一种光伏板清扫路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种光伏板清扫路径规划方法及系统，该方法包括：采集光伏板图像，通过图像处理测算光伏板位姿，并基于光伏板位姿计算光伏板真实尺寸；以清扫装置单次清扫范围的大小将光伏板划分为若干个单元网格；基于图像识别的每个网格内的污垢类型，从预设的起始清扫位置开始计算每个网格的清扫代价，并设定清扫优先级；基于清扫优先级综合计算清扫优先度，并根据所述清扫优先度和清扫代价规划最优清扫路径。通过该方案可以减少光伏板清扫的耗水量和清扫时间，基于路径规划有效提高了清扫效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏板清扫路径规划方法及系统


[0001]本专利技术属于光伏产品清洁领域，尤其涉及一种光伏板清扫路径规划方法及系统。

技术介绍

[0002]在过去几十年中，太阳能发电已经成为一种广泛应用的清洁能源形式。太阳能电池板是太阳能发电系统的核心组件，其通过将太阳光转换为电能来产生电力。光伏板的清洁是保证太阳能高效工作的关键因素之一，而光伏板上的灰尘、污垢和松散的叶片会阻碍太阳光的进入并减少发电量，因此，需要经常对光伏板进行清洁。
[0003]由于光伏板通常安装在高处或难以到达的地方，当前会采用智能化控制的清洁机器人参与清扫工作，然而，这种清洁方式往往是当相机采集的光伏板图像上识别出的污渍，就自动控制机器人进行清洁，对于较大面板上的多处污渍，通常也只是根据预先设定的某种顺序进行清洁。这类缺乏合理路径规划的清洁方式会存在清洁效率低下的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种光伏板清扫路径规划方法及系统，用于解决现有光伏板清扫效率低的问题。
[0005]在本专利技术实施例的第一方面，提供了一种光伏板清扫路径规划方法，包括：
[0006]采集光伏板图像，通过图像处理测算光伏板位姿，并基于光伏板位姿计算光伏板真实尺寸；
[0007]以清扫装置单次清扫范围的大小将光伏板划分为若干个单元网格；
[0008]基于图像识别的每个网格内的污垢类型，从预设的起始清扫位置开始计算每个网格的清扫代价，并设定清扫优先级；
[0009]基于清扫优先级综合计算清扫优先度，并根据所述清扫优先度和清扫代价规划最优清扫路径。
[0010]在本专利技术实施例的第二方面，提供了一种光伏板清扫路径规划系统，包括：
[0011]图像采集模块，用于采集光伏板图像；
[0012]图像处理模块，用于通过图像处理测算光伏板位姿，并基于光伏板位姿计算光伏板真实尺寸，以及基于图像识别得到每个网格内的污垢类型；
[0013]路径规划模块，用于以清扫装置单次清扫范围的大小将光伏板划分为若干个单元网格，基于每个网格内的污垢类型，从预设的起始清扫位置开始计算每个网格的清扫代价，并设定清扫优先级，基于清扫优先级综合计算清扫优先度，并根据所述清扫优先度和清扫代价规划最优清扫路径。
[0014]在本专利技术实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本专利技术实施例第一方面所述方法的步骤。
[0015]在本专利技术实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读
存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术实施例第一方面提供的所述方法的步骤。
[0016]本专利技术实施例中，通过对光伏板进行图像处理，测算光伏板位姿和光伏板真实尺寸，将光伏板划分为若干单元网格后，基于网格内的污垢类型分别计算每个网格的清扫代价和清扫优先度，根据清扫优先度计算清扫综合指数，并根据所述清扫综合指数和清扫代价规划最优清扫路径。从而能够有效提高光伏板清扫效率，避免出现重复清扫和漏扫。同时，综合考虑清扫代价和污垢类型影响，能减少耗水量，并缩短清扫时间。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他附图。
[0018]图1为本专利技术一个实施例提供的一种光伏板清扫路径规划方法的流程示意图；
[0019]图2为本专利技术一个实施例提供的光伏板污垢分布示意图；
[0020]图3为本专利技术一个实施例提供的光伏板清扫路径规划示意图；
[0021]图4为本专利技术一个实施例提供的光伏板清扫另一路径规划示意图；
[0022]图5为本专利技术一个实施例提供的一种光伏板清扫路径规划系统的结构示意图；
[0023]图6为本专利技术的一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0024]为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]应当理解，本专利技术的说明书或权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他相近意思表述，意指覆盖不排他的包含，如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、设备没有限定于已列出的步骤或单元。此外，“第一”“第二”用于区分不同对象，并非用于描述特定顺序。
[0026]请参阅图1，本专利技术实施例提供的一种光伏板清扫路径规划方法的流程示意图，包括：
[0027]S101、采集光伏板图像，通过图像处理测算光伏板位姿，并基于光伏板位姿计算光伏板真实尺寸；
[0028]通过相机采集光伏板图像，所述相机可以是清洁机器人携带的高清相机，采集的光伏板图像通过上位机处理，包括图像颜色空间转换、去噪、二值化、特征提取等，可以提取光伏板轮廓、外观缺陷以及与地面夹角等信息，从而可以识别出光伏板位姿，所述光伏板位姿包括相对于水平面的倾角
‑
俯仰角和相对于垂直面的倾角
‑
横摆角，根据光伏板位姿可以确定光伏板倾角，进而计算出光伏板真实尺寸。
[0029]其中，所述图像处理包括：将光伏板图像转化为灰度图，并对灰度图进行自适应中值滤波，消除噪声影响；将降噪后的图像二值化，并通过canny算子提取光伏板的轮廓。
[0030]若相机测得光伏板与水平面的夹角为θ,则根据公式计算光伏板的真实尺寸：；式中，b表示光伏板在水平面上的投影长度，其可以根据相机参数（成像平面到凸透镜的距离），以及相机与光伏板的真实距离通过相机标定技术（相似三角形原理）测得；表示光伏板的真实尺寸。
[0031]可以理解，相机于光伏板的距离固定，根据相机成像的原理，基于相似三角形原理，结合相机焦距、图像中的像素宽度以及相机与光伏板距离，可以计算得到光伏板的真实物理尺寸。
[0032]S102、以清扫装置单次清扫范围的大小将光伏板划分为若干个单元网格；
[0033]以清扫装置的大小将光伏板分为若干个单元格，每个单元格正好为清扫装置单次清洗的范围。
[0034]S103、基于图像识别的每个网格内的污垢类型，从预设的起始清扫位置开始计算每个网格的清扫代价，并设定清扫优先级；
[0035]所述污垢类型至少包括尘土、树叶、鸟类粪便、水垢和苔藓，基于光伏板图像的识别结果，分析每个单元网络内的污垢类型和面积。
[0036]示例性的，如图2所示，图中展示了光伏板网格划分后，各网格内可能存在的污垢类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏板清扫路径规划方法，其特征在于，包括：采集光伏板图像，通过图像处理测算光伏板位姿，并基于光伏板位姿计算光伏板真实尺寸；以清扫装置单次清扫范围的大小将光伏板划分为若干个单元网格；基于图像识别的每个网格内的污垢类型，从预设的起始清扫位置开始计算每个网格的清扫代价，并设定清扫优先级；基于清扫优先级综合计算清扫优先度，并根据所述清扫优先度和清扫代价规划最优清扫路径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从预设的起始清扫位置开始计算每个网格的清扫代价包括：根据公式（1）计算每个网格的清扫代价：；(1)式中，C表示耗水量，k表示耗水比例参数，与污垢类型以及清扫工具的清扫力度有关，A表示污垢面积。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定清扫优先级包括：设定清扫光伏板上方的优先级高于下方、离当前清扫位置近的优先级高于离当前清扫位置远的、清扫耗水量小的优先级高于耗水量大的、容易移动扩散类型的污垢清扫优先级高于不容易移动扩散类型的污垢。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于清扫优先级综合计算清扫优先度包括：根据公式（2）计算清扫优先度：；(2)式中，，，均表示优先级系数，与污垢的类型有关，与光伏板的尺寸有关，与光伏板的倾角有关，i、j表示清扫位置的当前坐标，d表示目标点与当前位置的距离，k表示光伏板横向或纵向划分的单元网格数，P表示清扫优先度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述清扫优先度和清扫代价规划最优清扫路径包括：当光伏板上不存在预定容易扩散类型的污垢，则根据各网格的清扫优先度和清扫代价计算排序指数，基于所述排序指数得到最佳清扫路径；当光伏板上存在预定容易扩散的污垢，则根据各网格的清扫优先度和清扫代价计算当前位置至目标污垢位置的路径代价，将路径代价最小的路径作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠德，雷和林，蒋李亚，邬伟骏，朱继涛，吴江波，张家乐，周强，石浩然，夏侯智聪，姜文兵，曾铮，
申请(专利权)人：国家电投集团江西共青城新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：