【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及光伏領(lǐng)域，具體而言，涉及一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法、系統(tǒng)和光伏清掃裝置。
技術(shù)介紹
1、光伏清掃裝置通常依賴人工預(yù)設(shè)的固定導(dǎo)航點(diǎn)，通常情況下，光伏清掃裝置停靠在遠(yuǎn)離光伏面板的下邊沿目標(biāo)距離處的固定導(dǎo)航點(diǎn)位置上，以實(shí)現(xiàn)光伏面板清掃工作。然而隨著光伏技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏跟蹤系統(tǒng)通過傳感器監(jiān)測太陽的位置，然后通過控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)光伏板轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著光伏面板因跟蹤系統(tǒng)而發(fā)生角度變化，光伏面板的下邊沿在不停的變化，固定導(dǎo)航點(diǎn)的坐標(biāo)位置無法動(dòng)態(tài)有效適應(yīng)光伏清掃裝置的要求，因此可能導(dǎo)致光伏清掃裝置在執(zhí)行任務(wù)時(shí)可能無法到達(dá)準(zhǔn)確的位置，甚至導(dǎo)致光伏清掃設(shè)備損壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法、系統(tǒng)和光伏清掃裝置，通過點(diǎn)云分區(qū)技術(shù)，篩選光伏面板邊緣的點(diǎn)云并將其擬合直線獲得光伏面板的邊緣直線，通過實(shí)時(shí)檢測光伏面板邊緣直線的表達(dá)方程，實(shí)時(shí)生成新的目標(biāo)導(dǎo)航點(diǎn)在光伏清掃裝置坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置，確保無論光伏面板的傾斜角度如何變化，光伏清掃裝置始終能夠與光伏面板保持固定的清掃距離，從而提高清掃效率與安全性。
2、具體的，本申請(qǐng)的技術(shù)方案如下：
3、第一方面，本申請(qǐng)公開一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，用于光伏清掃裝置的導(dǎo)航定位，包括：
4、使用設(shè)置在所述光伏清掃裝置上的多線激光雷達(dá)，采集目標(biāo)光伏面板的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
5、以所述多線激光雷達(dá)為中心，構(gòu)建環(huán)形點(diǎn)云圖，并對(duì)所述環(huán)形點(diǎn)云圖進(jìn)行分區(qū)；獲取每個(gè)分區(qū)的代表點(diǎn)；
6、將相鄰的所述分區(qū)的代表
7、對(duì)篩選出的所述邊緣點(diǎn)云進(jìn)行直線擬合，獲得所述目標(biāo)光伏面板的邊緣直線；使用擬合得到的邊緣直線，實(shí)時(shí)計(jì)算最新的目標(biāo)導(dǎo)航點(diǎn)在以所述多線激光雷達(dá)為中心的坐標(biāo)系中的位置。
8、在一些實(shí)施方式中，所述的以所述多線激光雷達(dá)為中心，構(gòu)建環(huán)形點(diǎn)云圖，并對(duì)所述環(huán)形點(diǎn)云圖進(jìn)行分區(qū)，包括：
9、通過所述多線激光雷達(dá)對(duì)環(huán)境進(jìn)行全方位掃描，獲取全方位點(diǎn)云數(shù)據(jù)，生成環(huán)形點(diǎn)云圖；
10、以所述多線激光雷達(dá)為中心建立三維坐標(biāo)系；按照設(shè)定的角度，對(duì)所述環(huán)形點(diǎn)云圖進(jìn)行劃分，形成多個(gè)分區(qū)。
11、在一些實(shí)施方式中，所述的獲取每個(gè)分區(qū)的代表點(diǎn)；包括如下步驟：在以所述多線激光雷達(dá)中心的三維坐標(biāo)系的xy平面，對(duì)每個(gè)所述分區(qū)以預(yù)設(shè)分辨率對(duì)所述xy平面的歐式距離進(jìn)行分塊，獲取各個(gè)所述分塊內(nèi)所有點(diǎn)云的z值，將所述分塊內(nèi)的點(diǎn)云z值的最大值作為所述分塊的高度；
12、按照與所述多線激光雷達(dá)的距離，在二維圖中描繪所述各個(gè)分塊的高度對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；
13、依次連接所述各個(gè)分塊的高度值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，從所述點(diǎn)中確定每個(gè)所述分區(qū)的代表點(diǎn)。
14、在一些實(shí)施方式中，所述的從所述點(diǎn)中確定每個(gè)所述分區(qū)的代表點(diǎn)；包括如下步驟：
15、計(jì)算依次連接的所述點(diǎn)之間的梯度變化值，當(dāng)所述梯度變化值大于第一梯度閾值時(shí)，將所述梯度變化值連線兩端對(duì)應(yīng)的點(diǎn)均作為所述分區(qū)的備選代表點(diǎn)；
16、在所述備選代表點(diǎn)內(nèi)，篩選高度處于第二高度閾值內(nèi)的所述備選代表點(diǎn)作為所述分區(qū)的代表點(diǎn)。
17、在一些實(shí)施方式中，所述的對(duì)篩選出的所述邊緣點(diǎn)云進(jìn)行直線擬合，獲得所述目標(biāo)光伏面板的邊緣直線；包括如下步驟：
18、對(duì)所述邊緣點(diǎn)云進(jìn)行離群點(diǎn)濾波處理；
19、對(duì)濾波后的所述邊緣點(diǎn)云進(jìn)行聚類；聚類后進(jìn)行直線檢測，檢測得到所述邊緣直線的表達(dá)方程。
20、在一些實(shí)施方式中，所述的檢測得到所述邊緣直線的表達(dá)方程；具體包括如下步驟：
21、計(jì)算一組所述邊緣點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的質(zhì)心，并對(duì)所述邊緣點(diǎn)云進(jìn)行中心化處理；
22、將所述邊緣點(diǎn)云平移到以所述質(zhì)心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中，計(jì)算中心化后的所述邊緣點(diǎn)云的協(xié)方差矩陣；
23、對(duì)所述協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，選取所述協(xié)方差矩陣中的最大特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量作為所述邊緣直線的方向向量；
24、基于所述方向向量和所述質(zhì)心確定所述邊緣直線的表達(dá)方程。
25、在一些實(shí)施方式中，所述的使用擬合得到的邊緣直線，實(shí)時(shí)計(jì)算最新的目標(biāo)導(dǎo)航點(diǎn)在以所述多線激光雷達(dá)為中心的坐標(biāo)系中的位置；包括如下步驟：
26、識(shí)別初始設(shè)置的固定導(dǎo)航點(diǎn)的位置坐標(biāo)；識(shí)別所述固定導(dǎo)航點(diǎn)在所述邊緣直線上的垂直投影點(diǎn)的位置坐標(biāo)；
27、計(jì)算所述固定導(dǎo)航點(diǎn)與所述垂直投影點(diǎn)之間連線的方向向量；
28、以所述垂直投影點(diǎn)為起點(diǎn)，沿著所述方向向量向外延伸標(biāo)準(zhǔn)工作距離；將延伸后獲得的新的點(diǎn)位作為所述目標(biāo)導(dǎo)航點(diǎn)。
29、在一些實(shí)施方式中，所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，還包括：生成所述光伏清掃裝置的當(dāng)前位置到所述目標(biāo)導(dǎo)航點(diǎn)之間的導(dǎo)航路徑。
30、第二方面，本申請(qǐng)還公開一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正系統(tǒng)，包括：多線激光雷達(dá)、處理器、存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)實(shí)施方式中所述導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法的步驟。
31、在一些實(shí)施方式中，所述多線激光雷達(dá)設(shè)置在光伏清掃裝置上，用于采集目標(biāo)光伏面板的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
32、所述處理器，包括：
33、分區(qū)模塊，用于以所述多線激光雷達(dá)為中心，構(gòu)建環(huán)形點(diǎn)云圖，并對(duì)所述環(huán)形點(diǎn)云圖進(jìn)行分區(qū)；獲取每個(gè)分區(qū)的代表點(diǎn)；
34、篩選模塊，用于將相鄰的所述分區(qū)的代表點(diǎn)進(jìn)行連接，篩選出所述目標(biāo)光伏面板的邊緣點(diǎn)云；
35、擬合模塊，用于對(duì)篩選出的所述邊緣點(diǎn)云進(jìn)行直線擬合，獲得所述目標(biāo)光伏面板的邊緣直線；
36、計(jì)算模塊，用于使用擬合得到的邊緣直線，實(shí)時(shí)計(jì)算最新的目標(biāo)導(dǎo)航點(diǎn)在以所述多線激光雷達(dá)為中心的坐標(biāo)系中的位置。
37、第三方面，本申請(qǐng)還公開一種光伏清掃裝置，該清掃裝置至少包括上述任一項(xiàng)實(shí)施方式中所述的導(dǎo)航點(diǎn)糾正系統(tǒng)。
38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)至少具有以下一項(xiàng)有益效果：
39、1、本申請(qǐng)中目標(biāo)導(dǎo)航點(diǎn)坐標(biāo)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整，相較于現(xiàn)有技術(shù)中使用的固定導(dǎo)航點(diǎn)，本申請(qǐng)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
能夠顯著提升光伏清掃裝置的工作穩(wěn)定性與適應(yīng)性。傳統(tǒng)方法難以應(yīng)對(duì)光伏面板因跟蹤系統(tǒng)所引起的角度變化，而本專利技術(shù)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整，確保光伏清掃裝置始終保持與光伏面板之間的固定工作距離，從而防止由于距離不當(dāng)導(dǎo)致的清掃效果不佳或設(shè)備損壞。進(jìn)而提高清掃效率，縮短清掃周期，降低維護(hù)成本。
40、2、傳統(tǒng)邊緣檢測方法通常面臨激光點(diǎn)云稀疏性問題，導(dǎo)致在復(fù)雜環(huán)境中難以準(zhǔn)確檢測邊緣。本專利技術(shù)通過構(gòu)建環(huán)形點(diǎn)云圖，并采用點(diǎn)云分區(qū)技術(shù)，從三維點(diǎn)云特征中提取二維點(diǎn)云特征進(jìn)行邊緣檢測，通過設(shè)置分區(qū)的大小可以調(diào)整擬合邊緣直線的精度，克服了稀疏性帶來的限制，使得邊緣檢測更加可靠，能夠有效識(shí)別光伏面板的邊緣，無論在不同光照條件或環(huán)境復(fù)雜性下均能保持高效性能。
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1.一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，用于光伏清掃裝置的導(dǎo)航定位，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的以所述多線激光雷達(dá)為中心，構(gòu)建環(huán)形點(diǎn)云圖，并對(duì)所述環(huán)形點(diǎn)云圖進(jìn)行分區(qū)，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的獲取每個(gè)分區(qū)的代表點(diǎn)；包括如下步驟：
4.如權(quán)利要求3所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的從所述點(diǎn)中確定每個(gè)所述分區(qū)的代表點(diǎn)，包括如下步驟：
5.如權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的對(duì)篩選出的所述邊緣點(diǎn)云進(jìn)行直線擬合，獲得所述目標(biāo)光伏面板的邊緣直線；包括如下步驟：
6.如權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的檢測得到所述邊緣直線的表達(dá)方程；具體包括如下步驟：
7.如權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的使用擬合得到的邊緣直線，實(shí)時(shí)計(jì)算最新的目標(biāo)導(dǎo)航點(diǎn)在以所述多線激光雷達(dá)為中心的坐標(biāo)系中的位置；包括如下步驟：
8.一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正系統(tǒng)，其特征在于，包括：多線激光雷達(dá)、處
9.如權(quán)利要求8所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正系統(tǒng)，其特征在于，所述多線激光雷達(dá)設(shè)置在光伏清掃裝置上，用于采集目標(biāo)光伏面板的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
10.一種光伏清掃裝置，其特征在于，該清掃裝置至少包括權(quán)利要求8-9任一項(xiàng)所述的導(dǎo)航點(diǎn)糾正系統(tǒng)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，用于光伏清掃裝置的導(dǎo)航定位，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的以所述多線激光雷達(dá)為中心，構(gòu)建環(huán)形點(diǎn)云圖，并對(duì)所述環(huán)形點(diǎn)云圖進(jìn)行分區(qū)，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的獲取每個(gè)分區(qū)的代表點(diǎn)；包括如下步驟：
4.如權(quán)利要求3所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的從所述點(diǎn)中確定每個(gè)所述分區(qū)的代表點(diǎn)，包括如下步驟：
5.如權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在于，所述的對(duì)篩選出的所述邊緣點(diǎn)云進(jìn)行直線擬合，獲得所述目標(biāo)光伏面板的邊緣直線；包括如下步驟：
6.如權(quán)利要求5所述的一種導(dǎo)航點(diǎn)糾正方法，其特征在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐春波，王士濤，張鄴，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖州麗天智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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