位点、第三GPS定位点完成一个三角形航线，当然可以不限于此，如在一次设定完成后可以根据实际需要对定位点顺次进行调整。
更进一步的，在第二个子步骤中，还包括设定无人机的飞行参数，该飞行参数包括无人机的航速、高度等；例如，在前往电站的路线可以设置较高的航速及高度，到达电站上空区域后减速下降；还可以根据地形设置绕飞路线以规避障碍物；以及到达电站上空的定位点后转入悬停状态的起始时刻与终止时刻；航线设置完成后可以本地保存或者上传云服务器进行保存。
进一步的，在一些优选实施例中，对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据的步骤包括如下子步骤：
对无人机发出指令，使无人机按照设定航线飞行至电站上空；
通过观察无人机传输的实时图像信息，对无人机姿态进行控制，使无人机在电站上空保持稳定；
获取该电站的双光数据；
其中第一个子步骤具体可以为，加载和/或上传航线并进行验证，验证成功后向无人机下达执行航线的指令，无人机向第一GPS定位点飞行到达电站上空，转入悬停；
第二个子步骤具体可以为，通过观察无人机传输的实时图像信息，遥控无人机对其姿态进行调节，进一步地调节无人机上配备的云台的角度；
当实时图像信息中出现电站光伏板并且图像信息无倾斜时，通过云台对实时图像信息进行锁定并进行双光数据的获取工作。
当需要对一个区域内的多个电站一并进行检测作业时，上述子步骤被执行多次；其中的航线验证过程可以预先一次完成，也可以在每次转场前单独进行。
本领域技术人员应能理解上述对无人机的飞行状态进行监控的应用类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的对无人机的飞行状态进行监控应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在另一些优选的实施例中，在完成全部电站检测作业之后，还具有对所获得的双光数据进行检查的子步骤，包括：
中获取的双光数据中导出红外数据，检查该红外数据；
当检查结果存在错拍和/或漏拍情况时，重复执行对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据的步骤。
进一步的，在一些优选实施例中，对获取的双光数据进行分析处理，获得电站故障数据信息的步骤包括如下子步骤：
对获取的双光数据与预存的基准数据进行对比；
获得电站的故障数据信息；
输出电站的故障数据信息；
其中，数据对比包括：获取的双光数据经过处理计算出平均温度，进一步识别出温差，发现热斑；
通过将上述分析处理结果与特征库内的基准数据进行对比，获得电站的故障类型和故障特征，例如，通过数据处理获得的太阳能电池板受损情况，进一步地识别出受损属于组件隐裂、碎片、缺角、断栅、短路、断路、焊接不良、二极管故障、灰尘遮挡等任一一种或多种类型；
确定故障类型后将其以故障数据报告的形式输出。
更进一步的，还包括：
基于电站故障数据信息，生成电站故障点的位置信息；
向维修人员的终端设备传输故障点的位置信息；
记录故障排除作业状态，同步上传该作业状态。
本发明还提供一个实施例，如图2所示，用于示例性地展示使用该电站检测方法进行一次电站检测的过程：
对电站实地勘察，确定最近的卫星地面站；
打开地面站测控软件，获取电站所在区域的微卫星云图；
通过编辑航线功能，通过连续点击多个GPS定位点，使其依次连接形成无人机航线；
对一个或多个GPS定位点，以及一个或多个相邻GPS定位点之间设置无人机的飞行参数；
无人机航线设置完成后保存；
打开预存的无人机航线，点击查找飞控，航线上传至服务器进行验证；
无人机航线验证成功，开始电站检测作业，无人机接到指令起飞；
在软件中点击执行航线操作，向无人机下达执行航线的指令，无人机向第一GPS定位点飞行到达电站上空，转入悬停；
通过观察无人机传输的实时图像信息，遥控无人机对其姿态进行调节，进一步地调节无人机上配备的云台的角度；
当实时图像信息中出现电站光伏板并且图像信息无倾斜时，通过云台对实时图像信息进行锁定，点击同步拍摄，获取电站的双光数据；
电站检测作业完成，无人机按照航线飞回，到达返回GPS定位点后，切换手动模式，无人机着陆；
取出无人机的数据记录卡，打开ViewSeri软件，从双光数据中提取红外数据并播放输出，检查红外数据的完整度及准确度；
当发现红外数据存在错拍和/或漏拍时，对无人机发出指令，返回需要补拍的电站执行检测作业；
双光数据检查完成后，将其导入分析软件，通过图像识别算法进行分割组串、组件，计算出平均温度，进一步识别出温差，发现热斑；
将计算结果与服务器/***特征库的基准数据进行对比，获得电站的故障类型和故障特征；
将故障类型和故障特征以故障数据报告的形式输出；
生成故障点的坐标信息，传输至运维终端，该运维终端能够显示故障点的位置信息和故障红外特征图像信息。
本领域技术人员应能理解，上述所列举的电站检测过程仅为更好地说明本发明实施例的技术方案，而非对本发明实施例作出的限定。任何根据用户属性来决定电站检测的方法，均包含在本发明实施例的范围内。
第二方面，本发明提供一种基于无人机的电站检测***，包括：
无人机操控模块301，用于根据电站位置，设定无人机航线，以及对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据；
数据处理模块302，用于对获取的双光数据进行分析处理，获得并输出电站故障数据信息；
通信模块303，该通信模块分别与所述无人机操控模块、数据处理模块以及无人机通信连接。
进一步的，在一些优选实施例中，无人机操控模块301还用于实现：
对无人机发出指令，使无人机按照设定航线飞行至电站上空；
通过观察无人机传输的实时图像信息，对无人机姿态进行控制，使无人机在电站上空保持稳定；
获取该电站的双光数据。
综上所述，本发明提供的基于无人机的电站检测方法和电站检测装置，使用了无人机进行飞行检测，具有如下优点：
能够全天候地对电站双光数据进行采集；
无人机体积小灵活规避障碍物地形适应性好；
无人机航线可以预先设置，实现自动巡航飞行，数据准确度高；
检测类型包括故障类型和故障点，故障类型的输出包括红外特征图像，直观清楚，有助于现场快速识别。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于无人机的电站检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据电站位置，设定无人机航线；
对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据，该双光数据包括可见光数据和红外数据；
对获取的双光数据进行分析处理，获得并输出电站故障数据信息。
2.根据权利要求1所述的电站检测方法，其特征在于，所述的根据电站位置，设定无人机航线的步骤包括如下子步骤：
获取电站所在区域卫星云图；
在该卫星云图中对多个GPS定位点进行连接，根据连接的线段设定无人机航线。
3.根据权利要求2所述的电站检测方法，其特征在于，第二个子步骤中还包括，设定无人机的飞行参数。
4.根据权利要求1所述的电站检测方法，其特征在于，所述的对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据的步骤包括如下子步骤：
对无人机发出指令，使无人机按照设定航线飞行至电站上空；
通过观察无人机传输的实时图像信息，对无人机姿态进行控制，使无人机在电站上空保持稳定；
获取该电站的双光数据。
5.根据权利要求4所述的电站检测方法，其特征在于，该子步骤被执行多次。
6.根据权利要求1所述的电站检测方法，其特征在于，对获取的双光数据进行分析处理，获得电站故障数据信息的步骤包括如下子步骤：
对获取的双光数据与预存的基准数据进行对比；
根据对比结果获得电站的故障数据信息；
输出电站的故障数据信息。
7.根据权利要求6所述的电站检测方法，其特征在于，还包括如下子步骤：
基于电站故障数据信息，生成电站故障点的位置信息；
传输故障点的位置信息；
记录故障排除作业状态。
8.根据权利要求1至7任一所述的电站检测方法，其特征在于，还具有在对获取的双光数据进行分析处理的步骤之前对该双光数据进行检查的子步骤，该子步骤包括：
从获取的双光数据中导出红外数据，检查该红外数据；
当检查结果存在错拍和/或漏拍情况时，重复执行对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据的步骤。
9.一种基于无人机的电站检测***，其特征在于，包括：
无人机操控模块，用于根据电站位置，设定无人机航线，以及对无人机的飞行状态进行监控，获取电站的双光数据；
数据处理模块，用于对获取的双光数据进行分析处理，获得并输出电站故障数据信息；
通信模块，该通信模块分别与所述无人机操控模块、数据处理模块以及无人机通信连接。
10.根据权利要求9所述的电站检测***，其特征在于，所述无人机操控模块还用于实现：
对无人机发出指令，使无人机按照设定航线飞行至电站上空；
通过观察无人机传输的实时图像信息，对无人机姿态进行控制，使无人机在电站上空保持稳定；
获取该电站的双光数据。
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