[發明專利]一種光伏電站無人機巡檢航線的規劃方法及系統

有效

• 申請號: 201910593712.1
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110244766B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王峰
• 申請（專利權）人: 南京韋博智控科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 南京聚匠知識產權代理有限公司 32339
• 代理人: 許松

本發明提供了一種光伏電站無人機巡檢航線的規劃方法及系統，所述方法主要包括如下步驟：獲取光伏電站的數字正射影像、數字地理模型；運用圖像識別算法獲取每個光伏組件組串中心點的地理位置；獲得每個光伏組件組串中心點的絕對海拔；設置無人機采集影像的偏航角；計算出無人機巡檢光伏組件組串的相對高程h和絕對高程H；將獲得的每個光伏組件組串的中心點作為航點，然后將上述中心點依次順序連接，并融合偏航角及無人機巡檢絕對高程H，即得無人機巡檢航線。該方法通過導入高精度的數字正射影像，識別光伏組件組串的中心點以進行航點的自動規劃，提高了航線規劃的效率，杜絕了人工規劃可能產生的失誤，并能保證最佳的巡檢影像采集高度。

技術領域

本發明屬于無人機巡檢技術領域，涉及一種光伏電站無人機巡檢航線的規劃方法及系統。

背景技術

傳統的光伏電站的巡檢，需要大量的人力利用熱紅外成像儀對場站內的光伏組件進行缺陷查找，效率低下，人工成本高。利用無人機對光伏電站的光伏組件進行缺陷查找由于不受地形狀況的干擾，可以極大的提升巡檢的效率，且高空視角對比地面視角能夠獲得更好的巡檢效果。

由于光伏電站地面存在起伏，甚至修建在山地，光伏電站同一子陣的組件都存在較大的高差，導致常規的光伏電站無人機巡檢存在圖像采集位置不明確，采集影像的點位與組件的距離不可控，采集的畫面不規則且采集效果不可控的問題。一般來說，以往的光伏巡檢的方法是依據光伏組件的排列走向通過手工繪制出大致的巡檢線路，無人機一邊飛行一邊采集巡檢影像。首先，手工繪制巡檢航線工作量大且容易出錯；其次，不精確的采集位置導致畫面結構及所采集的影像的相對距離不可控，采集到的組件歪斜及地面分辨率忽大忽小直接影響到后期人工識別或機器識別的效率及準確性；再次，飛行的同時進行采集，如果飛行速度過快則采集的影像會存在較大的運動模糊，導致畫面不可辨識，如果飛行速度太慢則采集的效率過低，增加人工和時間的成本；此外，影像采集是以固定的時間間隔或距離間隔進行，無人機在飛行過程中外界的氣象條件會對航速產生較大的影響，而且無人機在采集過程中也可能因為硬件或軟件的問題發生漏采集，在需要完整覆蓋的前提條件下則需要設置較高的采集重疊度才能夠保證采集完整，這樣就會采集到極大數量的影像，為后續的缺陷識別帶來極大的壓力和風險，甚至同一個缺陷可能出現在多張影像中，造成重復識別。

常規的無人機巡檢的航線規劃還需要人工輔助，效率低且容易出錯。大多數巡檢作業是在人工航線規劃完成后無人機通過間隔固定時間來進行數據采集，采集的數據不規范，數據量大，這些缺點在配合后期人工或者計算機視覺進行缺陷識別的時候導致工作效率不高、重復標注且出錯幾率較大。

發明內容

本發明旨在解決上述無人機巡檢光伏電站過程中航線規劃存在的問題，提供一種數據采集量小且缺陷識別率高的光伏電站無人機巡檢航線的規劃方法。

為此，本發明采用如下技術方案：

一種光伏電站無人機巡檢航線的規劃方法，包括如下步驟：

(1)獲取光伏電站的數字正射影像(DOM)、包含地理位置和絕對高程的數字地理模型，以及無人機影像采集設備的像元尺寸、分辨率及鏡頭視角；

(2)根據獲得的光伏電站的數字正射影像，運用圖像識別算法獲取每個光伏組件組串的四角所對應的地理位置成果；

(3)根據獲得的每個光伏組件組串的四角地理位置成果，計算出每個光伏組件組串的中心點所對應的地理位置和該光伏組件組串的幅寬；

(4)根據獲得的光伏組件組串的中心點成果與步驟(1)獲得的數字地理模型，得到每個光伏組件組串的中心點的絕對海拔；

(5)根據光伏組件組串的四角對應的地理位置成果，確定采集影像所對應的偏航角，使無人機所采集的影像的長邊與光伏組件組串的長邊平行，進而使獲得的影像中的光伏組件組串的長邊在影像中保持水平狀態；