CN116256787A - 光伏面板定位方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

光伏面板定位方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

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CN116256787A CN202111499702.5A CN202111499702A CN116256787A CN 116256787 A CN116256787 A CN 116256787A CN 202111499702 A CN202111499702 A CN 202111499702A CN 116256787 A CN116256787 A CN 116256787A
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Abstract

本申请公开了一种光伏面板定位方法、装置、设备及可读存储介质，涉及图像处理技术领域，以提高对光伏面板定位的准确性。该方法包括：根据电站地图，确定第一光伏面板的GPS信息，其中，所述第一光伏面板的GPS信息与移动设备的初始GPS信息相同；所述电站地图中标记有多个光伏面板的GPS信息；从所述移动设备的初始GPS信息所指向的位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像；根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数；根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。本申请实施例可以提高对光伏面板定位的准确性。

Description

光伏面板定位方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种光伏面板定位方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
基于GPS(Global Positioning System，全球定位***)的定位技术已经得到了广泛应用，例如，在电站检测过程中可以使用GPS技术来定位电站的光伏面板。但是，由于光伏面板部署的位置的限制，在地形复杂、GPS信号微弱的情况下，利用通常的GPS定位方法，无法准确的确定出光伏面板的位置。
发明内容
本申请实施例提供一种定位方法、装置、设备及可读存储介质，以提高对光伏面板定位的准确性。
第一方面，本申请实施例提供了一种光伏面板定位方法，包括：
根据电站地图，确定第一光伏面板的GPS信息，其中，所述第一光伏面板的GPS信息与移动设备的初始GPS信息相同；所述电站地图中标记有多个光伏面板的GPS信息；
从所述移动设备的初始GPS信息所指向的位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像；
根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数；
根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。
其中，在所述确定第一光伏面板的全球定位***GPS信息之前，所述方法还包括：
获取光伏面板的测试图像；
确定一个光伏面板在所述测试图像中的宽度；
根据一个光伏面板在所述测试图像中的宽度、一个光伏面板的实际宽度以及全景相机的相机参数，确定比例尺；
其中，所述测试图像包括利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像，和/或，利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像；
所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
其中，
所述根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数，包括：
在所述目标图像中的当前帧图像和前一帧图像中分别提取光伏面板的角点信息；
对于所述当前帧图像和所述前一帧图像，在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；
从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对；
根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
其中，在所述在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点之后，所述方法还包括：
从所述当前帧图像的特征点中提取关键特征点，以及，从所述前一帧图像的特征点中提取关键特征点；
所述从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对，包括：
从所述当前帧图像的关键特征点和所述前一帧图像的关键特征点中，确定匹配的关键特征点对；
所述根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数，包括：
根据所述匹配的关键特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
其中，所述在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点，包括：
当所述目标图像为利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像时，通过计算角邻域内的颜色直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；
当所述目标图像为利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像时，通过计算梯度直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点。
其中，从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对，包括：
对于所述当前帧图像的第一特征点和所述前一帧图像的每个第二特征点，利用余弦距离算法计算所述第一特征点和每个所述第二特征点之间的夹角，所述第一特征点为所述当前帧图像中的任意特征点；
当所述第一特征点和目标第二特征点之间的夹角满足预设条件时，将所述第一特征点和所述目标第二特征点作为匹配的特征点对。
其中，当所述目标图像包括RGB图像以及红外图像时，在所述从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对之后，所述方法还包括：
融合利用所述RGB图像获取的匹配特征点对和利用所述红外图像获取的匹配特征点对，得到最终的匹配的特征点对。
其中，所述根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数，包括：
通过各匹配的特征点对的坐标值，计算得到旋转和平移矩阵，并将所述旋转和平移矩阵作为所述移动参数。
其中，所述根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息，包括：
根据所述旋转和平移矩阵，得到所述移动设备的旋转和/或平移距离；
根据比例尺，将所述移动设备的旋转和/或移动距离转换为所述电站地图上的旋转和/或平移距离；
根据所述电站地图上的旋转和/或平移距离以及所述第一光伏面板的GPS信息，在所述电站地图上确定所述第二光伏面板，并获得所述第二光伏面板的GPS信息；
其中，所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
第二方面，本申请实施例提供了一种光伏面板定位装置，包括：
第一确定模块，用于根据电站地图，确定第一光伏面板的GPS信息，其中，所述第一光伏面板的GPS信息与移动设备的初始GPS信息相同；所述电站地图中标记有多个光伏面板的GPS信息；
第一获取模块，用于从所述移动设备的初始GPS信息所指向的位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像；
第二确定模块，用于根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数；
第三确定模块，用于根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。
其中，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取光伏面板的测试图像；
第四确定模块，用于确定一个光伏面板在所述测试图像中的宽度；
第五确定模块，用于根据一个光伏面板在所述测试图像中的宽度、一个光伏面板的实际宽度以及全景相机的相机参数，确定比例尺；
其中，所述测试图像包括利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像，和/或，利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像；
所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
其中，所述第二确定模块包括：
第一提取子模块，用于在所述目标图像中的当前帧图像和前一帧图像中分别提取光伏面板的角点信息；
第二提取子模块，用于对于所述当前帧图像和所述前一帧图像，在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；
第一确定子模块，用于从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对；
第二确定子模块，用于根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
其中，所述第二确定模块还包括：
第三提取子模块，用于从所述当前帧图像的特征点中提取关键特征点，以及，从所述前一帧图像的特征点中提取关键特征点；
所述第一确定子模块，用于从所述当前帧图像的关键特征点和所述前一帧图像的关键特征点中，确定匹配的关键特征点对；
所述第二确定子模块，用于根据所述匹配的关键特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
其中，所述第二确定模块还包括：
第三确定子模块，用于融合利用所述RGB图像获取的匹配特征点对和利用所述红外图像获取的匹配特征点对，得到最终的匹配的特征点对。
其中，所述第一提取子模块，用于：
当所述目标图像为利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像时，通过计算角邻域内的颜色直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；
当所述目标图像为利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像时，通过计算梯度直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点。
其中，第一确定子模块包括：
第一计算单元，用于对于所述当前帧图像的第一特征点和所述前一帧图像的每个第二特征点，利用余弦距离算法计算所述第一特征点和每个所述第二特征点之间的夹角，所述第一特征点为所述当前帧图像中的任意特征点；
第一确定单元，用于当所述第一特征点和目标第二特征点之间的夹角满足预设条件时，将所述第一特征点和所述目标第二特征点作为匹配的特征点对。
其中，所述第二确定子模块，用于通过各匹配的特征点对的坐标值，计算得到旋转和平移矩阵，并将所述旋转和平移矩阵作为所述移动参数。
其中，所述第三确定模块包括：
第一获取子模块，用于根据所述旋转和平移矩阵，得到所述移动设备的旋转和/或平移距离；
第一转换子模块，用于根据比例尺，将所述移动设备的旋转和/或移动距离转换为所述电站地图上的旋转和/或平移距离；
第一确定子模块，用于根据所述电站地图上的旋转和/或平移距离以及所述第一光伏面板的GPS信息，在所述电站地图上确定所述第二光伏面板，并获得所述第二光伏面板的GPS信息；
其中，所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其特征在于，所述处理器，用于读取存储器中的程序实现如前所述的光伏面板定位方法中的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如前所述的光伏面板定位方法中的步骤。
在本申请实施例中，根据移动设备的初始GPS信息确定第一光伏面板的GPS信息，并根据获取的图像确定移动设备的移动参数，进而根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。因此，利用本申请实施例的方案，在地形复杂、GPS信号微弱的情况下，根据获取的目标图像即可确定移动设备的移动参数，进而定位移动设备的当前位置对应的第二光伏面板，从而降低了GPS信号强度对光伏面板的定位的影响，提高了对光伏面板进行定位的准确性。
附图说明
图1是本申请实施例提供的光伏面板定位方法的流程图之一；
图2是本申请实施例中匹配特征点对的示意图；
图3是本申请实施例提供的光伏面板定位方法的流程图之二；
图4是本申请实施例提供的光伏面板定位装置的结构图之一；
图5是本申请实施例提供的光伏面板定位装置的结构图之二；
图6是本申请实施例中的第二确定模块的示意图之一；
图7是本申请实施例中的第二确定模块的示意图之二；
图8是本申请实施例中的第二确定模块的示意图之三；
图9是本申请实施例中的第一确定子模块的示意图；
图10是本申请实施例中的第三确定模块的示意图；
图11是本申请实施例中的电子设备的示意图。
具体实施方式
本申请实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1，图1是本申请实施例提供的光伏面板定位方法的流程图。其中，所述方法可应用于具有摄像头的移动设备，如移动终端，平板电脑等。如图1所示，包括以下步骤：
步骤101、根据电站地图，确定第一光伏面板的GPS信息，其中，所述第一光伏面板的GPS信息与移动设备的初始GPS信息相同。
其中，所述电站地图中标记有多个光伏面板的GPS信息。当然，所述电站地图中还可标记其他物体或者建筑等的GPS信息。在本申请实施例中，所述电站地图可以是利用全景相机拍摄的，在该电站地图中，每个光伏板都具有对应的GPS信息(坐标)。
为了确定空间物体表面上某一点的三维几何位置与图像中对应点的关系，可对全景相机进行标定。具体的，利用移动设备的摄像头拍摄的光伏面板的RGB图像，或者，利用与移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的光伏面板的红外图像，或者同时利用两者，确定一个光伏面板在图像中的宽度。之后，根据一个光伏面板在图像中的宽度、一个光伏面板的实际宽度以及全景相机的相机参数，确定比例尺，所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。其中，所述相机参数包括相机焦距f，相机到光伏面板的距离z等。
具体的，可根据二值图像的角点检测方法得到光伏面板的四个角点的信息，并通过四个角点的信息得到图像中的光伏面板的宽度w。之后，通过相似三角形算法可以得到电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺scale：
Figure BDA0003402254950000081
其中，scale表示比例尺，f表示相机焦距，z表示相机到光伏面板的距离，w表示图像中光伏面板的宽度w，W表示光伏面板的实际宽度。
根据移动设备的当前位置，获取当前位置的GPS信息，进而根据该当前位置的GPS信息可在电站地图上确定出第一光伏面板，获得第一光伏面板的GPS信息。其中，所述移动设备的当前位置的GPS信息，可指的是在执行本申请实施例的方法时，通过移动设备的定位功能或者通过其他方式获得的移动设备的GPS信息。
步骤102、从所述移动设备的初始GPS信息所指向的位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像。
通常，通过GPS信息可确定相应的位置，因此，在此步骤中，通过移动设备的初始GPS信息可确定移动设备的初始GPS信息所指向的位置，该位置也可称为移动设备的初始位置。因此，在此步骤中，从所述移动设备的初始位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像。
在移动设备的移动过程中，可不断的对光伏面板进行拍照。由于光伏面板通常是多个一起部署，因此，在移动设备移动的过程中也会拍摄到不同的光伏面板。其中，所述目标图像指的是在移动设备的移动过程中拍摄到的光伏面板图像，该图像中有可能包括一个或者多个光伏面板，当然，也有可能不包括光伏面板。所述移动设备本身具有摄像头，也可将红外拍摄装置(如红外相机)连接到移动设备。因此，所述目标图像可以是利用移动设备的摄像头拍摄的光伏面板的RGB图像，或者，利用与移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的光伏面板的红外图像，或者还可以同时是以上两种。
在光照条件较好时，可仅利用RGB图像进行后续处理；在环境光照较差的情况下，可以利用红外图像的红外角点特征跟踪，以提高图像跟踪的准确性。
步骤103、根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数。
其中，在所述移动设备移动的过程中，有可能涉及到平移或者旋转等，因此，在本申请实施例中，所述移动参数可通过移动设备的旋转和平移属性或参数来表示。
对于每种类型的目标图像，都可将其理解为包括多个图像帧。假设，当前获取的一帧图像称为当前帧图像，当前帧图像之前的一帧图像即可称为前一帧图像。
在本申请实施例中，首先，可在所述目标图像中的当前帧图像和前一帧图像中分别提取光伏面板的角点信息。例如，可通过角点检测方法，得到光伏面板的四个角点信息，进而确定图像中包括有光伏面板的图像区域。
接着，对于所述当前帧图像和所述前一帧图像，在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点。其中，所述特征点用于在后续运动过程中判断移动设备的移动方向和距离。具体的，当所述目标图像为利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像时，通过计算角邻域内的颜色直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；当所述目标图像为利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像时，通过计算梯度直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点。
然后，从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对。
在从所述当前帧图像的关键特征点和所述前一帧图像的关键特征点中，确定匹配的关键特征点对时，对于所述当前帧图像的第一特征点和所述前一帧图像的每个第二特征点，利用余弦距离算法计算所述第一特征点和每个所述第二特征点之间的夹角。其中，所述第一特征点可以为所述当前帧图像中的任一特征点，所述第二特征点可以为所述前一帧图像中的任一特征点。当所述第一特征点和目标第二特征点之间的夹角满足预设条件时，将所述第一特征点和所述目标第二特征点作为匹配的特征点对。其中，所述目标第二特征点为所述第二特征点中的特征点。
假设，两个特征点分比为A(对应向量a)，B(对应向量b)，可利用如下公式计算两个特征点之间的夹角：
Figure BDA0003402254950000101
其中，θ表示夹角。夹角越小，说明两个特征点之间的相似度越高；夹角越大，则说明两个特征点之间的相似度越低。
其中，所述预设条件可以根据需要设置，例如，可以是某个角度值等。在本申请实施例中，当满足以下条件时，认为两个特征点匹配：
Figure BDA0003402254950000102
在实际应用中，当所述目标图像包括RGB图像以及红外图像时，还可融合利用所述RGB图像获取的匹配特征点对和利用所述红外图像获取的匹配特征点对，得到最终的匹配的特征点对。那么，在后续计算移动参数的过程中，也是基于得到的最终的匹配的特征点对进行计算。例如，可使用{FRGB,(1-cos(θ)FIR}将当前图像与前一帧图像进行特征点对匹配。其中，FRGB表示RGB图像中的特征点对，FIR表示红外图像中的特征点对，1-cos(θ)表示自适应权重，用来平衡RGB特征和红外特征。通过这种方式，可提高获得的匹配特征点对之间的准确性。
最后，根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
在计算移动参数时，可通过各匹配的特征点对的坐标值，计算得到旋转和平移矩阵，并将所述旋转和平移矩阵作为所述移动参数。
例如，如图2所示，匹配特征点对分别是(a1，a2)，(b1，b2)，(c1，c2)，(d1，d2)，那么，可利用各特征点的坐标按照如下方式计算旋转和平移矩阵：
Figure BDA0003402254950000103
其中，[R|t]表示旋转和平移矩阵。
在以上的过程中，在提取特征点时，为了减小提取的特征点的数量，确保获取的变量是相互独立的，可提取主导特征，压缩特征，以加快后续处理速度，因此，在本申请实施例中，可使用PCA(Principal Component Analysis，主成分分析)方法，从所述当前帧图像的特征点中提取关键特征点，以及，从所述前一帧图像的特征点中提取关键特征点。那么，在后续的过程中，可从所述当前帧图像的关键特征点和所述前一帧图像的关键特征点中，确定匹配的关键特征点对。最后，根据所述匹配的关键特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
步骤104、根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。
如前所述，随着移动设备的移动，拍摄到的光伏面板会发生变化。在此，所述第二光伏面板指的是在目标图像中显示的光伏面板。
在此步骤中，可根据所述旋转和平移矩阵，得到所述移动设备的旋转和/或平移距离。其中，所述旋转和平移矩阵中的值表示旋转或平移距离。然后，根据比例尺，将所述移动设备的旋转和/或移动距离转换为所述电站地图上的旋转和/或平移距离。之后，根据所述电站地图上的旋转和/或平移距离以及所述第一光伏面板的GPS信息，在所述电站地图上确定所述第二光伏面板，并获得所述第二光伏面板的GPS信息；其中，所述比例尺即前述获得的比例尺。
在本申请实施例中，根据移动设备的初始GPS信息确定第一光伏面板的GPS信息，并根据获取的图像确定移动设备的移动参数，进而根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。因此，利用本申请实施例的方案，在地形复杂、GPS信号微弱的情况下，根据获取的目标图像即可确定移动设备的移动参数，进而定位移动设备的当前位置对应的第二光伏面板，从而降低了GPS信号强度对光伏面板的定位的影响，提高了对光伏面板进行定位的准确性。
参见图3，图3是本申请实施例提供的光伏面板定位方法的流程图。其中，所述方法可应用于具有摄像头的移动设备，如移动终端，平板电脑等。移动设备还可连接有红外相机，用于采集红外图像。如图3所示，包括以下步骤：
步骤301、获取光伏面板的测试图像。
其中，所述测试图像包括利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像，和/或，利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像。
步骤302、确定一个光伏面板在所述测试图像中的宽度。
具体的，可根据二值图像的角点检测方法得到光伏面板的四个角点的信息，并通过四个角点的信息得到图像中光伏面板的宽度w。
步骤303、根据一个光伏面板在所述测试图像中的宽度、一个光伏面板的实际宽度以及全景相机的相机参数，确定比例尺。
所述比例尺表示电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。所述电站地图中标记有多个光伏面板的GPS信息。在本申请实施例中，所述电站地图可以是利用全景相机拍摄的，在该电站地图中，每个光伏板都具有对应的GPS信息(坐标)。
为了确定空间物体表面上某一点的三维几何位置与图像中对应点的关系，可对全景相机进行标定。具体的，利用移动设备的摄像头拍摄的光伏面板的RGB图像，或者，利用与移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的光伏面板的红外图像，或者同时利用两者，确定一个光伏面板在图像中的宽度。之后，根据一个光伏面板在图像中的宽度、一个光伏面板的实际宽度以及全景相机的相机参数，确定比例尺，所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。其中，所述相机参数包括相机焦距f，相机到光伏面板的距离z等。
具体的，可根据二值图像的角点检测方法得到光伏面板的四个角点的信息，并通过四个角点的信息得到图像中光伏面板的宽度w。之后，通过相似三角形算法可以得到电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺scale：
Figure BDA0003402254950000121
其中，scale表示比例尺，f表示相机焦距，z表示相机到光伏面板的距离，w表示图像中光伏面板的宽度w，W表示光伏面板的实际宽度。
当然，在实际应用中，如果通过其他方式获得了比例尺，上述步骤301至步骤303也可省略。
步骤304、根据电站地图，确定第一光伏面板的GPS信息，其中，所述第一光伏面板的GPS信息与移动设备的初始GPS信息相同。
步骤305、从所述移动设备的初始GPS信息所指向的位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像。
步骤306、根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数。
步骤307、根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。
其中步骤304至步骤307可参考前述步骤101至104的描述。
在本申请前实施例中，利用标有GPS信息的电站地图，获取电站地图与真实世界坐标的对应关系，并利用红外和可见光相机拍摄的红外和可见光图像中的角点特征跟踪方法，提高了图像跟踪的准确性。同时，利用光伏板的可重复性对图像定位方法进行了改进。利用手持设备拍摄的图像与电站地图图像进行连续图像跟踪，可获得准确的GPS信息。
在以上的过程中，可利用得到的RGB图像和红外图像的特征点，采用基于特征的视觉跟踪方法和红外图像的边缘特征检测方法匹配和跟踪光伏面板的位置，可以定位光伏面板。同时，利用本申请实施例的方案，在地形复杂、GPS信号微弱的情况下，根据获取的目标图像即可确定移动设备的移动参数，进而定位移动设备的当前位置对应的第二光伏面板，从而降低了GPS信号强度对光伏面板的定位的影响，提高了对光伏面板进行定位的准确性。
本申请实施例提供了一种光伏面板定位装置。其中，所述光伏面板定位装置可应用于移动设备中。例如，所述光伏面板定位装置可以是所述移动设备的一部分，或者，所述光伏面板定位装置也可即为移动设备。参见图4，所述装置可包括：
第一确定模块401，用于根据电站地图，确定第一光伏面板的GPS信息，其中，所述第一光伏面板的GPS信息与移动设备的初始GPS信息相同；所述电站地图中标记有多个光伏面板的GPS信息；第一获取模块402，用于从所述移动设备的初始GPS信息所指向的位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像；第二确定模块403，用于根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数；第三确定模块404，用于根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。
参见图5，所述装置还包括：
第二获取模块405，用于获取光伏面板的测试图像；第四确定模块406，用于确定一个光伏面板在所述测试图像中的宽度；第五确定模块407，用于根据一个光伏面板在所述测试图像中的宽度、一个光伏面板的实际宽度以及全景相机的相机参数，确定比例尺；其中，所述测试图像包括利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像，和/或，利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像；所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
参见图6，所述第二确定模块403包括：
第一提取子模块4031，用于在所述目标图像中的当前帧图像和前一帧图像中分别提取光伏面板的角点信息；第二提取子模块4032，用于对于所述当前帧图像和所述前一帧图像，在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；第一确定子模块4033，用于从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对；第二确定子模块4034，用于根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
参见图7，所述第二确定模块403还包括：
第三提取子模块4035，用于从所述当前帧图像的特征点中提取关键特征点，以及，从所述前一帧图像的特征点中提取关键特征点；所述第一确定子模块4033，用于从所述当前帧图像的关键特征点和所述前一帧图像的关键特征点中，确定匹配的关键特征点对；所述第二确定子模块4034，用于根据所述匹配的关键特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
其中，所述第一提取子模块，用于：当所述目标图像为利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像时，通过计算角邻域内的颜色直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；当所述目标图像为利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像时，通过计算梯度直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点。
参见图8，所述第二确定模块403还包括：
第三确定子模块4036，用于融合利用所述RGB图像获取的匹配特征点对和利用所述红外图像获取的匹配特征点对，得到最终的匹配的特征点对。
其中，所述第二确定子模块4034，用于通过各匹配的特征点对的坐标值，计算得到旋转和平移矩阵，并将所述旋转和平移矩阵作为所述移动参数。
参见图9，第一确定子模块4033包括：
第一计算单元40331，用于对于所述当前帧图像的第一特征点和所述前一帧图像的每个第二特征点，利用余弦距离算法计算所述第一特征点和每个所述第二特征点之间的夹角，所述第一特征点为所述当前帧图像中的任意特征点；第一确定单元40332，用于当所述第一特征点和目标第二特征点之间的夹角满足预设条件时，将所述第一特征点和所述目标第二特征点作为匹配的特征点对。
参见图10，所述第三确定模块404包括：
第一获取子模块4041，用于根据所述旋转和平移矩阵，得到所述移动设备的旋转和/或平移距离；第一转换子模块4042，用于根据比例尺，将所述移动设备的旋转和/或移动距离转换为所述电站地图上的旋转和/或平移距离；第一确定子模块4043，用于根据所述电站地图上的旋转和/或平移距离以及所述第一光伏面板的GPS信息，在所述电站地图上确定所述第二光伏面板，并获得所述第二光伏面板的GPS信息；其中，所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
本申请实施例提供的装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
参见图11，本申请实施例还提供了一种电子设备的硬件结构。如图11所示，该电子设备1100包括：
处理器1102；和
存储器1104，在所述存储器1104中存储有程序指令，其中，在所述程序指令被所述处理器运行时，使得所述处理器1102执行以下步骤：
根据电站地图，确定第一光伏面板的全球定位***GPS信息，其中，所述第一光伏面板的GPS信息与移动设备的初始GPS信息相同；所述电站地图中标记有多个光伏面板的GPS信息；
从所述移动设备的初始GPS信息所指向的位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像；
根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数；
根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。
进一步地，如图11所示，该电子设备1100还可以包括网络接口1101、输入设备1103、硬盘1105、和显示设备1106。
上述各个接口和设备之间可以通过总线架构互连。总线架构可以是包括任意数量的互联的总线和桥。具体由处理器1102代表的一个或者多个中央处理器(CPU)，以及由存储器1104代表的一个或者多个存储器的各种电路连接在一起。总线架构还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其它电路连接在一起。可以理解，总线架构用于实现这些组件之间的连接通信。总线架构除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线，这些都是本领域所公知的，因此本文不再对其进行详细描述。
所述网络接口1101，可以连接至网络(如因特网、局域网等)，从网络中接收数据，并可以将接收到的数据保存在硬盘1105中。
所述输入设备1103，可以接收操作人员输入的各种指令，并发送给处理器1102以供执行。所述输入设备1103可以包括键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等)。
所述显示设备1106，可以将处理器1102执行指令获得的结果进行显示。
所述存储器1104，用于存储操作***运行所必须的程序和数据，以及处理器1102计算过程中的中间结果等数据。
可以理解，本申请实施例中的存储器1104可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM)，其用作外部高速缓存。本文描述的装置和方法的存储器1104旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器1104存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作***11041和应用程序11042。
其中，操作***11041，包含各种***程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序11042，包含各种应用程序，例如浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本申请实施例方法的程序可以包含在应用程序11042中。
本发明上述实施例揭示的光伏面板定位方法可以应用于处理器1102中，或者由处理器1102实现。处理器1102可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述光伏面板定位方法的各步骤可以通过处理器1102中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器1102可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器1104，处理器1102读取存储器1104中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
具体地，所述程序被处理器1102执行时还可实现如下步骤：
获取光伏面板的测试图像；
确定一个光伏面板在所述测试图像中的宽度；
根据一个光伏面板在所述测试图像中的宽度、一个光伏面板的实际宽度以及全景相机的相机参数，确定比例尺；
其中，所述测试图像包括利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像，和/或，利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像；
所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
具体地，所述程序被处理器1102执行时还可实现如下步骤：
在所述目标图像中的当前帧图像和前一帧图像中分别提取光伏面板的角点信息；
对于所述当前帧图像和所述前一帧图像，在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；
从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对；
根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
具体地，所述程序被处理器1102执行时还可实现如下步骤：
从所述当前帧图像的特征点中提取关键特征点，以及，从所述前一帧图像的特征点中提取关键特征点；
从所述当前帧图像的关键特征点和所述前一帧图像的关键特征点中，确定匹配的关键特征点对；
根据所述匹配的关键特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
具体地，所述程序被处理器1102执行时还可实现如下步骤：
当所述目标图像为利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像时，通过计算角邻域内的颜色直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；
当所述目标图像为利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像时，通过计算梯度直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点。
具体地，所述程序被处理器1102执行时还可实现如下步骤：
对于所述当前帧图像的第一特征点和所述前一帧图像的每个第二特征点，利用余弦距离算法计算所述第一特征点和每个所述第二特征点之间的夹角，所述第一特征点为所述当前帧图像中的任意特征点；
当所述第一特征点和目标第二特征点之间的夹角满足预设条件时，将所述第一特征点和所述目标第二特征点作为匹配的特征点对。
具体地，所述程序被处理器1102执行时还可实现如下步骤：
融合利用所述RGB图像获取的匹配特征点对和利用所述红外图像获取的匹配特征点对，得到最终的匹配的特征点对。
具体地，所述程序被处理器1102执行时还可实现如下步骤：
通过各匹配的特征点对的坐标值，计算得到旋转和平移矩阵，并将所述旋转和平移矩阵作为所述移动参数。
具体地，所述程序被处理器1102执行时还可实现如下步骤：
根据所述旋转和平移矩阵，得到所述移动设备的旋转和/或平移距离；
根据比例尺，将所述移动设备的旋转和/或移动距离转换为所述电站地图上的旋转和/或平移距离；
根据所述电站地图上的旋转和/或平移距离以及所述第一光伏面板的GPS信息，在所述电站地图上确定所述第二光伏面板，并获得所述第二光伏面板的GPS信息；
其中，所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
本申请实施例提供的电子设备，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述光伏面板定位方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的可读存储介质，可以是处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。根据这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁盘、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (12)

1.一种光伏面板定位方法，其特征在于，包括：
根据电站地图，确定第一光伏面板的全球定位***GPS信息，其中，所述第一光伏面板的GPS信息与移动设备的初始GPS信息相同；所述电站地图中标记有多个光伏面板的GPS信息；
从所述移动设备的初始GPS信息所指向的位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像；
根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数；
根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定第一光伏面板的全球定位***GPS信息之前，所述方法还包括：
获取光伏面板的测试图像；
确定一个光伏面板在所述测试图像中的宽度；
根据一个光伏面板在所述测试图像中的宽度、一个光伏面板的实际宽度以及全景相机的相机参数，确定比例尺；
其中，所述测试图像包括利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像，和/或，利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像；所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数，包括：
在所述目标图像中的当前帧图像和前一帧图像中分别提取光伏面板的角点信息；
对于所述当前帧图像和所述前一帧图像，在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；
从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对；
根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点之后，所述方法还包括：
从所述当前帧图像的特征点中提取关键特征点，以及，从所述前一帧图像的特征点中提取关键特征点；
所述从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对，包括：
从所述当前帧图像的关键特征点和所述前一帧图像的关键特征点中，确定匹配的关键特征点对；
所述根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数，包括：
根据所述匹配的关键特征点对，确定所述移动设备的移动参数。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在根据各自的角点信息确定的图像区域内，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点，包括：
当所述目标图像为利用所述移动设备的摄像头拍摄的RGB图像时，通过计算角邻域内的颜色直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点；
当所述目标图像为利用与所述移动设备连接的红外拍摄装置拍摄的红外图像时，通过计算梯度直方图的方式，分别提取所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对，包括：
对于所述当前帧图像的第一特征点和所述前一帧图像的每个第二特征点，利用余弦距离算法计算所述第一特征点和每个所述第二特征点之间的夹角，所述第一特征点为所述当前帧图像中的任意特征点；
当所述第一特征点和目标第二特征点之间的夹角满足预设条件时，将所述第一特征点和所述目标第二特征点作为匹配的特征点对。
7.根据权利要求3或6所述的方法，其特征在于，当所述目标图像包括RGB图像以及红外图像时，在所述从所述当前帧图像的特征点和所述前一帧图像的特征点中，确定匹配的特征点对之后，所述方法还包括：
融合利用所述RGB图像获取的匹配特征点对和利用所述红外图像获取的匹配特征点对，得到最终的匹配的特征点对。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述匹配的特征点对，确定所述移动设备的移动参数，包括：
通过各匹配的特征点对的坐标值，计算得到旋转和平移矩阵，并将所述旋转和平移矩阵作为所述移动参数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息，包括：
根据所述旋转和平移矩阵，得到所述移动设备的旋转和/或平移距离；
根据比例尺，将所述移动设备的旋转和/或移动距离转换为所述电站地图上的旋转和/或平移距离；
根据所述电站地图上的旋转和/或平移距离以及所述第一光伏面板的GPS信息，在所述电站地图上确定所述第二光伏面板，并获得所述第二光伏面板的GPS信息；
其中，所述比例尺表示所述电站地图上的像素大小与真实世界之间的比例尺。
10.一种光伏面板定位装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据电站地图，确定第一光伏面板的GPS信息，其中，所述第一光伏面板的GPS信息与移动设备的初始GPS信息相同；所述电站地图中标记有多个光伏面板的GPS信息；
第一获取模块，用于从所述移动设备的初始GPS信息所指向的位置开始，在所述移动设备移动的过程中，获取目标图像；
第二确定模块，用于根据所述目标图像，确定所述移动设备的移动参数；
第三确定模块，用于根据所述移动参数、所述第一光伏面板的GPS信息和所述电站地图，确定第二光伏面板的GPS信息。
11.一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其特征在于，所述处理器，用于读取存储器中的程序实现如权利要求1至9中任一项所述的光伏面板定位方法中的步骤。
12.一种可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的光伏面板定位方法中的步骤。
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