一种光伏清扫的导航纠偏方法及装置与流程

本申请涉及光伏清扫领域，尤指一种光伏清扫的导航纠偏方法及装置。

背景技术：

1、光伏电站的光伏组件表面易积累灰尘、沙尘、鸟粪等污染物，导致光电转换效率显著下降，因此需要定期进行清扫作业。目前市场上的光伏电站清扫车主要采用两种导航纠偏方式：一种是提前通过卫星地图、激光建模等方式预设固定路径，清扫车沿预设路径行驶作业；另一种是依赖人工遥控操作，由操作人员实时控制清扫车的行驶方向和清扫轨迹。

2、然而，这两种方式均存在明显缺陷：预设固定路径的方式适应性差，当光伏组件的安装角度发生微调、组件阵列分布出现局部变更，或电站内出现临时障碍物时，预设路径便无法匹配实际工况，且容易因行驶偏移偏离组件有效区域，导致清扫遗漏；人工遥控方式则需要投入大量人力成本，且清扫效率受人为因素影响显著，难以精准保持与组件边缘的对齐，同样存在覆盖不全的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的之一是针对现有技术中存在的至少部分问题，提供一种光伏清扫的导航纠偏方法及装置。具体的，本申请的技术方案如下：

2、第一方面，本申请概括一种光伏清扫的导航纠偏方法，包括：

3、清扫车在清扫过程中，连续获取行驶路径上的图像数据；

4、根据所述图像数据提取所述清扫车所在的当前组件排的上边缘特征；

5、从预存的组件布局模型中获取所述当前组件排的上边缘基准路径；

6、根据所述上边缘特征与所述上边缘基准路径的比对结果，修正所述清扫车的行驶方向，以保持所述清扫车与所述当前组件排上边缘的平行行驶。

7、在一些实施方式中，所述的连续获取行驶路径上的图像数据，具体包括：

8、通过设置在所述清扫车本体上的图像采集装置采集所述图像数据，所述图像采集装置包括前视、侧视、后视三个摄像头，前视摄像头用于采集正前方待清扫区域，侧视摄像头用于采集两侧区域，后视摄像头用于采集后方已清扫区域。

9、在一些实施方式中，所述根据所述上边缘特征与所述上边缘基准路径的比对结果，修正所述清扫车的行驶方向，包括：

10、若检测到所述组件排上边缘出现断裂或障碍物遮挡时，基于上边缘延伸趋势，预测断裂后的上边缘路径，临时沿预测的上边缘路径行驶，同时通过所述侧视摄像头辅助捕捉相邻组件的上边缘，待重新检测到完整上边缘后，立即修正至所述上边缘基准路径。

11、在另一些实施方式中，当所述清扫车行驶至所述当前组件排末端时，基于所述组件布局模型的排阵分布信息，执行排间切换判断。

12、在另一些实施方式中，所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，还包括预先构建所述组件布局模型：具体包括：

13、通过对光伏电站的一次完整的清扫过程，让所述清扫车沿任一组件排的上边缘延伸方向行驶，同步采集图像数据；

14、从所述图像数据中提取所述组件排的上边缘特征、角度、间距、分布特征及排阵特征，并对这些特征进行聚类，形成特征簇；

15、随着所述清扫车的行驶，持续采集图像数据，也同步持续更新特征簇；

16、循环以上过程直至完成一次完整的清扫，建立保存各个所述组件排的特征簇的组件布局模型。

17、在另一些实施方式中，所述排间切换判断包括：

18、通过所述侧视摄像头采集所述当前组件排两侧的组件图像，分割并提取相邻未清扫的组件排的上边缘特征，确定其起始位置、延伸方向及与所述当前组件排上边缘的平行度、排间间距；

19、所述清扫车先调整方向，确保所述当前组件排末端与相邻排的所述起始位置的上边缘对齐，再沿垂直于所述当前组件排上边缘的方向行驶距离，最后调整所述清扫车的方向至与所述相邻排上边缘平行；

20、切换至所述相邻排的所述起始位置后，采集所述相邻排的组件上边缘图像，计算上边缘平行度偏差；

21、若根据所述上边缘平行度偏差，判定切换成功，则所述清扫车沿所述相邻排的上边缘延伸方向开始清扫。

22、在一些实施方式中，当所述清扫车行驶至岔路口，从所述组件布局模型中获取当前所述岔路口所包含分支的组件特征；

23、分别将各分支的所述组件特征与所述当前组件排的组件特征进行匹配，选择匹配度最高的所述分支作为候选方向。

24、在另一些实施方式中，所述分别将各分支的所述组件特征与所述当前组件排的组件特征进行匹配，包括：

25、计算各所述分支的组件角度特征、组件间距特征及上边缘平行度偏差与当前路径特征簇的综合特征相似度，选择综合特征相似度最高的分支作为候选方向；

26、若存在各所述分支的综合特征相似度差异小，则计算各所述分支的组件分布密度，选择密度最大的分支作为候选方向；

27、若各所述分支的密度差异小，则计算延伸长度，选择所述延伸长度最长的分支作为候选方向。

28、在一些实施方式中，所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，还包括：通过以下公式计算所述延伸长度：

29、；

30、其中，l为延伸长度，为图像中已检测到的组件上边缘延伸像素长度，为图像像素-组件上边缘的物理长度转换系数，为基于所述特征簇的趋势延伸长度预测值。

31、第二方面，本申请还公开一种光伏清扫的导航纠偏装置，包括：

32、存储器，用于存储计算机程序；

33、处理器，用于运行所述计算机程序时实现上述任意一个实施方式中所述的光伏清扫的导航纠偏方法。

34、通过本申请提供的光伏清扫的导航纠偏方法及装置，至少能够带来以下有益效果：

35、1、本申请通过实时采集组件上边缘图像并动态拟合基准路径，结合闭环修正机制，使清扫车始终沿组件上边缘平行行驶。能有效应对组件角度微调、局部布局变更及临时障碍物等实际工况，从根本上消除行驶偏移导致的清扫遗漏问题，显著提升覆盖精准度和作业可靠性。

36、2、本申请优化了岔路口方向判断逻辑，引入组件排的多分支的角度、间距特征及上边缘平行度偏差等，与当前路径特征簇的综合特征相似度比较，选择综合特征相似度最高的分支作为候选方向，使分支选择不仅匹配组件布局规律，更能保障后续清扫的上边缘对齐可行性，提升路径决策的合理性。

37、3、本申请方案以图像数据为唯一核心输入，，组件上边缘的偏差阈值、相似度权重等偏差容忍范围均由模型自适应生成，适配不同光伏电站的组件尺寸、安装角度及布局差异，通用性极强。

1.一种光伏清扫的导航纠偏方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，其特征在于，所述的连续获取行驶路径上的图像数据，具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，其特征在于，所述根据所述上边缘特征与所述上边缘基准路径的比对结果，修正所述清扫车的行驶方向，包括：

4.根据权利要求1所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，其特征在于，还包括预先构建所述组件布局模型：具体包括：

6.根据权利要求4所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，其特征在于，所述排间切换判断包括：

7.根据权利要求1所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，其特征在于，所述的分别将各分支的所述组件特征与所述当前组件排的组件特征进行匹配，包括：

9.根据权利要求8所述的一种光伏清扫的导航纠偏方法，其特征在于，还包括：通过以下公式计算所述延伸长度：

10.一种光伏清扫的导航纠偏装置，其特征在于，包括：