[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110375617.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113182246A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉初;朱香進(jìn);梁忠偉;蕭金瑞;王銳坤;李萍;何森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號(hào): B08B3/02
• 分類號(hào): B08B3/02;B08B13/00;H04L29/08
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅偉富

1.一種基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)，其特征在于，包括視覺(jué)識(shí)別裝置以及光伏板清潔裝置，其中，

所述視覺(jué)識(shí)別裝置包括圖像采集模塊以及處理器，其中，所述圖像采集模塊用于采集光伏板表面的圖像，并將該圖像信息上傳給處理器；所述處理器用于對(duì)圖像采集模塊上傳的圖像信息進(jìn)行處理，得到光伏板表面中污漬的位置坐標(biāo)信息，并將該位置坐標(biāo)信息發(fā)送給光伏板清潔裝置；

所述光伏板清潔裝置包括多自由度機(jī)械手以及設(shè)置在所述多自由度機(jī)械手的執(zhí)行末端的噴頭。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)，其特征在于，所述多自由度機(jī)械手為三自由度機(jī)械手，該三自由度機(jī)械手通過(guò)單片機(jī)控制，所述單片機(jī)采用STM32單片機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)，其特征在于，所述三自由度機(jī)械手包括底座、設(shè)置在底座上的第一支撐桿、設(shè)置在第一支撐桿上的第二支撐桿、設(shè)置在第二支撐桿末端的執(zhí)行末端、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述第二支撐桿擺動(dòng)，所述自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)第一支撐桿自轉(zhuǎn)，而所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)底座移動(dòng)；所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，而所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電機(jī)與絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)合的驅(qū)動(dòng)方式，或者采用氣缸驅(qū)動(dòng)的方式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集模塊為圖像采集攝像頭。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)，其特征在于，所述清洗機(jī)構(gòu)還包括供水機(jī)構(gòu)，所述供水機(jī)構(gòu)包括水管以及收卷電機(jī)，其中，所述水管一端與水源連通，另一端與所述噴頭連接；所述收卷電機(jī)用于收卷或釋放水管。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)，其特征在于，所述供水機(jī)構(gòu)還包括用于控制水管中水流的通斷的電磁閥。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)，其特征在于，所述噴頭上設(shè)置有切換機(jī)構(gòu)，用于促使該噴頭在單孔噴水或多孔噴水兩個(gè)工作模式下自由切換。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)，其特征在于，所述切換機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在噴頭的噴口處的第一多孔圓盤、第二多孔圓盤以及用于驅(qū)動(dòng)所述第一多孔圓盤或第二多孔圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的切換驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述第一多孔圓盤和第二多孔圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述噴頭的噴口處。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)，其特征在于，所述切換驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電機(jī)與齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)合的方式，或采用電機(jī)與帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)合的方式。

10.一種用于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理系統(tǒng)的基于機(jī)器視覺(jué)的節(jié)水光伏板清理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、工作時(shí)，圖像采集模塊采集光伏板表面的圖像數(shù)據(jù)并傳輸?shù)教幚砥髦校?/p>

(2)、處理器對(duì)采集到的圖像數(shù)據(jù)先進(jìn)行直方圖均衡化和傅里葉頻率強(qiáng)化。然后進(jìn)行二值化提取特征，判斷圖像中污漬存在的區(qū)域的位置坐標(biāo)信息，并將位置坐標(biāo)信息傳遞給給多自由度機(jī)械手的控制器；

(3)、控制器控制多自由度機(jī)械手靠近光伏板中待清潔的位置進(jìn)行多孔噴水模式的清洗；

(4)、通過(guò)圖像采集模塊再次采集光伏板表面的圖像數(shù)據(jù)，并上傳給處理器，處理器再進(jìn)行圖像處理，得到那些難去除的污漬的坐標(biāo)，然后進(jìn)行坐標(biāo)逆運(yùn)算得到多自由度機(jī)械手中的各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)角，并將電機(jī)的轉(zhuǎn)角信息傳遞給控制器；

(5)、控制器控制多自由度機(jī)械手動(dòng)作，在單孔噴水模式下實(shí)現(xiàn)對(duì)頑固污漬進(jìn)行清洗。