光伏电站巡检系统、地面终端及航拍设备的制作方法

本申请涉及光伏电站巡检技术领域，具体而言，涉及一种光伏电站巡检系统、地面终端及航拍设备。

背景技术：

随着光伏发电技术的发展，光伏电站的占地面积和面板组件的数量越来越大，人工巡检越来越困难。

因此，对于本领域技术人员而言，研究一种能够降低人力成本、提高巡检效率的光伏电站巡检方法或系统具有重要的意义。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述问题，本申请提供一种光伏电站巡检系统、地面终端及航拍设备，以提高光伏电站的巡检效率，降低巡检工作的人力成本。

为了实现上述目的，本申请较佳实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种光伏电站巡检系统，所述系统包括通信连接的地面终端及航拍设备；其中，

所述地面终端，用于获取光伏电站中各光伏组件的位置参数，根据各光伏组件的位置参数确定巡检航线，并通过第一通信通道将所述巡检航线发送给所述航拍设备；

所述航拍设备，用于根据所述巡检航线巡航，并对所述光伏电站进行数据采集，得到光伏电站的第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据；

所述航拍设备，还用于将所述第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据通过第二通信通道发送给所述地面终端；

所述地面终端，还用于对所述第一影像进行处理，识别出所述第一影像中的缺陷目标，并根据拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据确定所述缺陷目标的位置信息。

可选地，在本申请实施例中，所述系统还包括与地面终端通信连接的气象采集设备；

所述气象采集设备用于采集光伏电站所在区域的气象信息，并将所述气象信息发送至所述地面终端；

所述地面终端，用于根据所述气象采集设备采集的气象信息判断当前条件是否符合巡检要求。

可选地，在本申请实施例中，所述航拍设备包括可见光载荷及搭载所述可见光载荷的飞行器；

所述可见光载荷用于采集光伏电站的第二影像，所述飞行器用于采集拍摄所述第二影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据；

所述地面终端还用于根据所述第二影像、拍摄所述第二影像时的高程数据和位置与姿态数据生成所述光伏电站的数字正射影像及数字高程模型。

进一步地，在本申请实施例中，所述地面终端还用于对所述光伏电站的正射影像及数字高程模型进行处理，得到光伏电站中各光伏组件的位置参数。

进一步地，在本申请实施例中，所述航拍设备还包括热红外载荷；

所述热红外载荷用于采集所述第一影像；

所述飞行器还用于搭载所述热红外载荷，并采集拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据。

第二方面，本申请实施例提供一种地面终端，所述地面终端应用于光伏电站巡检系统，所述系统包括与地面终端通信连接的航拍设备，所述地面终端包括：

处理单元，用于获取光伏电站中各光伏组件的位置参数，并根据各光伏组件的位置参数确定巡检航线；

第一通信单元，用于将所述巡检航线发送给所述航拍设备，并接收所述航拍设备根据所述巡检航线采集得到的第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据；

所述处理单元，还用于对所述第一影像进行处理，识别出所述第一影像中的缺陷目标，并根据拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据确定所述缺陷目标的位置信息。

可选地，在本申请实施例中，所述系统还包括与地面终端通信连接的气象采集设备；

所述第一通信单元还用于接收所述气象采集设备采集的气象信息；

所述处理单元还用于根据所述气象信息判断当前条件是否符合巡检要求。

进一步地，在本申请实施例中，所述第一通信单元还用于接收所述航拍设备采集的第二影像、拍摄所述第二影像时的高程数据和位置与姿态数据；

所述处理单元还用于根据所述第二影像、拍摄所述第二影像时的高程数据和位置与姿态数据生成所述光伏电站的数字正射影像及数字高程模型，并对所述正射影像及数字高程模型进行处理，得到光伏电站中各光伏组件的位置参数。

第三方面，本申请实施例还提供一种航拍设备，所述航拍设备包括飞行器、可见光载荷及热红外载荷；其中，

所述可见光载荷用于采集可见光影像，所述热红外载荷用于采集热红外影像；

所述飞行器用于搭载所述可见光载荷及热红外载荷，并获取所述可见光载荷或热红外载荷进行图像采集时的高程数据和位置与姿态数据。

可选地，在本申请实施例中，所述航拍设备应用于光伏电站巡检系统，所述系统包括与航拍设备通信连接的地面终端，所述航拍设备用于：

根据地面终端发送的巡检航线巡航，并对所述光伏电站进行数据采集，得到光伏电站的第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据；

将所述第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据发送给所述地面终端。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的光伏电站巡检系统，包括通信连接的地面终端及航拍设备，其中，所述地面终端根据各光伏组件的位置参数确定巡检航线，并将所述巡检航线发送给所述航拍设备；所述航拍设备根据所述巡检航线巡航，并对所述光伏电站进行数据采集，得到光伏电站的第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据；然后所述航拍设备将所述第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据发送给所述地面终端；所述地面终端接收到数据后对所述第一影像进行处理，识别出所述第一影像中的缺陷目标，并根据拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据确定所述缺陷目标的位置信息。通过本申请实施例提供的光伏电站巡检系统，实现了光伏电站自动巡检，极大程度地降低了光伏电站巡检工作的人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的部分实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于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得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的光伏电站巡检系统的第一方框示意图；

图2为本申请实施例提供的地面终端的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的航拍设备的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的光伏电站巡检系统的第二方框示意图。

图标：100-地面终端；101-第一通信单元；102-处理单元；200-航拍设备；201-飞行器；202-可见光载荷；203-热红外载荷；204-第二通信单元；300-气象采集设备。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等命名方式仅是为了区分不同特征，便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示其相对重要性，因此不能理解为对本申请的限制。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，为本申请实施例提供的光伏电站巡检系统示意图，所述系统包括通信连接的地面终端100及航拍设备200。

请参照图2，在本申请实施例中，所述地面终端100包括处理单元102及第一通信单元101。其中，所述处理单元102用于获取光伏电站中各光伏组件的位置参数，并根据各光伏组件的位置参数确定巡检航线；所述第一通信单元101用于将所述巡检航线或其他控制指令发送给所述航拍设备200。

具体地，在本申请实施例中，所述光伏电站中各光伏组件的位置参数包括经纬度及海拔高度，所述位置参数可以通过人工检测后输入所述地面终端100，也可以通过预先生产的光伏电站的数字正射影像和数字高程模型得到。当采用预先生产的数字正射影像和数字高程模型获取各光伏组件的位置参数时，所述处理单元102可以通过图像识别的方式识别出所述数字正射影像中与光伏组件对应像素点，并提取该像素点对应的数据得到光伏电站中各光伏组件的经纬度，然后将得到的经纬度数据结合数字高程模型，得到光伏组件所在位置的海拔高度。

在得到各光伏组件的位置参数之后，所述处理单元102可以根据该位置参数以及管理人员设定的巡检需求规划出巡检航线。

进一步地，在本申请实施例中，所述第一通信单元101包括第一通信通道和第二通信通道，其中，所述第一通信通道用于在所述处理单元102规划出巡检航线后，将所述巡检航线对应的控制指令传输至航拍设备200，控制所述航拍设备200执行巡检任务。

请参照图3，在本申请实施例中，所述航拍设备200包括飞行器201、可见光载荷202、热红外载荷203及第二通信单元204。其中，所述可见光载荷202通过收集物体反射的可见光，然后将其处理为第二影像(可见光影像)；所述热红外载荷203通过收集物体辐射的热红外信息，然后将其处理为第一影像(热红外影像)。

在本申请的一种实施方式中，所述可见光载荷202及热红外载荷203可以包括三轴增稳云台，通过偏航轴、横滚轴、俯仰轴三个维度的电机及增稳控制单元，实现在偏航、横滚、俯仰三个维度的自由运动，通过所述增稳控制单元采集抖动数据并计算出补偿指令实现对三个维度的增稳控制，保证采集数据的可靠性。

进一步地，在本申请实施例中，所述飞行器201用于搭载所述可见光载荷202及热红外载荷203进行图像采集，所述飞行器201可以是，但不限于无人机或无人飞艇。并且，在本申请实施例中，所述飞行器201配置有gnss(globalnavigationsatellitesystem，全球导航卫星系统)、姿态传感系统和气压计(海拔高度表)。在所述飞行器201在搭载可见光载荷202和热红外载荷203进行图像采集时，所述飞行器201还可以通过所述气压计(海拔高度表)获取图像采集点的高程数据(海拔高度)，通过所述gnss获取图像采集点的经纬度数据，通过所述姿态传感系统获取可见光载荷202或热红外载荷203进行图像采集时的姿态数据(如：航向角、俯仰角、横滚角)。

进一步地，在本申请实施例中，所述飞行器201还可以配置电量检测模块和其他状态检测模块，从而在飞行器201检测到电量不足或检测到其他状态异常时自动返航。

在本申请实施例中，所述航拍设备200的第二通信单元204也包括第一通信通道和第二通信通道，其中，所述第一通信通道用于接收地面终端100发送的巡检航线或其他控制指令。所述航拍设备200在接收到地面终端100发送的巡检航线或其他控制指令后，执行相应的巡航任务，并通过所述第二通信单元204的第二通信通道将巡航过程中采集到的数据传输至所述地面终端100。

在本申请实施例中，所以航拍设备200执行的巡航任务包括在生产数字正射影像的过程中采集可见光影像，以及在缺陷目标巡检的过程中采集热红外影像。

具体地，在生产所述数字正射影像及数字高程模型的过程中，所述地面终端100可以通过所述第一通信通道将光伏电站的边界数据传输至航拍设备200，根据所述边界数据控制航拍设备200进行可见光影像、高程数据、位置与姿态数据的采集，然后将该数据通过第二通信通道传输至地面终端100，由地面终端100的处理单元102对所述可见光影像、高程数据和位置与姿态数据进行处理，得到光伏电站的数字正射影像和数字高程模型。

进一步地，在执行缺陷目标巡检的过程中，地面终端100可以通过所述数字正射影像和数字高程模型获取光伏电站中各光伏组件的位置参数，然后根据该位置参数确定巡检航线，并通过所述第一通信单元101将巡检航线发送给航拍设备200，所述航拍设备200通过第二通信单元204的第二通信通道接收地面终端100发送的巡检航线，然后根据该巡检航线执行相应的巡航任务，同时通过所述热红外载荷203进行图像采集，通过所述飞行器201进行高程数据、位置与姿态数据采集，得到光伏电站的第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备200的高程数据和位置与姿态数据。此处需要说明的是，在本申请实施例中，所述航拍设备200可以根据地面终端100发送的巡检航线自动进行图像采集，也可以由管理人员手动进行控制。

所述航拍设备200在获得所述第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备200的高程数据和位置与姿态数据之后，通过所述第二通信单元204的第二通信通道将采集到的第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备200的高程数据和位置与姿态数据发送给地面终端100，由所述地面终端100的第二通信通道接收。

在本申请的一种实施方式中，考虑到所述第二通信通道的数据传输量较大，因此，所述第二通信通道的载波频率可以高于所述第一通信通道的载波频率，从而保证航拍设备200向地面终端100传输数据的传输效率。并且，在本申请实施例中还应当注意的是，所述第一通信单元101与第二通信单元204之间可以包括，但不限于上述的第一通信通道和第二通信通道，在实际运用中，所述通信通道可以根据需求进行增加或减少。

进一步地，在所述地面终端100接收到航拍设备200发送的第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备200的高程数据和位置与姿态数据后，通过所述处理单元102对所述第一影像进行处理，以识别出第一影像中拍摄到的缺陷目标。

具体地，在本申请实施例中，所述缺陷目标包括热斑、故障电路等，由于所述第一影像是根据物体辐射的热红外信息得到的热红外影像，且所述缺陷目标的温度通常高于环境温度，因此，在本申请实施例中，所述处理单元102通过识别所述第一影像中的温度信息即可识别出其中包含的缺陷目标。

进一步地，在识别出缺陷目标之后，所述处理单元102根据拍摄所述第一影像时飞行器201采集到的高程数据(海拔高度)、经纬度数据及姿态数据即可计算出缺陷目标的位置信息。

本申请实施例中，在得到缺陷目标的位置信息后，所述地面终端100还可以控制所述航拍设备200的可见光载荷202对缺陷目标所在位置进行高清图像采集，以进一步获取缺陷目标的图像信息。并且，在本申请实施例中，所述可见光载荷202支持自动变焦或手动变焦。

进一步地，在得到缺陷目标的位置信息之后，所述地面终端100还可以根据缺陷目标的位置信息生成缺陷报告，并将该缺陷报告发送至运维人员的终端，以便于及时通知运维人员对缺陷目标进行处理。

可选地，请参照图4，在本申请实施例中，所述光伏电站巡检系统还可以包括气象采集设备300，所述气象采集设备300可以包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风向传感器、风力传感器等。并且，所述光伏电站巡检系统可以包括多个所述气象采集设备300，以确保气象采集结果的准确性。同理地，在本申请实施例中，还可以根据需要增加辐照度传感器、标准光伏组件及其配套的电压电流传感器等。

所述气象采集设备300采集到当前气象数据后，将该气象数据发送至所述地面终端100，然后所述地面终端100根据设定的气象标准判断当前气象条件是否符合巡检要求，若不符合巡检要求，则向所述航拍设备200发送相应的控制指令控制其返航。待气象条件满足巡检要求后，所述地面终端100控制航拍设备200继续执行巡检任务。

综上所述，本申请实施例提供一种光伏电站巡检系统、地面终端及航拍设备，其中，所述光伏电站巡检系统包括通信连接的地面终端及航拍设备，所述地面终端根据各光伏组件的位置参数确定巡检航线，并将所述巡检航线发送给所述航拍设备；所述航拍设备根据所述巡检航线巡航，并对所述光伏电站进行数据采集，得到光伏电站的第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据；然后所述航拍设备将所述第一影像及拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据发送给所述地面终端；所述地面终端接收到数据后对所述第一影像进行处理，识别出所述第一影像中的缺陷目标，并根据拍摄所述第一影像时航拍设备的高程数据和位置与姿态数据确定所述缺陷目标的位置信息。通过本申请实施例提供的光伏电站巡检系统，实现了光伏电站自动巡检，极大程度地降低了光伏电站巡检工作的人力成本。

以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。