一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统技术方案

本发明专利技术涉及勘探设备技术领域，具体为一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统，包括四旋翼无人机、平板设备、后台服务器和个人电脑。本发明专利技术可满足电站方案设计时的尺寸测量，同时为效果图渲染提供全尺寸三维模型。勘测设备具有携带方便、使用难度低、自动化程度高、成本低廉、灵活性高、进入门槛低等优势，基于用户所选的勘测范围，自动生成航线，自动完成飞行作业，数据采集过程无需人工干预，采集结果自动上传后台并完成三维建模；本方案数据采集全面，尺寸精度高，有效降低现场勘测人员的工作强度、保障作业安全，提高方案设计的作业效率、提升结果呈现效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统
本专利技术涉及勘探设备
，具体为一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统。
技术介绍
分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。现如今地理测绘、电力巡检、应急救灾的勘测人员需要2-3人一组带皮尺或激光测距仪爬至屋顶，人工丈量屋顶尺寸，并形成单个屋面的俯视草图，设计人员根据这些草图生成CAD线画图，并在此基础上绘制光伏组件布置图。部分厂商为节约成本，选择在卫星地图上进行方案设计，即以卫星地图作为基底，在卫星地图上量取屋顶尺寸，然后找出可铺设光伏组件的区域进行方案设计。但是对于个人住房的小屋顶而言，屋顶面积小，通常没有安全围栏，使用人工丈量的方式危险性高，且需要提前与户主协商丈量时间，丈量效率满，容易遗漏周边遮挡物，影响发电效率；对于工商业屋顶而言，通常一个厂区或一个商业圈屋顶不止一个，且屋顶往往会架设很多换气、散热、采光设备，而在方案设计阶段，不少业主并不会提供屋顶布置图，依然需要人工进行丈量，而这些障碍物的测量过程繁琐，效率低下。在卫星地图上进行绘制能够在初步的方案时减少现场测量，但对于卫星地图上没有拍摄到、更新不及时或清晰度不够的屋顶则无法进行。此外，由于卫星地图拍摄并非使用正投方式拍摄，因此目标建筑物屋顶尺寸与形状并非真实数据。加之倾斜屋顶的真实面积尺寸也无法在卫星地图上显现。鉴于此，我们提供一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统，以解决上述
技术介绍
中提出现如今地理测绘、电力巡检、应急救灾的勘测人员采用人工进行丈量的测量过程繁琐，效率低下，采用卫星地图数据不清晰的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统，包括四旋翼无人机、平板设备、后台服务器和个人电脑；所述四旋翼无人机自带2000万以上像素的高清相机，用于采集带有拍摄位置GNSS坐标的照片；所述平板设备用于运行独立APP，自动生成飞行航线，用于规划飞行航线并上传至四旋翼无人机中；所述个人电脑采用Web页面进行功能操作；所述后台服务器用于将四旋翼无人机拍摄照片数据进行存储。作为优选，所述后台服务器采用基于SFM方法对照片进行三维重建，生成点云数据与三维模型，点云数据进一步进行自动化识别计算，三维模型交由用户进行测量与渲染成果。作为优选，所述分布式光伏电站勘测系统的勘测方法具体包括如下步骤：S1：携带四旋翼无人机到达目标建筑物周边，在平板设备上创建任务；S2：根据目标建筑物尺寸选择任务类型，当建筑物长边小于50米时选择小屋顶功能，否则选择大屋顶功能；S3：采用小屋顶功能或大屋顶功能进行采拍后，四旋翼无人机自动返回起飞点；S4：飞行完成后，根据小屋顶功能和大屋顶功能，采用不同的数据处理方法进行照片处理；S5：照片上传完毕后，后台服务器将对单次任务中的照片进行整合，完成一个项目的方案设计。作为优选，所述小屋顶功能的数据采集方式采用环绕式飞行，即以目标建筑物的中心为原点，四旋翼无人机围绕该点进行圆形环绕飞行，环绕飞行一周的过程中根据用户设置情况拍摄12-24张照片，每次拍摄之间距离相等，拍摄时镜头朝向原点，且下调60°，拍摄完成后四旋翼无人机自动返回起飞点。作为优选，原点获取方式采用地图选择、平板设备当前位置或四旋翼无人机当前位置三种方式实现。作为优选，所述大屋顶或大区域的数据采集方式采用交叉飞行方式，即用户在地图上框选目标区域，基于用户设置的飞行高度H、重叠度Ow/Oh、拍摄时间间隔Tc、云台俯仰角φ，计算旁向间距Sw、航向间距Sh、航向外扩距离δ、飞行速度V，其中旁向间距Sw、航向外扩距离δ用于绘制航线，航向间距Sh决定了相机拍摄间隔距离，飞行过程中镜头始终朝向航线的下一个点，且下调φ，拍摄完成后四旋翼无人机自动返回起飞点。作为优选，小屋顶功能的照片处理通过平板设备将在无人机着陆后自动开始下载机身内存中的照片，下载完成后，在网络环境具备时按任务打包上传后台服务器。作为优选，大屋顶功能的照片处理通过平板设备将在无人机进入任务时和结束任务前分别验证无人机状态，确认无人机在飞行状态，然后记录当前UTC时间，在任务完成后与任务参数一同上传服务器，用户在个人电脑上登录Web前端页面，将机身内存中的照片全部上传，服务器将根据时间对照片归入相应的任务中。作为优选，后台服务器对照片的整合采用基于SFM方法将照片重建为点云数据与三维模型，用户在Web前端找到相应任务后查看对应的三维模型，测量尺寸，框画出需要铺设光伏组件的区域，生成DXF线画图，以此为基础进行方案设计工作，最后将铺设方案渲染至三维重建模型上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统可满足电站方案设计时的尺寸测量，同时为效果图渲染提供全尺寸三维模型。勘测设备具有携带方便、使用难度低、自动化程度高、成本低廉、灵活性高、进入门槛低等优势，基于用户所选的勘测范围，自动生成航线，自动完成飞行作业，数据采集过程无需人工干预，采集结果自动上传后台并完成三维建模；本方案数据采集全面，尺寸精度高，有效降低现场勘测人员的工作强度、保障作业安全，提高方案设计的作业效率、提升结果呈现效果。附图说明图1是本专利技术的整体方案示意图；图2是本专利技术的执行流程示意图；图3是本专利技术的小屋顶飞行方式示意图；图4是本专利技术的大屋顶飞行方式示意图；图5是本专利技术的大屋顶航线规划用参数计算方法。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统，如图1所示，包括四旋翼无人机、平板设备、后台服务器和个人电脑；四旋翼无人机自带2000万以上像素的高清相机，用于采集带有拍摄位置GNSS坐标的照片；平板设备用于运行独立APP，自动生成飞行航线，用于规划飞行航线并上传至四旋翼无人机中；个人电脑采用Web页面进行功能操作；后台服务器用于将四旋翼无人机拍摄照片数据进行存储。后台服务器采用基于SFM方法对照片进行三维重建，生成点云数据与三维模型，点云数据进一步进行自动化识别计算，三维模型交由用户进行测量与渲染成果。进一步的，如图2所示，分布式光伏电站勘测系统的勘测方法具体包括如下步骤：S1：携带四旋翼无人机到达目标建筑物周边，在平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统，其特征在于：包括四旋翼无人机、平板设备、后台服务器和个人电脑；/n所述四旋翼无人机自带2000万以上像素的高清相机，用于采集带有拍摄位置GNSS坐标的照片；/n所述平板设备用于运行独立APP，自动生成飞行航线，用于规划飞行航线并上传至四旋翼无人机中；/n所述个人电脑采用Web页面进行功能操作；/n所述后台服务器用于将四旋翼无人机拍摄照片数据进行存储。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统，其特征在于：包括四旋翼无人机、平板设备、后台服务器和个人电脑；
所述四旋翼无人机自带2000万以上像素的高清相机，用于采集带有拍摄位置GNSS坐标的照片；
所述平板设备用于运行独立APP，自动生成飞行航线，用于规划飞行航线并上传至四旋翼无人机中；
所述个人电脑采用Web页面进行功能操作；
所述后台服务器用于将四旋翼无人机拍摄照片数据进行存储。


2.根据权利要求1所述的基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统，其特征在于：所述后台服务器采用基于SFM方法对照片进行三维重建，生成点云数据与三维模型，点云数据进一步进行自动化识别计算，三维模型交由用户进行测量与渲染成果。


3.根据权利要求1所述的基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统，其特征在于：所述分布式光伏电站勘测系统的勘测方法具体包括如下步骤：
S1：携带四旋翼无人机到达目标建筑物周边，在平板设备上创建任务；
S2：根据目标建筑物尺寸选择任务类型，当建筑物长边小于50米时选择小屋顶功能，否则选择大屋顶功能；
S3：采用小屋顶功能或大屋顶功能进行采拍后，四旋翼无人机自动返回起飞点；
S4：飞行完成后，根据小屋顶功能和大屋顶功能，采用不同的数据处理方法进行照片处理；
S5：照片上传完毕后，后台服务器将对单次任务中的照片进行整合，完成一个项目的方案设计。


4.根据权利要求3所述的基于多旋翼无人机的分布式光伏电站勘测系统，其特征在于：所述小屋顶功能的数据采集方式采用环绕式飞行，即以目标建筑物的中心为原点，四旋翼无人机围绕原点进行圆形环绕飞行，环绕飞行一周的过程中根据用户设置情况拍摄12-24张照片，每次拍摄之间距离相等，拍摄时镜头朝向原点，且下调60°，拍摄完成后四旋翼无人机自动返回起...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，顾圣骏，胡心怡，
申请(专利权)人：上海伯镭智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31