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与流程

1.本发明涉及无人机应用、视觉识别/模式识别技术、热斑检测技术领域，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。


背景技术：

2.本发明中包含的英文简称如下：uav：unmanned aerial vehicles 无人机imu: inertial measurement unit 惯性测量单元gps：global positioning system 全球定位系统ucs：uav control system 无人机控制系统gcs：ground control station 地面控制站dem：digital elevation model 数字高程模型dom：digital orthophoto map 数字正射影像图dsm：digital surface model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。
3.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的发明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，该发明专利需要拼接图像，很可能做不到实时检测。


技术实现要素：

4.为了克服已有技术中存在的缺陷，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，及时了解光伏太阳能板产生的热斑情况和及时修复。
5.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。
6.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。
7.所述地面端，包括视频处理模块、控制模块和通信模块。
8.进一步地，所述无人机，包括系统控制模块、无人机自动任务模块、数码航摄仪模块和通信模块；而且，系统控制模块分别与无人机自动任务模块、数码航摄仪模块和通信模块相互连接。
9.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。
10.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。
11.进一步地，所述数码航摄模块，包括红外摄像机、航摄像机。
12.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。
13.进一步地，所述视频处理模块，实时接收数码航摄模块下发的光伏太阳能板的红外视频和作为视觉控制的其它视频。
14.进一步地，所述控制模块，负责对无人机起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的控制等，本模块根据实际情况，可以选择部署或不部署。
15.进一步地，所述通信模块，负责地面端与无人机之间的无线通信，例如，地面端实时接收无人机的航拍视频/图片，以及发送飞控指令到无人机的系统控制模块等。
16.进一步地，所述红外摄像机，负责航摄光伏太阳能板，并实时下传红外视频给地面端；与此同时，检测光伏太阳能板温度。
17.进一步地，所述航摄像机，负责视觉控制。
18.进一步地，采用移动终端或电脑，通过视频服务器，可以浏览到光伏太阳能板上热斑位置和检测时间等信息，以及时通知相关人员进行修复。
19.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）规划uav飞行路径；（2）设置红外摄像机的温度门限；（3）垂直于光伏太阳能板飞行；（4）红外摄像机航摄并实时下传给地面端视频服务器，同时判断光伏太阳能板温度是否≥预设温度值（5）若是则红外摄像机在对应的图像位置上标注热斑的纬度、经度，以及检测时间等信息。
20.地面端终端，诸如移动终端和电脑，可以通过无线网络访问视频服务器，及时查询光伏太阳能板的热班的位置（采用经度和纬度来表示）和检测时间信息，以便进行及时修复。
21.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，包括系统控制模块、无人机自动任务模块和数码航摄模块；所述数码航摄模块，包括红外摄像机、航摄像机；所述地面端，包括视频处理模块，与所述数码航摄模块相连接。所述方法，其特征在于，包括步骤：规划uav飞行路径，设置红外摄像机的温度门限，垂
直于光伏太阳能板飞行，红外摄像机航摄并实时下传红外视频给地面端视频服务器，同时判断光伏太阳能板温度是否≥预设温度值；若是则在对应的视频图像位置上标注热斑的纬度和经度，以及检测时间等信息。通过本发明，能够及时修复光伏太阳能板的热班。
附图说明
22.图1为本发明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。
23.图2为本发明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。
24.图3为本发明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
25.下面是根据附图和实例对本发明的进一步详细说明：图1为本发明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。
26.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。
27.所述地面端160，包括视频服务器160。
28.图2为本发明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。
29.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、数码航摄仪模块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。
30.所述地面端160，包括视频处理模块210、控制模块208和通信模块140。
31.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。
32.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。
33.进一步地，所述数码航摄模块130（或航摄仪171），包括红外摄像机175、航摄像机180。
34.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。
35.进一步地，所述视频处理模块210，实时接收数码航摄模块130下发的光伏太阳能板的红外视频和作为视觉控制的其它视频。
36.进一步地，所述控制模块208，负责对无人机起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的控制等，本模块根据实际情况，可以选择部署或不部署。
37.进一步地，所述通信模块140，负责地面端160与无人机之间的无线通信，例如，地
面端160实时接收无人机的航拍红外视频/图片和其它视频，以及发送飞控指令到无人机的系统控制模块等。
38.进一步地，所述红外摄像机175，负责航摄光伏太阳能板，并实时下传红外视频给地面端；与此同时，并检测光伏太阳能板温度。
39.进一步地，所述航摄像机180，负责视觉控制。
40.进一步地，采用移动终端或电脑，通过视频服务器，可以浏览到光伏太阳能板上热斑及其它的位置，以及时通知相关人员进行修复。
41.图3为本发明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。所述方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）规划uav飞行路径311（2）设置红外摄像机的温度门限321（3）垂直于光伏太阳能板飞行331（4）红外摄像机航摄并实时下传给地面端视频服务器，同时判断光伏太阳能板温度是否≥预设温度值341（5）若是则红外摄像机在对应的图像位置上标注热斑的纬度、经度，以及检测时间等信息351。
42.地面端终端，诸如移动终端和电脑，可以通过无线网络访问视频服务器，及时查询光伏太阳能板的热班的位置（采用经度和纬度来表示）和检测时间信息，以便进行及时修复，减少损失。
43.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被视为本发明的专利范围所涵盖。