[發明專利]一種基于光伏電站UAV的自主巡檢與熱斑識別方法及系統

在審

• 申請號: 202010614145.6
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111931565A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 劉佳;楊柏;張軍;姚文杰;練成雄;駱磊;邵臻霖;周龍華;熊飛;周兵;高翔
• 申請（專利權）人: 廣東省電力開發有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/46;G06K9/62;G06T17/05;G06Q50/06;G07C3/00
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 朱寶慶

本發明公開了一種基于光伏電站UAV的自主巡檢與熱斑識別方法及系統，包括，采集光伏組件原始紅外數據并實時傳輸到地面基站中進行預處理；利用像素矩陣提取預處理后的紅外數據的圖像邊緣特征；結合溫度矩陣識別圖像中光伏組件的熱斑并利用實時動態載波相位動態差分策略初步定位至熱斑區域發熱點位置；基于現場光伏組件的實際空間位置構建光伏電站三維地圖；利用初步定位結果與三維地圖進行融合處理，得到二次定位后的熱斑位置并生成巡視報告在終端內進行展示。本發明通過對光伏組件熱斑無人機自主檢測、定位及現場報告自動生成，解決現有的光伏電站對應光伏組件運維耗時長、工作效率低下的問題。

技術領域

本發明涉及光伏電站、無人機、圖形識別的技術領域，尤其涉及一種基于光伏電站UAV的自主巡檢與熱斑識別方法及系統。

背景技術

隨著大量規模化光伏電站的落成，光伏組件巡檢工作的體量也越來越大，引起了諸多學者和企業家的關注，據統計，在光伏電站系統中，光伏組件污漬、遮擋、熱斑等問題占電站設備故障率的50％以上，若能及時發現這些問題并及時處理，電站的總體效率將大幅提升。目前光伏組件的故障監測一般有兩種方法進行，一、通過監測光伏組件發電時的輸出電壓和輸出功率進行排查，該方法的缺陷在于只能進行粗略排查，難以精確定位到具體的光伏組件，更難以發現電池片的內部故障；二、借助所有故障均會表現為溫度異常的特性，通過人工攜帶溫度測量儀器逐一對發熱組件進行測量記錄，該方法的缺陷在于針對建筑面積大、光伏組件數量多的規模小光伏電站而言，人工效率較低且易出現錯漏，可靠性差。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述現有存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明提供了一種基于光伏電站UAV的自主巡檢與熱斑識別方法及系統，能夠實現對光伏組件熱斑無人機自主檢測、定位、生成現場報告。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：包括，采集光伏組件原始紅外數據并實時傳輸到地面基站中進行預處理；利用像素矩陣提取預處理后的所述紅外數據的圖像邊緣特征；結合溫度矩陣識別圖像中所述光伏組件的熱斑并利用實時動態載波相位動態差分策略初步定位至所述熱斑區域發熱點位置；基于現場光伏組件的實際空間位置構建光伏電站三維地圖；利用初步定位結果與所述三維地圖進行融合處理，得到二次定位后的熱斑位置并生成巡視報告在終端內進行展示。

作為本發明所述的一種基于光伏電站UAV的自主巡檢與熱斑識別方法的一種優選方案，其中：采集所述原始紅外數據之前還包括，基于三維點云地圖的航跡規劃自主飛行航線；將規劃完成的所述自主飛行航線導入所述地面基站中，實時監控無人機的自主巡檢狀態和數據；利用所述無人機的紅外熱相儀采集所述光伏組件原始紅外數據并實時傳輸到所述地面基站中。

作為本發明所述的一種基于光伏電站UAV的自主巡檢與熱斑識別方法的一種優選方案，其中：預處理所述原始紅外數據包括，根據大量熱斑與非熱斑樣本紅外圖片獲取熱斑圖片中熱斑區域的最高溫度和非熱斑照片的最高溫度，形成疑似熱斑溫度值數據；分析所述疑似熱斑溫度值數據，得到一個溫度值高于所述非熱斑圖片溫度值和低于所述熱斑圖片區域最高溫度值并作為疑似溫度值；篩選出所述原始紅外數據中大于所述疑似熱斑溫度值的圖片，對其進行畸變矯正和霧霾去除，得到疑似熱斑的數據圖片。

作為本發明所述的一種基于光伏電站UAV的自主巡檢與熱斑識別方法的一種優選方案，其中：提取所述圖像邊緣特征包括，標記預處理后的所述紅外數據中的光斑位置；將標記前的所述紅外數據圖片輸入深度學習網絡中進行檢測和分類，得到預判結果；利用NMS策略對比所述標記光斑位置和所述預判結果并進行迭代優化，去除弱特征，直至輸出完善的存儲圖片特征模型；將所述紅外圖片輸入所述存儲圖片特征模型內進行熱斑識別，所述存儲圖片特征模型利用所述像素矩陣提取與所述存儲圖片特征模型內顏色、紋理相似的特征。