[發(fā)明專利]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和LoRa技術(shù)的山地光伏電站支架監(jiān)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010924587.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111967445A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王富才;陳洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王富才
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/34;G06K9/46;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和LoRa技術(shù)的山地光伏電站支架監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，該方法包括：

步驟一，對(duì)光伏電站支架進(jìn)行圖像采集，得到第一支架圖像，將第一支架圖像送入支架檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，得到每個(gè)光伏電站支架的包圍框，根據(jù)得到的光伏電站支架包圍框?qū)Φ谝恢Ъ軋D像進(jìn)行裁剪操作，得到第二支架圖像；

步驟二，將第二支架圖像分別送入語(yǔ)義分割網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)、分類網(wǎng)絡(luò)三個(gè)網(wǎng)絡(luò)分支，其中：

語(yǔ)義分割網(wǎng)絡(luò)用于得到語(yǔ)義分割圖，對(duì)光伏電站支架上是否有異物進(jìn)行檢測(cè)；

關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)用于得到光伏電站支架的骨架，根據(jù)光伏電站支架的骨架對(duì)光伏電站支架中的三角斜梁進(jìn)行斷裂檢測(cè)；

分類網(wǎng)絡(luò)用于得到分類結(jié)果，對(duì)光伏電站支架進(jìn)行扭曲變形檢測(cè)；

陀螺儀用于對(duì)光伏電站支架進(jìn)行傾斜檢測(cè)；

步驟三，利用風(fēng)力傳感器和溫度傳感器分別采集風(fēng)力數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)；

步驟四，搭建LoRa局域網(wǎng)，將三個(gè)網(wǎng)絡(luò)分支的檢測(cè)結(jié)果、陀螺儀的數(shù)值、風(fēng)力傳感器和溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳入LoRa數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)中，LoRa數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給處理器進(jìn)行分析，具體地，包括分析光伏電站支架的異常情況、分析光伏電站支架異常與風(fēng)力及溫度之間的關(guān)系；

步驟五，將分析結(jié)果發(fā)送給相關(guān)人員，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站支架的監(jiān)測(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，支架檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程為：以采集到的第一支架圖像構(gòu)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；標(biāo)簽數(shù)據(jù)為光伏電站支架的包圍框；通過(guò)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和標(biāo)簽數(shù)據(jù)訓(xùn)練支架檢測(cè)編碼器和第一全連接層，支架檢測(cè)編碼器對(duì)輸入圖像進(jìn)行特征提取后得到特征圖，特征圖經(jīng)過(guò)全連接層的處理后得到光伏電站支架的包圍框。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，語(yǔ)義分割網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程為：以采集的光伏電站支架的圖像構(gòu)架訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；制作標(biāo)簽數(shù)據(jù)，標(biāo)簽包括光伏電站支架、異物、背景三類，其中，屬于背景的像素標(biāo)注為0，屬于光伏電站支架的像素標(biāo)注為1，屬于異物的像素標(biāo)注為2；損失函數(shù)為交叉熵?fù)p失函數(shù)。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述異物包括落葉、塑料袋。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)分支，一個(gè)分支輸出關(guān)鍵點(diǎn)熱圖，另一個(gè)分支輸出關(guān)鍵點(diǎn)親和度向量場(chǎng)；結(jié)合兩個(gè)分支的輸出結(jié)果得到光伏電站支架的骨架。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對(duì)三角斜梁進(jìn)行斷裂檢測(cè)的過(guò)程為：對(duì)光伏電站支架的骨架進(jìn)行處理，得到關(guān)鍵點(diǎn)的位置信息，根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)得到向量，根據(jù)向量計(jì)算向量間夾角，根據(jù)向量間夾角判斷光伏電站支架中的三角斜梁是否存在斷裂情況；其中，三角斜梁為光伏電站支架中所有直角三角形的斜邊；向量間夾角為直角三角形中斜邊與任一直角邊之間的夾角。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，分類網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程為：以形狀正常的光伏電站支架圖像和扭曲變形的光伏電站支架圖像構(gòu)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中的圖像進(jìn)行標(biāo)注，將形狀正常的光伏電站支架圖像標(biāo)注為1，扭曲變形的光伏電站支架圖像標(biāo)注為0；采用交叉熵?fù)p失函數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個(gè)光伏電站支架上都設(shè)置一個(gè)陀螺儀，陀螺儀用于獲取光伏電站支架整體的傾斜角度，將得到的傾斜角度與角度閾值相比，判斷光伏電站支架是否傾斜。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述搭建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及LoRa局域網(wǎng)由光伏電站支架上的光伏面板供電。