基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，包括无人机和地面端。所述无人机，负责挂载红外摄像机对光伏太阳能板区域航摄，包括系统控制、无人机自动任务、图像识别和数码航摄四大模块；所述数码航摄模块，包括红外摄像机；所述地面端，可以浏览光伏太阳能板上热斑和位置信息等，发送飞控指令等。所述方法，包括步骤：通过UAV对光伏太阳能板区域航摄，确定UAV飞行参数，建立光伏太阳能板位置和编号对应关系的数据库；无人机挂载红外摄像机采集红外数据；图形识别模块实时识别热斑；若有，通过查找所述位置信息数据库，确定热斑所在光伏太阳能板上的编号，并发送给地面端。通过本发明专利技术，能够及时修复光伏太阳能板的热斑。

The System and Method of Photovoltaic Solar Panel Hot Spot Detection Based on UAV Aerial Photography Technology

The invention discloses a system and method for detecting hot spot of photovoltaic solar panel based on UAV aerial photography technology, including UAV and ground end. The unmanned aerial vehicle is responsible for mounting infrared camera to take aerial photographs of photovoltaic solar panel area, including four modules: system control, automatic mission of unmanned aerial vehicle, image recognition and digital aerial photography; the digital aerial photography module includes infrared camera; the ground end can browse hot spots and location information on photovoltaic solar panel, etc. Send flight control commands, etc. The method comprises the following steps: determining UAV flight parameters through aerial photography of photovoltaic solar panel area by UAV, establishing database of corresponding relationship between position and number of photovoltaic solar panel; collecting infrared data by infrared camera mounted by UAV; real-time recognition of hot spot by graphic recognition module; and searching the number of position information by UAV if any. In the database, the number of the hot spot on the photovoltaic solar panel is determined and sent to the ground end. Through the invention, the hot spot of the photovoltaic solar panel can be repaired in time.

【技术实现步骤摘要】
基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法
本专利技术涉及无人机应用、视觉识别/模式识别技术、热斑检测
，尤其涉及到基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法。
技术介绍
本专利技术中包含的英文简称如下：UAV：UnmannedAerialVehicles无人机IMU：Inertialmeasurementunit惯性测量单元GPS：GlobalPositioningSystem全球定位系统UCS：UAVControlSystem无人机控制系统GCS：GroundControlStation地面控制站DEM：DigitalElevationModel数字高程模型DOM：DigitalOrthophotoMap数字正射影像图DSM：DigitalSurfaceModel数字地表模型光伏太阳能板长期使用中，难免有鸟禽排泄物、浮土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在光伏太阳能板上形成了阴影。由于局部阴影的存在，光伏太阳能板中某些电池单片的电流以及电压发生了变化。从而导致光伏太阳能板局部电流与电压之积增大，使光伏太阳能板的局部温度上升，这种现象叫“热斑”。热斑现象的产生对光伏太阳能板有一定的损害性，故需要通过巡检来及时发现产生热斑现象的光伏太阳能板。目前，大多数光伏太阳能板都是人工巡检，且人工巡检工作量较大，巡检效率也较低，从而不能及时有效地进行光伏太阳能板的热斑检测。针对以上问题，现有技术中也作了许多改进，例如中国专利申请号为201710046412.2的专利技术申请专利公开了一种光伏组件热斑检测的方法以及系统，设置于无人机上的图像采集装置采集光伏电站的待检测区域的光伏组件的多幅图像，上述图像至少包含红外图像；图像处理装置获取上述图像，将上述图像进行图像拼接，得出上述待检测区域的全景图像，对上述全景图像进行热斑检测，得出检测结果。通过无人机上的图像采集装置采集光伏电站的光伏组件图像，即利用无人机巡检光伏电站，然后利于图像处理技术对光伏组件图像进行处理，以完成热斑检测。然而，该专利技术专利需要拼接图像，很可能做不到实时检测。
技术实现思路
为了克服已有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，及时了解光伏太阳能板产生的热斑情况和及时修复。基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述系统，包括无人机管理系统和地面端。所述无人机管理系统，负责无人机的飞行任务指派和后勤工作，包括无人机。所述地面端，可以浏览到光伏太阳能板上热斑和位置信息等，以及将飞控指令实时发送到无人机的系统控制模块等。进一步地，所述无人机，负责挂载红外摄像机对待巡检的光伏太阳能板区域航摄，包括系统控制模块、无人机自动任务模块、数码航摄仪模块、模式识别模块和通信模块；而且，系统控制模块分别与无人机自动任务模块、数码航摄模块、图像识别模块和通信模块相互连接。进一步地，所述系统控制模块，接收地面端(如地面移动终端)发送过来的控制命令与数据，经计算处理，输出控制指令给无人机执行机构。进一步地，所述无人机自动任务模块，自动地为无人机生成各种飞行航线，另外，无人机还可以人工操控。进一步地，所述数码航摄模块，包括红外摄像机。进一步地，所述图像识别模块，负责对热斑进行识别，以及确定该热斑的纬度和经度信息。进一步地，所述通信模块，负责无人机与地面端之间的无线通信，例如，无人机航拍视频/图片的实时传输到地面端，以及地面端的飞控指令实时发送到无人机的系统控制模块等。进一步地，所述红外摄像机，负责航摄光伏太阳能板，并实时传送机图像识别模块，包括GPS模块。进一步地，所述GPS模块，能够给出红外图像的纬度和经度信息。基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过UAV预先在待检测光伏太阳能板区域试飞，确定UAV飞行参数，以及建立光伏太阳能板纬度及经度和它的编号的对应关系的位置信息数据库。(2)无人机挂载红外摄像机采集红外数据(3)图形识别模块实时识别光伏太阳能板的热斑(或坏板)(4)光伏太阳能板有热斑？若无转(2)(5)若有，根据红外图像上的纬度和经度，通过查找所述位置信息数据库，则确定热斑所在光伏太阳能板上的编号，并发送给地面端，例如，地面移动终端。基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，包括无人机和地面端。所述无人机，负责挂载红外摄像机对待巡检的光伏太阳能板区域航摄，包括系统控制模块、无人机自动任务模块、图像识别模块和数码航摄模块；所述数码航摄模块，包括红外摄像机；所述地面端，可以浏览到光伏太阳能板上热斑和位置信息等，以及将飞控指令实时发送到无人机的系统控制模块等。所述方法，其特征在于，包括步骤：通过UAV预先在待检测光伏太阳能板区域试飞，确定UAV飞行参数，以及建立光伏太阳能板纬度及经度和它的编号的对应关系的位置信息数据库；无人机挂载红外摄像机采集红外数据；图形识别模块实时识别光伏太阳能板的热斑；光伏太阳能板有无识别到热斑；若有，根据红外图像上的纬度和经度，通过查找所述位置信息数据库，则确定热斑所在光伏太阳能板上的编号，并发送给地面端。通过本专利技术，能够及时修复光伏太阳能板的热斑。附图说明图1为本专利技术所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法的框架示意图。图2为本专利技术所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法的模块功能示意图。图3为本专利技术所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法的流程示意图。具体实施方式下面是根据附图和实例对本专利技术的进一步详细说明：图1为本专利技术所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法的框架示意图。所述系统，包括无人机管理系统150和地面端160。所述无人机管理系统150，负责无人机170的飞行任务指派和后勤工作，包括无人机170。所述地面端160，可以浏览到光伏太阳能板上热斑和位置信息等，以及将飞控指令实时发送到无人机的系统控制模块等。图2为本专利技术所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法的模块功能示意图。所述无人机170，包括系统控制模块110、无人机自动任务模块120、数码航摄模块135、图像识别模块130和通信模块140；而且，系统控制模块110分别与无人机自动任务模块120、数码航摄模块130和通信模块140相互连接。进一步地，所述系统控制模块110，接收地面端(如地面移动终端)发送过来的控制命令与数据，经计算处理，输出控制指令给无人机执行机构。进一步地，所述无人机自动任务模块120，自动地为无人机生成各种飞行航线，另外，无人机还可以人工操控。进一步地，所述数码航摄模块135(或航摄仪171)，包括红外摄像机175、航摄像机180。进一步地，所述图像识别模块，负责对热斑进行识别，以及确定该热斑的纬度和经度信息。进一步地，所述通信模块140，负责无人机与地面端之间的无线通信，例如，无人机航拍红外视频/图片的实时传输到地面端，以及地面端的飞控指令实时发送到无人机的系统控制模块等。进一步地，所述红外摄像机175，包括GPS模块，负责航摄光伏太阳能板，并实时传送给红外视频给机载图像识别模块130。进一步地，所述GPS模块，能够给出红外视频图像的纬度和经度信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术提供了基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述系统，包括无人机管理系统和地面端。

【技术特征摘要】
1.本发明提供了基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述系统，包括无人机管理系统和地面端。2.如权利要求1所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述无人机管理系统，负责无人机的飞行任务指派和后勤工作，包括无人机。3.如权利要求1所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述地面端，可以浏览到光伏太阳能板上热斑和位置信息等，以及将飞控指令实时发送到无人机的系统控制模块等。4.如权利要求2所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述无人机，负责挂载红外摄像机对待巡检的光伏太阳能板区域航摄，包括系统控制模块、无人机自动任务模块、数码航摄仪模块、模式识别模块和通信模块；而且，系统控制模块分别与无人机自动任务模块、数码航摄模块、图像识别模块和通信模块相互连接。5.如权利要求4所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述系统控制模块，接收地面端(如地面移动终端)发送过来的控制命令与数据，经计算处理，输出控制指令给无人机执行机构。6.如权利要求4所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述无人机自动任务模块，自动地为无人机生成各种飞行航线，另外，无人机还可以人工操控。7.如权利要求4所述的基于无人机航摄技术光伏太阳能板热斑检测的系统和方法，所述数码航摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈尧，魏琳，王角，
申请(专利权)人：南京模幻天空航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32