本發(fā)明屬于光伏電站，具體的說是一種基于深度學(xué)習(xí)的光伏電站智能巡檢系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源的快速發(fā)展，光伏電站的運維管理面臨新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的人工巡檢方式存在效率低下、成本高昂等問題，難以滿足大規(guī)模電站的運維需求；隨著無人機(jī)在各個領(lǐng)域的快速發(fā)展，現(xiàn)階段光伏電站的運維管理也基本采用無人機(jī)進(jìn)行巡檢；

2、例如公開號為cn112633535a的一種基于無人機(jī)圖像的光伏電站智能巡檢方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括無人機(jī)數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊、巡檢數(shù)據(jù)解析模塊、深度學(xué)習(xí)算法模塊、數(shù)字光伏電站模塊、巡檢結(jié)果管理模塊和巡檢回放模塊；通過引入深度學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)更加精確的光伏缺陷檢測；通過建立數(shù)字光伏電站實現(xiàn)虛擬場景圖像與真實采集圖像的配準(zhǔn)，進(jìn)而實現(xiàn)真實場景中光伏板位置與編號的獲??；便于運維人員的直觀調(diào)試和巡檢管理，大幅提升光伏電站的自動化運維水平，有效提高光伏電站的巡檢效率。

3、基于上述，從對光伏電站的巡檢攝像及對圖像處理分析角度上，現(xiàn)有技術(shù)已基本能夠完成智能巡檢，但是實際在對光伏電站進(jìn)行智能巡檢的過程中，還需要注意對無人機(jī)的控制，由于無人機(jī)基本依賴于電池驅(qū)動，且電池大小固定，在適應(yīng)不同的光伏電站時，由于不同光伏電站的面積不同，因此可能會存在無人機(jī)無法再固定時間內(nèi)完整采集光伏電站內(nèi)所有光伏板圖像的可能性，也就是說，若出現(xiàn)以上情況，則無人機(jī)勢必需要中途補(bǔ)電再進(jìn)行二次拍攝，那么由于時間間隔，導(dǎo)致無人機(jī)一次拍攝的圖像所對應(yīng)的光伏板在此期間若存在遮擋或光斑等問題，則無法被及時的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而會影響光伏電站的運維管理。

4、為此，本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的光伏電站智能巡檢系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決背景技術(shù)中所提出的至少一個技術(shù)問題。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的光伏電站智能巡檢系統(tǒng)及方法，包括：

3、無人機(jī)，用于進(jìn)行巡檢，并拍攝圖像；

4、數(shù)據(jù)采集模塊，用于接收無人機(jī)拍攝圖像及時間；

5、數(shù)字光伏電站模塊，基于實際光伏電站建立對應(yīng)的虛擬仿真場景圖像以及語義實例圖像；

6、圖像處理模塊，用于對拍攝圖像進(jìn)行處理，將拍攝圖像解析為所需的巡檢結(jié)果，包括拍攝時間、高度、經(jīng)緯度、缺陷類型、缺陷位置以及光伏板編號；

7、深度學(xué)習(xí)算法模塊，為圖像處理模塊提供支撐，包括缺陷檢測算法以及圖像匹配算法，所述缺陷檢測算法用于檢測圖像各類缺陷，圖像匹配算法用于將數(shù)字光伏電站模塊的虛擬仿真場景圖像與實際采集的拍攝圖像進(jìn)行匹配；

8、數(shù)據(jù)存儲模塊，用于存儲和管理光伏電站巡檢的所有數(shù)據(jù)，包括原始巡檢數(shù)據(jù)和解析的巡檢結(jié)果，并支持巡檢結(jié)果的查詢；

9、還包括路徑規(guī)劃模塊，用于規(guī)劃無人機(jī)最優(yōu)巡檢路徑；

10、還包括電量與行程管理模塊，用于監(jiān)控?zé)o人機(jī)剩余電量以及預(yù)計剩余行程；

11、匹配模塊，選擇無人機(jī)按照最優(yōu)巡檢路徑進(jìn)行巡檢。

12、優(yōu)選的，所述路徑規(guī)劃模塊規(guī)劃總行程最小的最優(yōu)巡檢路徑的方法為：

13、利用dijkstra算法繪制途經(jīng)n個點位的多個巡檢路徑；

14、計算多個巡檢路徑總行程；

15、選取其中總行程最小值對應(yīng)的巡檢路徑作為最優(yōu)巡檢路徑。

16、優(yōu)選的，所述匹配模塊還包括計算單元，用于計算無人機(jī)利用效率，方法為：

17、獲取多個無人機(jī)預(yù)計剩余行程li及最優(yōu)巡檢路徑總行程lz；

18、根據(jù)公式：

19、mi＝lz/li×100％

20、其中，mi表示任一無人機(jī)利用效率，i表示任一無人機(jī)。

21、優(yōu)選的，所述無人機(jī)剩余電量qi與預(yù)計剩余行程li的關(guān)系滿足公式：

22、li＝qi·e-γt/ai·60

23、其中，qi表示任一無人機(jī)電池容量，單位為mah；a表示任一無人機(jī)單位距離平均電流消耗，單位為ma/公里；e-γt表示無人機(jī)電池隨服役時間的衰減參數(shù)，qi·e-γt表示任一無人機(jī)電池更新容量。

24、優(yōu)選的，還包括分析模塊，用于分析最優(yōu)巡檢路徑的組成，包括逆風(fēng)段行程、順風(fēng)段行程；所述計算單元還用于計算最優(yōu)巡檢路徑的預(yù)估耗電量qz；

25、其中，順風(fēng)段行程表示無人機(jī)行進(jìn)方向與風(fēng)向夾角小于90°的行程，逆風(fēng)段行程表示無人機(jī)行進(jìn)方向與風(fēng)向夾角大于等于90°的行程。

26、優(yōu)選的，計算所述最優(yōu)巡檢路徑的預(yù)估耗電量qz的方法為：

27、獲取逆風(fēng)段行程ln、順風(fēng)段行程ls以及順風(fēng)段行程的平均電流消耗as；

28、根據(jù)公式：

29、qz＝(ls+kln)·as·60

30、其中，qz表示預(yù)估耗電量，ls表示最優(yōu)巡檢路徑中的順風(fēng)段行程，ln表示最優(yōu)巡檢路徑中的逆風(fēng)段行程，k表示逆風(fēng)段行程相較于順風(fēng)段行程的平均電流消耗影響因子，as表示順風(fēng)段行程的平均電流消耗。

31、優(yōu)選的，基于預(yù)估耗電量qz，所述計算模塊還用于更新無人機(jī)利用效率，方法為：

32、根據(jù)公式：

33、

34、計算得到最優(yōu)巡檢路徑的理論表達(dá)值

35、將理論表達(dá)值代入公式：mi＝lz/li×100％

36、更新公式為：

37、計算得到對應(yīng)于多個無人機(jī)的更新利用效率

38、優(yōu)選的，所述匹配模塊基于無人機(jī)更新利用效率匹配任一無人機(jī)的方法為：

39、根據(jù)計算得到的對應(yīng)于多個無人機(jī)的更新利用效率

40、排除大于100％的更新利用效率所對應(yīng)的無人機(jī)；

41、再選取其中最大的更新利用效率所對應(yīng)的無人機(jī)作為巡檢無人機(jī)。

42、優(yōu)選的，當(dāng)所有更新利用效率均大于100％，則路徑規(guī)劃模塊還用于重新規(guī)劃預(yù)估耗電量最小的最優(yōu)巡檢路徑，方法為：

43、獲取dijkstra算法繪制的多個巡檢路徑；

44、采用分析模塊分析巡檢路徑的組成；

45、計算多個巡檢路徑的預(yù)估耗電量qj，其中j表示任一巡檢路徑；

46、選擇預(yù)估耗電量qj最小值所對應(yīng)的巡檢路徑作為重新規(guī)劃的無人機(jī)巡檢路徑。

47、一種基于深度學(xué)習(xí)的光伏電站智能巡檢方法，包括以下步驟：

48、s1：獲取最優(yōu)巡檢路徑；

49、s2：選擇無人機(jī)執(zhí)行對應(yīng)于最優(yōu)巡檢路徑的任務(wù)；

50、s3：拍攝光伏板圖像；

51、s4：對光伏板圖像進(jìn)行解析；

52、s5：處理圖像獲取缺陷圖像對應(yīng)的光伏板編號。

53、本發(fā)明的有益效果如下：

54、1.本發(fā)明所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的光伏電站智能巡檢系統(tǒng)及方法，通過電量與行程管理模塊，監(jiān)控?zé)o人機(jī)剩余電量以及顯示無人機(jī)的預(yù)計剩余行程，當(dāng)路徑規(guī)劃模塊規(guī)劃出來最優(yōu)巡檢路徑后，可與當(dāng)前無人機(jī)的預(yù)計剩余行程進(jìn)行比較，若出現(xiàn)無人機(jī)當(dāng)前預(yù)計剩余行程小于路徑規(guī)劃模塊所規(guī)劃的最優(yōu)巡檢路徑，則需要對無人機(jī)進(jìn)行補(bǔ)電，或更換無人機(jī)進(jìn)行巡檢，通過上述方式，能夠確保無人機(jī)在進(jìn)行一次巡檢任務(wù)過程中，能夠完整的拍攝光伏電站中所有光伏板，避免出現(xiàn)中途補(bǔ)電的情況，也就避免了因補(bǔ)電而產(chǎn)生的時間間隔，導(dǎo)致已完成拍攝的區(qū)域光伏板可能存在缺陷的問題。

55、2.本發(fā)明所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的光伏電站智能巡檢系統(tǒng)及方法，通過引入衰減參數(shù)，更新無人機(jī)剩余電量與行程的關(guān)系，從而能夠獲取當(dāng)前時刻無人機(jī)電量與行程的對應(yīng)關(guān)系；獲取任一無人機(jī)隨時間遞減的更新預(yù)計剩余行程li，用于表征無人機(jī)服役時間與更新預(yù)計剩余行程li的關(guān)系；從而在匹配模塊匹配最優(yōu)巡檢路徑與對應(yīng)的無人機(jī)時，能夠確保無人機(jī)完整的執(zhí)行最優(yōu)巡檢路徑的任務(wù)，不會進(jìn)行中途補(bǔ)電的操作，防止影響巡檢結(jié)果。