技术领域
[0001] 本申请涉及光伏技术领域，具体涉及一种光伏组件的巡检系统及方法。
相关背景技术
[0002] 地面巡检设备在光伏组件的区域内行走时采集光伏组件的图像。
[0003] 现有的地面巡检设备在工作时，数据展示和处理均在设备本地进行，在光伏组件的大片场地中需要工作人员走到设备旁进行操作，增加了工作量，并且，工作人员只有到设备旁查看时才会发现小车的工作状态是否异常，检测到损坏的光伏组件也无法及时进行反馈，导致巡检效率低。
具体实施方式
[0018] 为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
[0019] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本申请中，“各”包括一个及两个以上的数量。
[0020] 图1是根据一实施例示出的一种光伏组件巡检系统的结构示意图。如图1所示，本申请的一种光伏组件巡检系统，包括云端10、控制端20与至少一地面巡检设备30。
[0021] 控制端20与至少一地面巡检设备30之间通过无线局域网络通信连接。在一些实施例中，无线局域网络例如可以采用WIFI网络，但不限于此。实际实现时，可以在地面巡检设备30的控制主板中添加一个WIFI网卡，在工作场地中部署AP让WIFI网络覆盖地面巡检设备30的工作区域，从而，可以实现控制端20与地面巡检设备30之间的无线通信连接。
[0022] 控制端20与云端10通过移动通信网络通信连接。在一些实施例中，无线局域网络例如可以采用5G移动网络，以提高数据的实时性，移动通信网络的种类但不限于此。
[0023] 至少一地面巡检设备30，被配置为在光伏组件的区域内行走并采集光伏组件的图像，以及执行控制端20发送的调试指令。一些实施例中，地面巡检设备30包括第一图像采集装置与第二图像采集装置，第一图像采集装置用于采集光伏组件的地面巡检设备前方的图像，第二图像采集装置用于采集位于光伏组件的地面巡检设备下方的光伏组件的图像。其中，第二图像采集装置采集的图像为光伏组件表面的图像，用于检测是否有损坏的光伏组件，第一图像采集装置采集的图像为地面巡检设备30周围的环境图像，用于感知周围环境，以及将周围环境反馈给控制端20。地面巡检设备30可以执行控制端20发送的调试指令，以此实现对地面巡检设备30的远程调试。
[0024] 至少一地面巡检设备30，还被配置为在光伏组件的区域内行走时，根据第一图像采集装置采集的图像调整行进方向，以沿光伏组件的排列方向进行直线行走；当根据第一图像采集装置采集的图像、雷达数据、定位数据判断到达区域边缘时，进行转向，直到第一图像采集装置重新检测到光伏组件；运行地面巡检设备的一个身位距离，按照前一次转向的方向转向至相反的巡检方向后，继续行走，进入根据第一图像采集装置采集的图像调整行进方向，以沿光伏组件的排列方向进行直线行走的步骤；区域巡检完成后，停止行走或回到起始点，发送反馈巡检完成的信息至控制端。
[0025] 由于光伏区域都是大面积光伏板，很多情况下是安装在屋顶，所以检测场地边缘的高低落差很大，地面巡检设备30放在光伏板上之后，启动检测程序，地面巡检设备30会根据光伏板上面的线条和边框来计算设备是否在直线行驶。具体地，地面巡检设备30会根据第一图像采集装置采集到的图像计算一个标准线，代表当前前进方向，还会根据光伏板的边缘及内部线条计算出地面巡检设备30所要行进的方向，如果目标方向和当前方向不一致，地面巡检设备30会自动调整左右两边履带速度让前进方向和目标方向相吻合。当地面巡检设备30到达边缘之后，第一图像采集装置就无法检测到光伏板，加上激光雷达传递回来的距离数据以及gps定位信息三方面来判定地面巡检设备30是否真正到达边缘。确认到达边缘之后地面巡检设备30会自动左右转向，直到第一图像采集装置重新检测到光伏板，运行地面巡检设备30一个身位的距离，再次按照相同方向转向90度，这样就能确保地面巡检设备30调头运行到了平行于上一段检测路线且行进方向相反的方向上，确保检测范围能覆盖全部光伏板。
[0026] 控制端20，被配置为获取至少一地面巡检设备30传输的数据，根据数据进行显示并将第二图像采集装置采集的图像发送给云端10，以及发送调试指令至至少一地面巡检设备30，数据包括至少一地面巡检设备30的设备数据和至少一地面巡检设备30采集的图像。其中，设备数据例如可以是定位数据、车内温度、移动速度、移动方向、电池状态等，地面巡检设备30采集的图像包括第一图像采集装置与第二图像采集装置采集的图像，第一图像采集装置与第二图像采集装置可以是一个或多个，因此采集的图像可以是单一位置处的，也可以是多个位置的，优选地，第二图像采集装置为多个，可以采集同一个光伏组件的不同位置的图像，提高检测的准确性。在一些实施例中，地面巡检设备30还设有光源组件，用于向第二图像采集装置提供光源，优选地，第二图像采集装置为近红外摄像头，光源组件为近红外光源。
[0027] 控制端20上设有显示装置，显示装置用于显示控制界面，控制界面中显示上述数据。控制端20可以是手机、平板等移动终端，也可以是电脑、上位机等现场设备。在一些实施例中，地面巡检设备30上也可以设置显示装置，在控制端20与地面巡检设备30建立通信连接后，地面巡检设备30上显示的界面可以与控制端20上的界面同步，包括画面同步和操作同步，这样，无论操作人员在哪个设备上都可以进行数据查看和操作，同时保证数据的同步性，提高工作的准确性。
[0028] 控制端20可以向地面巡检设备30发送调试指令，以对地面巡检设备30进行调试。从而，操作人员无需走到地面巡检设备30处，减少工作量，降低人力成本。
[0029] 云端10，被配置为接收控制端20发送的图像，并对图像进行处理。其中，对图像的处理包括光伏组件进行隐裂检测。本申请结合局域网络以及移动网络，使得采集到的图像传回控制端20，再由控制端20发送到云端10进行处理，实现在控制端20可以远程查看设备状态和调试，减少了操作人员的工作量。同时，地面巡检设备具备自主行走能力，无需控制端20进行控制，减少对控制端20的算力要求，并且，能够使地面巡检设备30在行走过程中自主规划和判断路径，提高作业效率，减少网络质量对地面巡检设备30工作的影响。
[0030] 在一些实施例中，控制端20，被配置为：在至少一地面巡检设备完成巡检后，将第二图像采集装置采集的图像发送给云端。
[0031] 通过这种方式，可以减少图像传输对移动网络的带宽占用，并保证了图像传输的连续性，减少或避免数据丢失。在一些实施中，第二图像采集装置采集的图像还可以先存储在地面巡检设备30本地，在完成巡检后，地面巡检设备30将第二图像采集装置采集的图像发送给控制端20，再由地面巡检设备30发送给云端10。
[0032] 在一些实施例中，至少一地面巡检设备30，还被配置为：在光伏组件的区域内行走时，通过雷达设备扫描前方区域；
当检测到前方有障碍物时，进行转向避开；
当转向避让无法避开障碍物时，停止行走和检测，发送异常信息至控制端。
[0033] 通过这种方式，地面巡检设备30具有自主避障功能，进一步保证了地面巡检设备30在行进过程中的安全，同时，在异常时能够通过控制端20被及时发现。
[0034] 在一些实施例中，至少一地面巡检设备30，还被配置为：在开机后自动连接无线局域网络；
在完成网络连接后，开始监听与控制端20对应的通信端口，以与控制端20建立通信连接。
[0035] 其中，小车入场开机之后，自动连接局域网络。此时，可以执行自动导航与图像采集程序，并开始监听通信端口，准备与控制端20连接并传输数据。具体地，地面巡检设备30获取IP连接到局域网之后，在局域网内搜索是否存在控制端20，如果正确识别控制端20，则发送连接信息给控制端20，同一时间一辆地面巡检设备30只可连接一个控制端20，一个控制端20可以同时连接多辆地面巡检设备30。
[0036] 在一些实施例中，控制端20，还被配置为：在成功登录后，在控制界面显示设备列表；
检测无线局域网内在线的地面巡检设备30，以更新设备列表；
响应于选择设备列表中的目标地面巡检设备30，在控制界面展示目标地面巡检设备30对应的数据。
[0037] 其中，操作人员进行操作，在控制端20登录网站（即云端10后台），输入用户名密码登录之后，如图2所示，左侧列表会显示小车列表（即设备列表），这时会通过ICMP协议在局域网内获取小车的ip地址，检测当前局域网内在线的小车。检测完成之后，用户点击列表中的小车，右侧信息展示页面会通过IP地址连接小车并获取信息和图像，其中，前置影像为第一图像采集装置采集的图像，检测工位1和检测工位2显示的图像为设备上不同位置的第二图像采集装置采集的图像。
[0038] 在一些实施例中，控制界面还包括预设操作控件，预设操作控件用于触发指令。
[0039] 在一些实施例中，如图2所示，预设操作控件对应不同的指令，指令包括一般暂停指令、紧急暂停指令、关机指令、预设模式切换指令、调试指令中的至少一种。一般暂停指令用于暂停相机采集，暂停画面，紧急暂停指令用于在暂停相机采集的基础上暂停行走，预设模式切换指令用于进入巡检模式，调试指令用于进入调试界面。调试界面可以用于调试摄像头装置的曝光时间、采集帧率、对焦参数、拍摄角度等，也可以调试光源的参数，以此，能够获得更符合检测需求的图像。或者，调试界面可以用于调试设备的其他工作参数，以在设备出现异常时，操作人员无需前往设备现场进行调试。
[0040] 在一些实施例中，控制端20，还被配置为：当数据的处理结果指示符合调试条件时，根据处理结果生成调试指令并发送至对应的地面巡检设备，调试指令包括调试参数；
地面巡检设备30，还被配置为：
根据调试参数进行调试。
[0041] 其中，可以由操作人员根据控制端20显示的数据人工判断是否需要进行调试，再通过控制界面对地面巡检设备30进行远程调试，也可以由控制端20自动监测是否需要进行调试。一些实施例中，通过对图像的显示参数进行识别，如清晰度、亮度等，判断是否需要对摄像头进行调试，还可以通过对设备数据进行分析，判断是否出现故障或运行数据不理想，进而对设备进行调试。设备标识例如是设备的IP等能唯一对应到设备的信息，如此，可以同时对多台设备进行监测和调试，提高效率。
[0042] 在一些实施例中，第二图像采集装置为高清红外相机，云端10还被配置为：使用隐裂检测模型对第二图像采集装置采集的图像进行检测；
若检测结果为存在隐裂，则将图像与地面巡检设备30的定位数据进行对应存储。
[0043] 在一些实施例中，云端10还被配置为：在地面巡检设备30的行走路线中定位损坏的光伏组件。
[0044] 其中，隐裂是指肉眼不可见或极难分辨的细微裂痕，光伏组件损坏的条件例如是裂痕的长度超过阈值或者裂痕的数量超过阈值等，如果发现当前图像对应的光伏组件区域出现问题，达到损坏标准，云端10会记录图像和对应的定位数据到云端数据库。检测完成之后，云端10会根据记录的GPS信息生成地面巡检设备30的行走路线，并在行走路线中定位损坏的器件，从而，便于找到相应的光伏组件进行确认和维修。
[0045] 本申请的技术方案中，地面巡检设备30自身携带计算设备，使用传统视觉检测设备是否行走到场地边缘，到边缘之后自动转向、调头继续工作，拥有自主计算行进路线功能，设备自带有激光雷达，可以自动避障。运行过程中使用传统视觉检测，激光雷达，以及GPS定位三方面信息判断设备是否达到场地边缘，防止设备掉落损坏。地面巡检设备30运行过程中会不断使用高清红外相机采集光伏板图像保存到车载存储系统中，并且会将GPS定位信息、光伏板图片、前置摄像头视频、设备电量、运行速度信息通过局域网络传输到操作人员手持的控制平板上进行展示，控制人员会根据传回的巡检设备信息判断该设备是否工作正常，是否需要调试、检修或者中断运行。
[0046] 控制端20是由工作人员手持平板电脑充当，主要功能是展示、调试工作设备。控制端20在网络中上线后，会自动搜索局域网内在线设备，当地面巡检设备30开机之后接入局域网络。控制平板会显示该设备已在线，工作人员在平板上可以看到巡检设备上拍摄光伏板的检测相机实时图像，可以设置相机的参数比如曝光时间、白平衡、增益等，确保当前设备适合采集现场的光伏板图片之后，点击开始检测，地面巡检设备30会自动计算路线并开始工作，同时也会把信息通过局域网传输给控制平板并展示。一旦地面巡检设备30出现异常情况，工作人员可在控制平板上点击暂停或者紧急停止按钮发送命令给地面巡检设备30，地面巡检设备30会做出相应操作。
[0047] 云端10的功能主要是部署控制端20的控制页面，控制平板进入控制页面网站登录到控制系统中，之后检测局域网内在线设备。工作人员登录的账号密码存放在云端10上，地面巡检设备30的信息也存放在云端10上，包括设备名称，设备Ip地址。控制平板会根据从云,10获取的小车信息去局域网内搜索设备并连接。当地面巡检设备30工作完成之后，工作人员可以在控制平板选择是否将采集到的图片以及运行数据上传到云端进行存储。
[0048] 图3是根据一实施例示出的一种光伏组件巡检方法的流程示意图。如图3所示，本申请光伏组件巡检方法，包括步骤：S1，至少一地面巡检设备在光伏组件的区域内行走并采集光伏组件的图像，以及执行控制端发送的调试指令；
S2，控制端获取至少一地面巡检设备传输的数据，根据数据进行显示，并将第二图像采集装置采集的图像发送给云端，以及发送调试指令至至少一地面巡检设备，数据包括至少一地面巡检设备的设备数据和至少一地面巡检设备采集的图像；
S3，云端接收控制端发送的图像，并对图像进行处理。
[0049] 在一些实施例中，方法还包括：至少一地面巡检设备在光伏组件的区域内行走时，根据第一图像采集装置采集的图像调整行进方向，以沿光伏组件的排列方向进行直线行走；
当根据第一图像采集装置采集的图像、雷达数据、定位数据判断到达区域边缘时，进行转向，直到第一图像采集装置重新检测到光伏组件；
运行地面巡检设备的一个身位距离，按照前一次转向的方向转向至相反的巡检方向后，继续行走，进入根据第一图像采集装置采集的图像调整行进方向，以沿光伏组件的排列方向进行直线行走的步骤；
区域巡检完成后，停止行走或回到起始点，发送反馈巡检完成的信息至控制端。
[0050] 在一些实施例中，方法还包括：至少一地面巡检设备在开机后自动连接无线局域网络；
在完成网络连接后，开始监听与控制端对应的通信端口，以与控制端建立通信连接。
[0051] 在一些实施例中，方法还包括：控制端在至少一地面巡检设备完成巡检后，将第二图像采集装置采集的图像发送给云端。
[0052] 在一些实施例中，方法还包括：至少一地面巡检设备在光伏组件的区域内行走时，通过雷达设备扫描前方区域；
当检测到前方有障碍物时，进行转向避开；
当转向避让无法避开障碍物时，停止行走和检测，发送异常信息至控制端。
[0053] 在一些实施例中，方法还包括：至少一地面巡检设备基于预设行走路线在光伏组件的区域内行走。
[0054] 在一些实施例中，方法还包括：控制端在成功登录后，在控制界面显示设备列表；
检测无线局域网内在线的地面巡检设备，以更新设备列表；
响应于选择设备列表中的目标地面巡检设备，在控制界面展示目标地面巡检设备对应的数据。
[0055] 在一些实施例中，控制界面还包括预设操作控件，预设操作控件用于触发指令。
[0056] 在一些实施例中，指令包括暂停指令、紧急暂停指令、关机指令、预设模式切换指令、调试指令中的至少一种。
[0057] 在一些实施例中，方法还包括：控制端对数据进行处理；
当数据的处理结果指示符合调试条件时，根据处理结果生成调试指令并发送至对应的地面巡检设备，调试指令包括调试参数；
地面巡检设备根据调试参数进行调试。
[0058] 在一些实施例中，第二图像采集装置为高清红外相机，方法还包括：云端使用隐裂检测模型对第二图像采集装置采集的图像进行检测；
若检测结果为存在隐裂，则将图像与地面巡检设备的定位数据进行对应存储。
[0059] 在一些实施例中，方法还包括：云端在地面巡检设备的行走路线中定位损坏的光伏组件。
[0060] 本申请的一种光伏组件巡检系统及方法，系统包括通信连接的云端、控制端与至少一地面巡检设备，地面巡检设备包括采集设备前方图像和下方图像的图像采集装置；地面巡检设备在光伏组件的区域内自主行走并采集图像，以及执行控制端发送的调试指令；控制端获取地面巡检设备传输的数据，根据数据进行显示，并将设备下方图像发送给云端，以及发送调试指令至地面巡检设备，数据包括设备数据和采集的图像；云端接收控制端发送的图像，并对图像进行处理。本申请中，地面巡检设备具备自主行走能力，还可以将设备数据和设备采集的数据传输至控制端进行显示，由云端进行隐裂检测，更加高效，减少了操作人员的工作量。
[0061] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
