[发明专利]基于机器视觉的光伏电站巡检清洁无人机及其清洁方法

摘要

本发明提供一种基于机器视觉的光伏电站巡检清洁无人机，包括无人机和安装在无人机上的装置；图像获取装置包括红外热成像相机、彩色可见光相机、黑白可见光相机和自由云台；姿态感知装置获得无人机的姿态信息；污染物清理装置包括清洁剂存储箱、气泵、水泵、活动机械臂和污染物清洁器；减震履带底盘由固定架、固定架末端的减震装置和连接于固定架两端的履带动力装置组成；自主控制器通过机器视觉技术对太阳能电池板表面的污迹和内部热斑故障，进行识别和决策；并调整自身姿态。本发明利用无人机和机器视觉技术，自主完成光伏阵列巡检、热斑故障检查、表面污染物识别及清理，省去光伏电站运行维护大量耗费的人力物力。

主权项

1.一种基于机器视觉的光伏电站巡检清洁无人机，其特征在于：它包括无人机和安装在无人机上的图像获取装置、姿态感知装置、污染物清理装置、减震履带底盘、数据交互装置、自主控制器和调速器；/n所述的图像获取装置包括红外热成像相机、彩色可见光相机、黑白可见光相机和自由云台，自由云台用于调节红外热成像相机、彩色可见光相机、黑白可见光相机的拍摄角度；/n所述的姿态感知装置用于获得无人机的姿态信息；/n所述的污染物清理装置包括清洁剂存储箱、气泵、水泵、活动机械臂和污染物清洁器，其中活动机械臂固定在无人机的底部，污染物清洁器固定在活动机械臂的末端，所述的水泵用于将清洁剂存储箱中的清洁剂引到污染物清洁器上喷出，所述的气泵用于将空气用到污染物清洁器上喷出；/n所述的减震履带底盘由无人机下端延伸出的固定架、固定架末端的减震装置和连接于固定架两端的履带动力装置组成；/n所述的数据交互装置用于无人机与工作人员之间的数据交互；无人机收到开始作业的指令，由起降平台自主起飞，按预设的路线进行巡航；通过姿态感知装置获取无人机姿态信息，并由自主控制器进行飞行状态调控；当按照预设的路线完成巡航之后，无人机自动返航回到起降平台；/n所述的自主控制器用于通过数据交互装置接收工作人员的指令；根据图像获取装置获得的信息，通过机器视觉技术对光伏电池板表面的污迹和内部热斑故障，进行识别和决策；根据姿态感知装置采集的姿态信息调整自身姿态；彩色可见光相机作为主采集装置，获取的图像作为基础图像，黑白可见光相机起辅助采集作用，获取的图像与前者所获图像进行算法融合、优化；当检测到光伏电池板出现热斑故障或表面破损情况时，彩色可见光相机和黑白可见光相机拍摄下该光伏电池板，并结合定位信息获取该光伏电池板的编号，实时回传至工作人员操作端；当自主控制器通过图像识别判定光伏电池板表面存在污染物时，根据污染物位置，降落至光伏电池板表面进行清理，清理完成后继续起飞完成巡航；/n所述的调速器用于在自主控制器的指令下调节无人机的速度；/n对光伏电池板表面进行清理具体包括：减震履带底盘与光伏电池板表面接触，自主控制器根据无人机上搭载的姿态感知装置判断此时光伏电池板位置情况，并下达指令信号控制活动机械臂将污染物清洁器送至光伏电池板表面，开始清理作业；在此过程中彩色可见光相机和黑白可见光相机持续获取图像，对清理位置进行校正，当污染物范围超出污染物清洁器作用半径时，减震履带底盘提供动力，使无人机在光伏电池板表面移动，持续进行清洁。/n