一种基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法技术

本发明专利技术公开了一种基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法包括：完成无人机巡检作业准备和无人机巡检作业分析，进行无人机巡检作业；采集图像数据，进行数据预处理；构建无人机巡检数据处理模型，进行数据处理。本发明专利技术提供的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法首先利用无人机搭载多光谱相机进行高效的数据采集，然后对采集到的红外图像数据进行自动化分析处理，快速检出并定位缺陷，再结合可见光图像对缺陷类型进行判别，指导电站运维人员对缺陷面板采取适当的手段进行修复，降低光伏电站巡检难度与成本。电站巡检难度与成本。电站巡检难度与成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法


[0001]本专利技术涉及电网及电力系统
，具体为一种基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法。

技术介绍

[0002]太阳能作为一种来源广泛的清洁能源，近年来在国内得到了充分的重视，光伏发电产业已经达到了一定的规模。巨大的光伏发电面积对光伏面板的日常巡检工作提出了很大的挑战。光伏面板作为光伏发电系统的核心组成部分，在日常的运行中长期暴露在自然环境下，不可避免会产生各种缺陷，如隐裂、遮挡、碎裂等等，及时发现面板缺陷并进行人工干预对保障电站的发电效率有重要意义。
[0003]传统的方法主要是对面板的发电电流进行监测，当发电功率异常则可能存在面板缺陷。由于成本的限制，这种方法只能将故障限定在一定范围内，准确的故障定位还需要依赖人工排查，检测效率低，劳动量大。尤其针对渔光互补光伏电站，电站和鱼塘的结合有效提高了空间的利用率，但同时也对光伏面板的巡检造成了更大的困难。
[0004]目前已有的无人机智能巡检系统硬件以及软件平台设计，根据损伤尺寸理论、基于HSV空间模型的图像分割及检测的光伏面板缺陷检测技术、金字塔图像序列的数据增强方法、视觉的引导光伏电站分析测试自动检测方法等实现了对风电光伏的检测。但是上述方法存在对光照变化鲁棒性不强，检测效率低，不能满足实时性要求的问题。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0007]因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的光伏电站巡检方法存在依赖人工排查，检测效率低，劳动量大，现有的无人机巡检方法存在对光照变化鲁棒性不强，检测效率低，不能满足实时性要求的问题，以及如何降低光伏电站巡检难度与成本的优化问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法，包括：
[0009]完成无人机巡检作业准备和无人机巡检作业分析，进行无人机巡检作业；
[0010]采集图像数据，进行数据预处理；
[0011]构建无人机巡检数据处理模型，进行数据处理。
[0012]作为本专利技术所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法的一种优选方案，其中：所述无人机巡检作业准备包括空域申报准备、巡检作业人员准备、飞行巡检现场勘察准备和飞行巡检作业任务载荷准备；
[0013]所述无人机巡检作业分析包括：作业环境分析、作业动力源分析、巡视作业方法分
析。
[0014]作为本专利技术所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法的一种优选方案，其中：所述作业环境分析包括：
[0015]无人机起飞平台保证机体3米内为平面，起飞地点15米内无杂物；
[0016]起飞时的起飞风速应不大于6米/秒，环境温度在
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30摄氏度
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50摄氏度，环境温度在15摄氏度以下时，进行锂电池预热；
[0017]起飞环境的能见度符合机型要求，能见距离大于400米；
[0018]无人机机体的起飞地点距离障碍物的距离保持20米以上；
[0019]无人机GPS卫星颗数在6颗以上，定位精度小于6米。
[0020]作为本专利技术所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法的一种优选方案，其中：所述作业动力源分析包括：
[0021]在巡航距离小于200米的范围内，无人机动力电池电压不小于21.0V；
[0022]在巡航距离大于200米小于100米的范围内，无人机动力电池电压不小于22.5V；
[0023]在巡航距离大于1000米小于2000米的范围内，无人机动力电池电压不小于23V；
[0024]对于油动直升机作业，油量标尺到三分之二时开始返航作业；
[0025]对于油动固定翼作业，油量标尺到二分之一时开始返航作业。
[0026]作为本专利技术所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法的一种优选方案，其中：所述无人机巡检作业还包括混合定位保障，利用GPS和惯性导航的组合定位导航。
[0027]作为本专利技术所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法的一种优选方案，其中：所述采集图像数据包括：
[0028]在无人机巡检任务过程中，无人机搭载的摄像头实时拍摄飞行画面，通过无限视频图像传输模块将拍摄的画面传输到地面监控系统；
[0029]当无人机达到指定地点时，通过地面指令，控制无人机悬停并切换相机工作模式，对预定检测区域进行拍摄；
[0030]无人机拍摄的照片自动保存在相机存储区，同时通过无限视频图像传输模块，将拍摄的图像传输到地面监控系统；
[0031]所述数据预处理包括：对无人机巡检数据图像的相关感光度信息进行预处理计算；对于空中输电线路巡检图像序列异常识别进行关键帧的提取。
[0032]作为本专利技术所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法的一种优选方案，其中：所述构建无人机巡检数据处理模型的步骤为：
[0033]基于输电线路航拍数据进行结构化描述，生成样本数据库；
[0034]研究建立输电线路典型数据模型，支撑样本数据分类器对样本进行分类；
[0035]构建训练器模块，在服务器端使用核心算法进行训练，从中获得分类器的配置文件和多维度数据诊断模型配置文件，形成图像特征库和特征诊断模块；
[0036]设计并开发应用程序，实现数据采集功能、配置功能及使用分类器对即图像和视频数据进行提取和标注。
[0037]作为本专利技术所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法的一种优选方案，其中：所述核心算法包括：研究图像信息的基本稀疏编码模型、研究基于优化字典的图像稀疏编码算法、研究基于设备稀疏表示和基于多分辨图像稀疏表示的设备图像特征描述算
法、研究视觉单词树的设备图谱分类方法、研究实现非结构化图像数据的结构化描述方法。
[0038]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。
[0039]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
[0040]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法首先利用无人机搭载多光谱相机进行高效的数据采集，然后对采集到的红外图像数据进行自动化分析处理，快速检出并定位缺陷，再结合可见光图像对缺陷类型进行判别，指导电站运维人员对缺陷面板采取适当的手段进行修复，降低光伏电站巡检难度与成本。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法，其特征在于，包括：完成无人机巡检作业准备和无人机巡检作业分析，进行无人机巡检作业；采集图像数据，进行数据预处理；构建无人机巡检数据处理模型，进行数据处理。2.如权利要求1所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法，其特征在于：所述无人机巡检作业准备包括空域申报准备、巡检作业人员准备、飞行巡检现场勘察准备和飞行巡检作业任务载荷准备；所述无人机巡检作业分析包括：作业环境分析、作业动力源分析、巡视作业方法分析。3.如权利要求2所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法，其特征在于：所述作业环境分析包括：无人机起飞平台保证机体3米内为平面，起飞地点15米内无杂物；起飞时的起飞风速应不大于6米/秒，环境温度在
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30摄氏度
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50摄氏度，环境温度在15摄氏度以下时，进行锂电池预热；起飞环境的能见度符合机型要求，能见距离大于400米；无人机机体的起飞地点距离障碍物的距离保持20米以上；无人机GPS卫星颗数在6颗以上，定位精度小于6米。4.如权利要求1、2所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法，其特征在于：所述作业动力源分析包括：在巡航距离小于200米的范围内，无人机动力电池电压不小于21.0V；在巡航距离大于200米小于100米的范围内，无人机动力电池电压不小于22.5V；在巡航距离大于1000米小于2000米的范围内，无人机动力电池电压不小于23V；对于油动直升机作业，油量标尺到三分之二时开始返航作业；对于油动固定翼作业，油量标尺到二分之一时开始返航作业。5.如权利要求1所述的基于视觉的无人机分布式光伏电站巡检方法，其特征在于：所述无人机巡检作业还包括混合定位保障，利用GPS和惯性导航的组合定位导航。6.如权利要求1所述的基于视觉的无人机分布式...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨连凯，朱德勇，黄旭鹏，孙伟生，田祎，余建梅，蔡承伟，杜培军，张雷，单涛，林伟良，何志敏，刘希念，周钰涛，邬奇煜，胡远辉，黄玲燕，蔡美玲，张龙，蒋嘉伟，
申请(专利权)人：华能东莞燃机热电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：