CN114944816A - 一种应用于光伏组件的智能巡检*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于光伏组件的智能巡检***，巡检***包括无人机、服务器、定位模块、采样模块、光照检测模块、协同巡检模块，定位模块、采样模块、光照检测模块均设置在无人机上，并与无人机可拆卸连接；定位模块用于对无人机当前位置进行定位，以配合光照检测模块对采光量进行采集；采样模块用于对光伏组件进行采样，以获取光伏组件表面的污渍状况；协同巡检模块用于对光伏组件的地面一侧进行巡检，以配合无人机对同一巡检点位进行多角度的巡检；光照检测模块用于对当前环境的采光发电量进行检测。发明通过协同巡检模块与采样模块的配合，对光伏组件的上两侧进行协同巡检，有效提升对光伏组件巡检和护理的效率的精度。

Description

一种应用于光伏组件的智能巡检***

技术领域

本发明涉及光伏发电厂巡检技术领域，尤其涉及一种应用于光伏组件的智能巡检***。

背景技术

现有光伏组件巡检技术主要有人工巡检方式、无人机巡检方式。人工巡检方式耗费人力物力，巡检效率低，很难达到光伏电站的要求。无人机巡检在检测精度上易受干扰、使用成本高，还需要建立成像数据库，难以满足光伏电站的实际需求。同时，分布式的光伏发电***由于自身为分布式发电***，在对分布式光伏发电***进行检测存在人工成本过高的问题，而且无人机巡检并不适用于分布式光伏发电***，使分布式光伏发电***的光伏组件的故障检测问题凸显。

如CN108449050B现有技术公开了一种应用于光伏发电***的光伏组件智能巡检方法，光伏电站以及分布式光伏发电***的光伏组件数量庞大，***结构复杂，单个光伏组件的损坏、老化以及光伏组件的遮挡问题，将会影响整个光伏板的供电质量，甚至会因某些光伏组件的损坏、老化以及遮挡问题而使整个光伏电站的MPPT点偏移。同时还存在光伏组件上会积累鸟粪、灰尘和破损，会造成热板效应，引起串联失配，降低组件发电效率，严重的会损坏组件，引发火灾。

另一种典型的如CN114115361A的现有技术公开的一种基于光伏电站的无人机巡检***及其巡检方法，随着无人机在光伏电站检测的应用，相比人手持热像仪，检测效率大大提高，但是人工规划路线和人工识别问题缺陷的工作量也很繁重，还存在人因检测失效的问题。由于光伏电中光伏组件数量巨多且呈多片区分布，使得整体飞行距离增加，飞行检测难度加大。平原电站相对容易规划检测路线，山地光伏电站还基本上靠人工手控飞行，还存在飞机信号丢失的危险。

为了解决本领域普遍存在巡检效率低、障碍物遮挡无法识别、交互性能差、巡检路线无法规划和信号极易丢失等等问题，作出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种应用于光伏组件的智能巡检***。

本发明采用如下技术方案：

一种应用于光伏组件的智能巡检***，所述巡检***包括无人机和服务器，还包括定位模块、采样模块、光照检测模块、协同巡检模块，所述服务器分别与所述定位模块、采样模块、光照检测模块、协同巡检模块、无人机连接；所述定位模块、采样模块、光照检测模块均设置在所述无人机上，并与所述无人机可拆卸连接；

所述定位模块用于对所述无人机当前位置进行定位，以配合所述光照检测模块对采光量进行采集；

所述采样模块用于对所述光伏组件进行采样，以获取所述光伏组件表面的污渍状况；

所述协同巡检模块用于对所述光伏组件的地面一侧进行巡检，以配合所述无人机对同一巡检点位进行多角度的巡检；

所述光照检测模块用于对当前环境的采光发电量进行检测，以确定各个光伏组件的发电效率；

所述光照检测模块包括光照采集单元和发电监控单元，所述发电监控单元用于对各个位置的各个所述光伏组件的发电效率进行监测；所述光照采集单元对当前环境的采光发电量检测；

其中，所述光照采集单元包括支撑座、光伏测试板、调整构件和电力参数测试仪，所述支撑座用于对所述光伏测试和所述调整构件进行支撑；所述光伏测试板用于对当前环境的采光发电量进行测试，以确定当前位置的发电损失指数Loss；所述电力参数测试仪对所述光伏测试板的发电效率进行计算；

其中，根据下式计算所述光伏测试板的发电指数Generation：

式中，P为光伏测试板的最大输出电功率；P_out为辐照度；K为光伏测试板的面积；T_S为光伏测试板的实时温度；T₀为光伏测试板的额定工作温度；Convert为光伏测试板功率温度系数，其值根据所述光伏测试板的固有参数确定；

获取所述发电监控单元对无人机所在位置的所述光伏组件的发电效率Q，并与所述发电指数根据进行比对，存在：

Q＜D

式中，D为监测阈值，其中，所述监测阈值D根据下式进行计算：

D＝a·Generation+b

式中，a为面积转换基数，其值与所述光伏组件与光伏测试板的面积之比有关；b为环境干扰因子，其值与光伏测试板与太阳的直射角度有关；

若无人机所在位置的所述光伏组件的发电效率Q小于监测阈值D，则触发异常预警；当出现异常预警，则通过所述无人机上的所述采样模块和协同巡检模块对异常预警的位置的光伏组件进行重复巡检。

可选的，所述定位模块包括定位单元和传输单元，所述定位单元用于对所述无人机的实时位置与光伏组件的巡检点位进行比较；所述传输单元用于将所述定位单元与所述服务器和所述协同巡检模块进行传输，以确定所述无人机当前的位置与设定巡检点位的偏差；

所述定位单元包括***和数据缓存器，所述***被构造为获取所述无人机的实时位置；所述数据缓存器用于对所述***的数据进行缓存；

其中，各个所述光伏组件的巡检点位由操作者进行设定。

可选的，所述协同巡检模块包括地面巡检单元和协同交互单元，所述地面巡检单元用于对所述光伏组件的地面一侧进行巡检，以配合所述无人机对光伏组件进行多角度巡检；

所述协同交互单元用于将所述地面巡检单元与所述无人机进行协同交互，以实现数据的交互传输。

可选的，所述地面巡检单元包括地面巡检车、采集构件和转向构件，所述采集构件用于对所述光伏组件的地面一侧进行采集；所述转向构件用于对所述采集构件的采集角度进行调整；所述地面巡检车用于跟随所述无人机的移动轨迹进行移动，以配合所述无人机对光伏组件的地面一侧进行图像或视频数据的采集；

其中，所述采集构件和所述转向构件均设置在所述地面巡检车上。

可选的，所述协同交互单元包括支撑平台、配对器、交互构件和引导构件，所述配对器用于将所述地面巡检单元与所述无人机进行配对，以建立交互传输通道；所述交互构件根据所述无人机的飞行路径与所述地面巡检单元的巡检路线进行传输；所述引导构件用于对所述无人机的巡检点位进行引导；

所述支撑平台用于对所述交互构件、所述配对器和所述引导构件进行支撑。

可选的，所述交互构件包括信号采集器和控制指令传输器，所述信号采集器用于捕获所述无人机和所述地面巡检单元的信号；所述控制指令传输器将交互指令向所述无人机和地面巡检车进行传输，以实现所述无人机和地面巡检车的同步交互。

可选的，所述支撑平台分布在光伏发电厂的周侧，以对所述无人机和所述地面巡检单元进行协同交互。

可选的，所述采样模块包括采样单元和回传单元，所述采样单元用于对所述光伏组件的表面进行图像或视频数据的采集；

所述回传单元将所述采样单元采集的图像或视频数据向服务器或地面的接收平台进行回传；其中，所述采样单元包括采样探头和数据存储器，所述采样探头用于采集各个所述光伏组件的图像或视频数据；所述数据存储器用于对所述采样探头的图像或视频数据进行存储。

本发明所取得的有益效果是：

1.通过所述光照检测模块与所述采样模块配合，可根据各个位置的光伏组件的发电状态以对所述光伏组件进行巡检，提升巡检的针对性，促使各个所述光伏组件巡检和护理的精准性和高效性；

2.通过协同巡检模块与采样模块的配合，对光伏组件的上两侧进行协同巡检，有效提升对光伏组件巡检和护理的效率的精度；

3.通过定位模块与协同巡检模块的配合，使得无人机与地面的协同巡检模块能进行协同巡检，提升整个巡检过程的巡检效率，还兼顾对各个位置的光伏组件进行全方位的巡检，提升整个光伏发电厂的智能护理能力；

4.通过评估单元与分析单元的配合，使得对光伏组件的异常评估得更加的精准，提升对光伏组件识别的高效性和精准性；

5.通过引导构件对无人机进行引导，以提升无人机的巡检路线和巡检点位的巡检精准性和可靠性；

6.通过对采样探头的采集角度和巡检位置的精准规划，提升对光伏组件的采样的精准性，提升无人机的巡检精度，同时还兼顾拍摄角度精准控制，进一步提升了对光伏组件的缺陷巡检的可靠性。

7.通过协同交互单元将地面巡检单元与无人机进行配对，以建立交互传输通道，提升无人机和地面巡检车同步巡检的协同配合能力。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的整体方框的示意图。

图2为本发明的无人机对光伏组件的结构示意图。

图3为本发明的协同交互单元的结构示意图。

图4为本发明的引导构件的结构示意图。

图5为本发明的地面巡检车与无人机的交互场景示意图。

图6为本发明的光照检测模块的结构示意图。

图7为本发明的地面巡检车的结构示意图。

图8为本发明的光伏发电厂分布布局的场景示意图。

图9为本发明的无人机的巡检线路的控制流程示意图。

图10为本发明的光伏组件的巡检效果示意图。

附图标号说明：1、光伏组件；2、无人机；3、采样模块；4、引导构件；5、交互构件；6、螺旋桨；7、机身本体；8、光伏测试板；9、支撑架；10、地面巡检车；11、导引器；12、采集探头；13、支撑板；14、履带；15、移动驱动机构；16、识别构件；17、支撑平台；18、转动座；19、引导杆；20、信号发射器；21、俯仰调节杆；22、俯仰调整驱动机构。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

实施例一。

根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，本实施例提供一种应用于光伏组件1的智能巡检***，所述巡检***包括无人机2和服务器，还包括定位模块、采样模块3、光照检测模块、协同巡检模块，所述服务器分别与所述定位模块、采样模块3、光照检测模块、协同巡检模块、无人机2连接；

所述定位模块、采样模块3、光照检测模块均设置在所述无人机2上，并与所述无人机2可拆卸连接；

所述定位模块用于对所述无人机2当前位置进行定位，以配合所述光照检测模块对采光量进行采集；

所述采样模块3用于对所述光伏组件1进行采样，以获取所述光伏组件1表面的污渍状况；

所述协同巡检模块用于对所述光伏组件1的地面一侧进行巡检，以配合所述无人机2对同一巡检点位进行多角度的巡检；

所述光照检测模块用于对当前环境的采光发电量进行检测，以确定各个光伏组件1的发电效率；

所述巡检***包括处理器，所述处理器分别与所述定位模块、所述采样模块3、所述光照检测模块、所述协同巡检模块、无人机2、所述服务器控制连接，并集中对所述定位模块、所述采样模块3、所述光照检测模块、所述协同巡检模块、无人机2进行集中控制，以提升对光伏发电厂的各个位置的所述光伏组件1的巡检效率；

通过所述光照检测模块与所述采样模块3配合，可根据各个位置的光伏组件1的发电状态以对所述光伏组件1进行巡检，提升巡检的针对性，促使各个所述光伏组件1巡检和护理的精准性和高效性；

另外，通过所述协同巡检模块与所述采样模块3的配合，使得各个位置的所述光伏组件1的上表面和地面能进行协同巡检，有效提升对所述光伏组件1巡检和护理的精度；

同时，通过所述定位模块与所述协同巡检模块的配合，使得无人机2与地面的协同巡检模块能进行协同巡检，提升整个巡检过程的巡检效率，还兼顾对各个位置的光伏组件1进行全方位的巡检；

所述无人机2包括机身主体、微控制器、升力控制单元、以及若干个螺旋桨6，所述升力控制单元用于对控制所述螺旋桨6的升力；所述微控制器分别与所述升力控制单元、各个所述螺旋桨6和所述服务器连接，以实现对巡检路径和巡检位置的精准控制；

另外，在所述机身本体7的下端面设有与所述采样模块3、定位模块和所述光照检测模块可拆卸连接的卡接座，使得所述无人机2能搭载所述采样模块3与所述光照检测模块在所述光伏发电厂中进行巡检；

其中，所述光照检测模块包括光照采集单元和发电监控单元，所述发电监控单元用于对各个位置的各个所述光伏组件1的发电效率进行监测；所述光照采集单元对当前环境的采光发电量检测；

其中，所述光照采集单元包括支撑座、光伏测试板8、调整构件和电力参数测试仪，所述支撑座用于对所述光伏测试和所述调整构件进行支撑；所述光伏测试板8用于对当前环境的采光发电量进行测试，以确定当前位置的发电损失指数Loss；所述电力参数测试仪对所述光伏测试板8的发电效率进行计算；

其中，根据下式计算所述光伏测试板的发电指数Generation：

式中，P为光伏测试板的最大输出电功率；P_out为辐照度；K为光伏测试板的面积；T_S为光伏测试板的实时温度；T₀为光伏测试板的额定工作温度；Convert为光伏测试板功率温度系数，其值根据所述光伏测试板的固有参数确定；

获取所述发电监控单元对无人机所在位置的所述光伏组件的发电效率Q，并与所述发电指数根据进行比对，存在：

Q＜D

式中，D为监测阈值，其中，所述监测阈值D根据下式进行计算：

D＝a·Generation+b

式中，a为面积转换基数，其值与所述光伏组件与光伏测试板的面积之比有关；b为环境干扰因子，其值与光伏测试板与太阳的直射角度有关；

若无人机2所在位置的所述光伏组件1的发电效率Q小于监测阈值D，则触发异常预警；当出现异常预警，则通过所述无人机2上所述采样模块3和协同巡检模块对异常预警的位置的光伏组件1进行重复巡检；

其中，在对所述光伏组件1进行重复巡检的过程中，通过所述采样模块3对该位置的所述光伏组件1朝光面、以及协同巡检模块对光伏组件1的背面分别进行图像数据的采集，以精准获得所述光伏组件1的异常状态，提升整个***的巡检精度；

所述调整构件包括调整座、调整驱动机构和光线传感器，所述光线传感器用于对环境中的光线进行检测；所述光伏测试板8与所述调整座铰接，以调整所述光伏测试板8的角度进行调整；所述调整驱动机构与调整座驱动连接形成驱动部；另外，所述调整构件还包括调整角度检测件，所述调整角度检测件对所述驱动部的角度进行检测；其中，所述驱动部根据光线传感器的光线强度调整所述驱动部的角度；

所述光伏组件1的异常状态包括但是不局限于以下列举的几种：光伏组件1表面存在分层、背板发黄(部分组件可见)、封装材料发黄、电池片破碎、断栅、汇流线发黄、电池片互连带发黄、栅线腐蚀、玻璃破碎、密封失效、灼烧痕迹、灰尘、阴影、异物遮挡、蜗牛纹、铝合金框损坏、热斑(红外照相机的照片中获得)等、以及光伏组件1的背面的缺陷有：气泡、连接头损坏、线缆腐蚀、接线盒损坏、微型逆变器故障等；

在本实施例中，所述光伏组件1的朝光面的缺陷由所述采样模块3进行采集；所述光伏组件1背面的缺陷由所述协同巡检模块进行图像的采集；

其中，所述采样模块3包括采样单元和回传单元，所述采样单元用于对所述光伏组件1的表面进行图像或视频数据的采集；

所述回传单元将所述采样单元采集的图像或视频数据向服务器或地面的接收平台进行回传；其中，所述采样单元包括采样探头和数据存储器，所述采样探头用于采集各个所述光伏组件1的图像或视频数据；所述数据存储器用于对所述采样探头的图像或视频数据进行存储；

可选的，所述定位模块包括定位单元和传输单元，所述定位单元用于对所述无人机2的实时位置与光伏组件1的巡检点位进行比较；所述传输单元用于将所述定位单元与所述服务器和所述协同巡检模块进行传输，以确定所述无人机2当前的位置与设定巡检点位的偏差；

所述定位单元包括***和数据缓存器，所述***被构造为获取所述无人机2的实时位置；所述数据缓存器用于对所述***的数据进行缓存；其中，各个所述光伏组件1的巡检点位由操作者进行设定；

在本实施例中，所述无人机2的巡检点位和巡检高度可根据操作者进行设定；同时，在所述操作者进行设定后，通过处理器将所述巡检点位的巡检高度值通过协同巡检模块或服务器向所述无人机2进行传输，使得所述无人机2能根据设定的巡检高度对所述光伏组件1进行巡检，以采集各个巡检点位的图像数据或视频数据；

其中，根据所述光伏发电厂的面积划分为定位点位数据；同时，将所述定位点位数据传输至所述定位模块中，以使得所述无人机2能根据所述定位点位数据执行巡检；

在对所述光伏发电场进行巡检之前，通过获取所述光伏发电场的地图数据和各个所述光伏组件1的分布布局；

其中，通过所述分布布局的边界点数据和所述***的GPS坐标，确定巡检地图；获取所述巡检地图和GPS坐标信息，计算巡检区域的巡检任务量：

式中，λ为比例系数，其值与巡检的重复次数和精度有关，满足：

λ＝n·d₀·Width

式中，n为巡检次数；d₀为无人机巡检的横向巡检距离；

Area为该区域的巡检面积，其值等于光伏组件的实际分布面积，满足：

Area＝(d₀+L_turn)·(Width+L_turn)

式中，L_turn为无人机的转弯半径；Width为无人机的纵向巡检距离；

可选的，所述协同巡检模块包括地面巡检单元和协同交互单元，所述地面巡检单元用于对所述光伏组件1的地面一侧进行巡检，以配合所述无人机2对光伏组件1进行多角度巡检；所述协同交互单元用于将所述地面巡检单元与所述无人机2进行协同交互，以实现数据的交互传输；

可选的，所述地面巡检单元包括地面巡检车10、采集构件和转向构件，所述采集构件用于对所述光伏组件1的地面一侧进行采集；所述转向构件用于对所述采集构件的采集角度进行调整；所述地面巡检车10用于跟随所述无人机2的移动轨迹进行移动，以配合所述无人机2对光伏组件1的地面一侧(即：朝向地面的一侧)进行图像或视频数据的采集；

所述采集构件包括采集探头12和数据标记器，所述采集探头12用于对所述光伏组件1背面一侧图像数据进行采集，以获得所述光伏组件1的连接头、线缆、接线盒、微型逆变器的图像或视频数据；其中，所述数据标记器用于将各个所述图像数据或视频数据进行标记，使得所述采集探头12在各个采集位置采集的图像或视频数据均能被标记；其中，所述数据标记器对所述图像数据或视频数据进行标记位置、时间等标记参数，以方便对所述图像或视频数据进行寻找；值得注意的是，所述数据标记器也可使用自动标注程序进行自动标注，这是本领域技术人员所熟知的，因而不再一一赘述；

所述转向构件包括转向座、转向驱动机构和转向检测件，所述转向座用于对所述采集探头12的位置进行调整；所述转向检测件用于对所述转向座的转动角度进行检测；所述转向驱动机构被构造为与所述转向座驱动连接，以使得所述采集探头12能对各个光伏组件1的朝向地面的一侧进行图像或视频数据的采集；

同时，所述采集构件和所述转向构件均设置在所述地面巡检车10上，并在所述地面巡检车10的带动下对各个所述光伏组件1朝向地面的一侧进行巡检；

另外，所述地面巡检车10包括履带14、支撑板13、移动驱动机构15和角度调整构件，所述支撑板13用于对所述转向构件和所述采集构件进行支撑，其中，所述支撑板13设置在所述履带14的一侧；所述角度调整构件用于对所述履带14转向进行调整，以调整行进的方向；所述移动驱动机构15用于对驱动轮驱动，以驱动所述履带14进行转动，以带动所述履带14的行进速度；所述履带14优选的采用全地形履带14，以适用不同的地形的需要；其中，所述转向座设置在所述支撑板13的上端面，以使得所述采集探头12能在所述转动构件的驱动下，以实现采样探头的精准转动；

另外，所述地面巡检车10还包括识别构件16，所述识别构件16用于对行进方向进行识别，以调整移动方向进行精准控制；所述识别构件16包括路况识别探头和导引器11，所述识别探头设置在所述支撑板13的行进方向的前侧和后侧；所述导引器11接收所述无人机2的移动数据和协同交互单元的数据，以配合所述识别探头对巡检车的行进方向进行导引；其中，所述识别探头对行进路线的识别和控制，均是本领域的技术人员所熟知的，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册，获知该技术，因而在本实施例中不再一一赘述；

可选的，所述协同交互单元包括支撑平台17、配对器、交互构件5和引导构件4，所述配对器用于将所述地面巡检单元与所述无人机2进行配对，以建立交互传输通道；所述交互构件5根据所述无人机2的飞行路径与所述地面巡检单元的巡检路线进行传输；所述引导构件4用于对所述无人机2的巡检点位进行引导；所述支撑平台17用于对所述交互构件5、所述配对器和所述引导构件4进行支撑；

可选的，所述支撑平台17分布在光伏发电厂的周侧，以对所述无人机2和所述地面巡检单元进行协同交互；

通过协同交互单元将地面巡检单元与无人机2进行配对，以建立交互传输通道，提升无人机2和巡检车同步巡检的协同配合能力；

可选的，所述交互构件5包括信号采集器和控制指令传输器，所述信号采集器用于捕获所述无人机2和所述地面巡检单元的信号；所述控制指令传输器将交互指令向所述无人机2和地面巡检车10进行传输，以实现所述无人机2和地面巡检车10的同步交互；

其中，所述引导构件4包括引导杆19、信号发射器20、俯仰调节杆21、高度检测件、转动座18、转动驱动机构和俯仰调整驱动机构，所述信号发射器20设置在所述引导杆19上，并对所述无人机2进行引导；

所述转动座18与所述支撑平台17的上端面铰接，并通过所述转动驱动机构沿着铰接位置的进行驱动，以调整所述引导杆19的水平方向的引导；其中，所述转动驱动机构与所述转动座18驱动连接形成驱动部；

所述引导杆19的一端与所述转动座18的上端面铰接，另一端朝向远离铰接位置的一侧伸出；所述俯仰调节杆21的一端与所述引导杆19的杆体铰接，另一端与所述转动座18的上端面铰接；其中，所述俯仰调整驱动机构与所述俯仰调节杆21驱动连接形成俯仰调节部，以调整所述引导杆19的俯仰高度；

其中，所述信号发射器20的引导线路基于巡检线路的数据，并通过导引器11与所述引导杆19、转动部和俯仰调节部的配合，以实现对无人机2的精准引导；

通过引导构件4对所述无人机2进行引导，以提升无人机2的巡检路线和巡检点位的巡检精准性和可靠性；

所述巡检***还包括评估模块，所述评估模块用于对所述采样模块3和所述协同巡检模块的图像或视频数据进行评估，以确定所述光伏组件1的当前状态；

其中，所述评估模块与所述处理器进行连接，并基于所述处理器的集中控制，以提升整个***的评估效率和评估精度；其中，所述评估模块包括分析单元和评估单元，所述分析单元根据所述采样模块3和协同巡检模块的图像或视频数据进行分析，以形成分析结果；所述评估单元根据所述分析单元的分析结果进行评估，以提示操作者对所述光伏组件1进行护理或更换；

所述分析单元获取所述采样模块3和协同巡检模块的图像或视频数据，并将图像进行灰度化，并根据获得的灰度图像进行光伏组件1的边缘检测，以分析所述光伏组件1的裂纹等缺陷；

本实施例提供一种迭代阈值选择算法进行阈值分割，以获得裂纹数据；

其中，灰度阈值分割的处理函数如下：

式中，f(x，y)为原始图像中的某个位置的像素值；g(x，y)为处理后二值图像在该位置的像素值；

Step1：遍历图像，找到图像的最大灰度值Tmax和最小灰度值Tmin，计算其平均值赋予给T₀，作为初始全局阈值，

Step2：用T₀阈值将图像分割为两部分，分别计算每一部分的灰度平均值，记为k1和k2，更新全局阈值T1：

重复上述的两个步骤，直至T的大小趋于稳定(即：Ti+1和Ti的差小于某个值为止)；

本领域的技术人员也可采用其他方式，以获得所述光伏组件上的异常，在此不再一一赘述；

另外，所述评估单元根据议程区域和异常深度进行评估，其中，根据下式计算所述光伏组件上的异常深度：

式中，L表示裂纹长度；A为所述光伏组件的面积；其中，裂纹长度用轮廓图像中裂纹像素点的个数表示；皮蛋面积用图像二值化后的整蛋像素点的个数表示；

通过所述评估单元与所述分析单元的配合，使得对所述光伏组件的异常评估得更加的精准，提升对光伏组件识别的高效性和精准性。

实施例二。

本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，还在于对所述无人机的巡检区域进行计算，以确定无人机巡检的路径规划：

其中，选择所述光伏组件的最小外接矩形，以使得以最小的成本达到最有效的巡检效果；

选择中心矩形的宽度和面积作为标准值，选择满足以下条件的矩形：

式中，W是中心矩形的宽度；long(j)是待判定矩形的宽度；Region是中心矩形的面积；ZOOM(j)是待判定矩形的面积；r₀、r₁、r₂和r₃是可以人工设置的比例值；

在所有矩形的顶点中，最外面的四个顶点a(x₁,y₁)、b(x₂,y₂)、c(x₃,y₃)、d(x₄,y₄)可以形成一个大的四边形abcd；其中，a(x₁,y₁)、b(x₂,y₂)、c(x₃,y₃)、d(x₄,y₄)是巡检区域顶点中最外面的四个点，

计算光伏组件的倾斜角度以及图像中心点与光伏组件中心线之间的距离，公式如下：

式中，e(x₅,y₅)、f(x₆,y₆)是线段ad、bc的中点，即矩形abcd的中心线；

式中，k是倾斜角，D是光伏组件的采样中心点与中心线之间的距离；

另外，转换到所述采样探头与无人机的导航坐标系中，α是光伏组件的倾斜角，即与太阳朝向的倾斜角，β是无人机的偏航角；γ是采样探头的偏移角度，Distance是无人机和光伏组件采样中心点之间的水平距离；无人机的偏航角β和采集探头的偏移角λ很容易从无人机上获得；

中心线的倾斜角度ω为：

ω＝α-(β+γ)

为了使得采样探头与所述光伏组件的倾斜角度为0，可以调整所述无人机上的采样探头的偏移角度γ，满足：

γ＝-(β-α)＝α-β

结合以上的两个公式，存在：

ω＝α-(β+γ)＝arctan(k)

对于水平距离Distance根据下式进行计算：

式中，H是无人机的飞行高度，其值根据实际情况由操作者进行设定；img_h是采样探头的采样像素高度，与采样探头的固有参数确定或者根据操作者进行设定，FOV表示采样探头的视场，与选用的采样探头的固有参数有关；

通过对所述采样探头的采集角度和所述巡检位置的精准规划，提升对光伏组件的采样的精准性，提升无人机的巡检精度，同时还兼顾拍摄角度的控制，也进一步提升了对光伏组件的缺陷巡检的可靠性。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。

Claims (8)

1.一种应用于光伏组件的智能巡检***，所述巡检***包括无人机和服务器，其特征在于，所述巡检***还包括定位模块、采样模块、光照检测模块、协同巡检模块，所述服务器分别与所述定位模块、采样模块、光照检测模块、协同巡检模块、无人机连接；所述定位模块、采样模块、光照检测模块均设置在所述无人机上，并与所述无人机可拆卸连接；

所述定位模块用于对所述无人机当前位置进行定位，以配合所述光照检测模块对采光量进行采集；

所述采样模块用于对所述光伏组件进行采样，以获取所述光伏组件表面的污渍状况；

所述协同巡检模块用于对所述光伏组件的地面一侧进行巡检，以配合所述无人机对同一巡检点位进行多角度的巡检；

所述光照检测模块用于对当前环境的采光发电量进行检测，以确定各个光伏组件的发电效率；

所述光照检测模块包括光照采集单元和发电监控单元，所述发电监控单元用于对各个位置的各个所述光伏组件的发电效率进行监测；所述光照采集单元对当前环境的采光发电量检测；

其中，所述光照采集单元包括支撑座、光伏测试板、调整构件和电力参数测试仪，所述支撑座用于对所述光伏测试和所述调整构件进行支撑；所述光伏测试板用于对当前环境的采光发电量进行测试，以确定当前位置的发电损失指数Loss；所述电力参数测试仪对所述光伏测试板的发电效率进行计算；

其中，根据下式计算所述光伏测试板的发电指数Generation：

式中，P为光伏测试板的最大输出电功率；P_out为辐照度；K为光伏测试板的面积；T_S为光伏测试板的实时温度；T₀为光伏测试板的额定工作温度；Convert为光伏测试板功率温度系数，其值根据所述光伏测试板的固有参数确定；

获取所述发电监控单元对无人机所在位置的所述光伏组件的发电效率Q，并与所述发电指数根据进行比对，存在：

Q＜D

式中，D为监测阈值，其中，所述监测阈值D根据下式进行计算：

D＝a·Generation+b

式中，a为面积转换基数，其值与所述光伏组件与光伏测试板的面积之比有关；b为环境干扰因子，其值与光伏测试板与太阳的直射角度有关；

若无人机所在位置的所述光伏组件的发电效率Q小于监测阈值D，则触发异常预警；当出现异常预警，则通过所述无人机上的所述采样模块和协同巡检模块对异常预警的位置的光伏组件进行重复巡检。

2.根据权利要求1所述的一种应用于光伏组件的智能巡检***，其特征在于，所述定位模块包括定位单元和传输单元，所述定位单元用于对所述无人机的实时位置与光伏组件的巡检点位进行比较；所述传输单元用于将所述定位单元与所述服务器和所述协同巡检模块进行传输，以确定所述无人机当前的位置与设定巡检点位的偏差；

所述定位单元包括***和数据缓存器，所述***被构造为获取所述无人机的实时位置；所述数据缓存器用于对所述***的数据进行缓存；

其中，各个所述光伏组件的巡检点位由操作者进行设定。

3.根据权利要求2所述的一种应用于光伏组件的智能巡检***，其特征在于，所述协同巡检模块包括地面巡检单元和协同交互单元，所述地面巡检单元用于对所述光伏组件的地面一侧进行巡检，以配合所述无人机对光伏组件进行多角度巡检；

所述协同交互单元用于将所述地面巡检单元与所述无人机进行协同交互，以实现数据的交互传输。

4.根据权利要求3所述的一种应用于光伏组件的智能巡检***，其特征在于，所述地面巡检单元包括地面巡检车、采集构件和转向构件，所述采集构件用于对所述光伏组件的地面一侧进行采集；所述转向构件用于对所述采集构件的采集角度进行调整；所述地面巡检车用于跟随所述无人机的移动轨迹进行移动，以配合所述无人机对光伏组件的地面一侧进行图像或视频数据的采集；

其中，所述采集构件和所述转向构件均设置在所述地面巡检车上。

5.根据权利要求4所述的一种应用于光伏组件的智能巡检***，其特征在于，所述协同交互单元包括支撑平台、配对器、交互构件和引导构件，所述配对器用于将所述地面巡检单元与所述无人机进行配对，以建立交互传输通道；所述交互构件根据所述无人机的飞行路径与所述地面巡检单元的巡检路线进行传输；所述引导构件用于对所述无人机的巡检点位进行引导；

所述支撑平台用于对所述交互构件、所述配对器和所述引导构件进行支撑。

6.根据权利要求5所述的一种应用于光伏组件的智能巡检***，其特征在于，所述交互构件包括信号采集器和控制指令传输器，所述信号采集器用于捕获所述无人机和所述地面巡检单元的信号；所述控制指令传输器将交互指令向所述无人机和地面巡检车进行传输，以实现所述无人机和地面巡检车的同步交互。

7.根据权利要求6所述的一种应用于光伏组件的智能巡检***，其特征在于，所述支撑平台分布在光伏发电厂的周侧，以对所述无人机和所述地面巡检单元进行协同交互。

8.根据权利要求7所述的一种应用于光伏组件的智能巡检***，其特征在于，所述采样模块包括采样单元和回传单元，所述采样单元用于对所述光伏组件的表面进行图像或视频数据的采集；

所述回传单元将所述采样单元采集的图像或视频数据向服务器或地面的接收平台进行回传；其中，所述采样单元包括采样探头和数据存储器，所述采样探头用于采集各个所述光伏组件的图像或视频数据；所述数据存储器用于对所述采样探头的图像或视频数据进行存储。

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