CN105204504B - 光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏方法及自动纠偏系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于光伏阵列清洗领域，具体来说，首先提供一种光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏方法，包括：采集清洗车行进前方图像信息；根据图像信息得到光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数；将实测位置信息参数与理想位置信息参数进行比较，解算出清洗车当前相对于光伏阵列实际的位姿与其理想位姿的偏差，依此得出纠偏控制指令；根据纠偏控制指令，对行进中的清洗车实施纠偏。然后，又提供一种光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏系统，包括通过电缆连接的图像采集装置、智能运算控制单元、方向与速度执行单元。本发明可以对处于作业行进中的光伏阵列清洗车进行自动与辅助纠偏，结构简单、便于操控、适应性强。

Description

光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏方法及自动纠偏系统

技术领域

本发明涉及光伏阵列清洗领域，具体涉及光伏阵列清洗车行进过程中的自动纠偏方法与系统。

背景技术

随着全球性能源短缺、气候异常和环境污染等问题日益突出，积极推进新能源战略、加快新能源推广应用，已成为世界各国的共识。太阳能作为一种丰富、清洁和可再生的新能源，其开发利用对缓解能源危机、保护生态环境和保证经济可持续发展具有重大而切实的意义。近年来，太阳能光伏发电产业在各国相关政策的扶持下呈现迅速发展的势头，进入了大规模发展阶段。

光伏电站的太阳能电池板以阵列的形式露天倾斜安装，大气中的砂粒、灰尘、杂物和一些腐蚀物质很容易附着在其表面。尤其是在干旱、多风及植被稀少的荒漠化地区，1～2周便会在电池板上盖满沙尘，严重影响其光电转换效率，甚至损坏电池板，因此，定期或适时对太阳能电池板进行清洁就成为光伏电站日常运行维护中必不可少的重要环节。

随着光伏电站的大规模建设，太阳能电池板的机械化清洗越来越被重视并推广使用。国外较早实现了对光伏电站太阳能电池板的机械化清洗，这些清洗设备针对当地气候、地形条件和光伏电站规模，结构上一般采用履带底盘、拖拉机底盘或卡车底盘。

操作者不仅要操作设备沿光伏阵列行进，还需要对光伏阵列清洗状态进行观察。作业过程高度紧张，对操作者提出了较高的要求。目前市场上还没有出现行进中自动纠偏的产品。

发明内容

本发明提供一种对清洗车作业行进进行自动纠偏的方法以及一种自动纠偏系统，以解决现有技术存在的问题。

本发明采用以下技术方案：

光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏方法，包括：采集清洗车行进前方图像信息；对所述图像信息进行实时处理，得到光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数；将所述的光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数与清洗车处于设定的理想位姿时光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的理想位置信息参数进行比较，解算出清洗车当前相对于光伏阵列实际的位姿与其理想位姿的偏差，依此计算出纠偏所需的修正量，进而生成纠偏控制指令；根据纠偏控制指令，对行进中的清洗车实施纠偏。

作为优化，处理后的图像信息通过显示屏显示。

作为优化，测出当前车速，计算纠偏修正量时，将当前车速作为输入参数之一。

作为优化，当获取不到光伏阵列信息，或解算出的清洗车实际位姿与理想位姿之间的偏差超出预设的阈值时，报警装置报警。

光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏系统，包括通过电缆依次连接的以下组件：

用于实时采集清洗车行进前方图像信息的图像采集装置；用于对图像采集装置采集到的清洗车行进前方的图像信息进行实时处理、提取光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数、并将所述实测位置信息参数与其理想位置信息参数进行比较、进而计算出纠偏所需修正量并生成纠偏控制指令的智能运算控制单元；用于根据智能运算控制单元的纠偏控制指令驱动清洗车底盘行进装置的运动控制器输出纠偏动作、对行进中的清洗车实施纠偏的方向与速度执行单元。

作为优化，还包括显示屏，所述显示屏通过电缆与智能运算控制单元连接。

作为进一步优化，所述显示屏为触控液晶显示屏，所述触控液晶显示屏与智能运算控制单元连接之间的连接电缆为总线电缆。

作为优化，还包括车速传感器，所述车速传感器通过电缆与智能运算控制单元连接。

作为优化，还包括报警装置，所述报警装置通过电缆与智能运算控制单元连接。

作为优化，所述智能运算控制单元包括：用于对图像采集装置采集到的清洗车行进前方的图像信息进行实时处理、提取光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数的图像处理模块；以及用于将所述实测位置信息参数与其理想位置信息参数进行比较、进而计算出纠偏所需修正量并生成纠偏控制指令的偏差解算模块。

本发明的有益效果是：可以对处于作业行进中的光伏阵列清洗车进行自动与辅助纠偏，结构简单、便于操控、适应性强，可以大幅降低操作者作业强度与难度，提高作业安全性与效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明仅用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明所述自动纠偏方法实施例的工作流程图。

图2为本发明所述自动纠偏系统实施例的组成框图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1流程所示，光伏阵列清洗车行进过程中的自动纠偏方法，包括以下步骤：

步骤100：清洗车以设定的间距平行光伏阵列前进时，安装在车上的摄像头1捕捉清洗车前方图像信息，并将图像信息传送至图像处理模块2；

步骤101：图像处理模块2对摄像头传递的图像信息进行预处理，分离出包括光伏阵列下沿的电池板轮廓图像，同时将图像信息传送至触摸显示屏4，供操作者监控，若无法对获取的图像进行识别，跳转执行步骤107；

步骤102：图像处理模块2根据摄像头在清洗车上的安装位置和已获取的可识别图像，解算出光伏阵列下沿所在直线相对于清洗车方位基准的实测位置信息参数并传送至偏差解算模块3。所述实测位置信息参数包括光伏阵列下沿所在直线与清洗车方位基准之间的距离和夹角，所述清洗车方位基准可以选取车体侧立面，也可选取车体中分面，或其它基准要素。

步骤103：偏差解算模块3计算清洗车当前行进方向数据：偏差解算模块3将获取的光伏阵列下沿所在直线相对于清洗车方位基准的实测位置信息参数与清洗车处于设定的理想位姿时光伏阵列下沿所在直线相对清洗车方位基准的理想位置信息参数进行比较，解算出清洗车当前相对于光伏阵列的实际位姿与其理想位姿的偏差。当所述偏差大于设定的安全限时，跳转执行步骤107；

步骤104：偏差解算模块3读取车速传感器7测出的当前车速数据；

步骤105：偏差解算模块3根据清洗车当前相对于光伏阵列的实际位姿与其理想位姿的偏差，结合当前车速，计算出纠偏所需的方向与速度修正量；

步骤106：偏差解算模块3根据所述方向与速度修正量生成纠偏控制指令编码并输出至方向与速度执行单元6，方向与速度执行单元6据此对行进中的清洗车实施纠偏。

步骤107：当无法提取光伏阵列位置信息以及出现严重的方向或距离偏差时，系统进行故障与安全处理，设备减速，严重时停车待命，同时，报警装置8报警；

如图2所示，一种光伏阵列清洗车行进过程中的自动纠偏系统，包括摄像头1，与摄像头1相连的图像处理模块2，与图像处理模块2相连的偏差解算模块3，与偏差解算模块3相连的方向与速度执行模块6。

摄像头1，用于实时采集清洗车行进前方图像信息；

图像处理模块2，用于对图像采集装置采集到的清洗车行进前方的图像信息进行实时处理、提取光伏阵列下沿所在直线相对清洗车方位基准的实测位置信息参数（距离和夹角），其图像处理方法为现有成熟的图像处理领域的方法，例如二值法，根据分离出的光伏电池板的轮廓，获取光伏阵列下沿所在直线；

偏差解算模块3，用于将所述光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数与其理想位置信息参数进行比较、计算清洗车相对于光伏阵列理想位姿与实际位姿之间的偏差，进而计算修正量，并生成纠偏控制指令；

方向与速度执行单元6，用于将偏差解算模块3的纠偏控制指令编码输出到底盘行进装置的运动控制器中，输出纠偏动作、通过修正底盘行进的方向和速度实现底盘行进纠偏；方向与速度执行单元的输出可以采用开关量、模拟量、PWM、CAN总线、LIN、RS422/485总线中的一种或多种，以满足不同执行单元如普通开关阀组、伺服阀、伺服电机、步进电机的控制需求。

图像处理模块2和偏差解算模块3共同连接一个显示屏，显示屏优选为触控液晶显示屏，显示屏对图像处理模块2接收的图像或者处理过的图像进行显示或者对偏差解算模块计算得出的信息进行显示，供操作者参考，同时显示屏并提供预设、距离修正等交互接口进行数据交互。

为了增加安全性，本实施例还在系统中设置报警模块8，与偏差解算模块3进行通信，当清洗车获取不到光伏阵列信息，或者偏差解算模块解算出的清洗车实际位姿与理想位姿之间的偏差超出预设的阈值时，系统进行故障与安全处理，设备减速，严重时清洗车停止行进待命，同时，报警装置8报警。

本实施例的系统还设置车速传感器，通过车速传感器获取列车速度数据传递偏差解算模块，作为计算修正量的一个参数指标。

本实施例的系统还包括为系统供电的电源5，可以选用车载电瓶（12V或24V），也可以选用车载的发电设备。

本发明并不局限于上述示意性的实施方式，还能够以其他多种具体方式予以实施。本领域技术人员在不脱离本发明精神实质的前提下，当可依照本发明技术方案做出不同于前述实施方式的各种具体变换。但是，凡此各种惯常的具体变换形式，只要其实施方式实质采用了本发明技术方案的全部技术特征，则其均处于本发明所附权力要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏方法，其特征在于，包括：清洗车以设定的间距平行光伏阵列前进时，采集清洗车行进前方图像信息；对所述图像信息进行实时处理，得到光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数，所述实测位置信息参数包括光伏阵列下沿所在直线与清洗车方位基准之间的距离和夹角；将所述的光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数与清洗车处于设定的理想位姿时光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的理想位置信息参数进行比较，解算出清洗车当前相对于光伏阵列实际的位姿与其理想位姿的偏差，依此计算出纠偏所需的修正量，进而生成纠偏控制指令；根据纠偏控制指令，对行进中的清洗车实施纠偏。

2.根据权利要求1所述的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏方法，其特征在于：处理后的图像信息通过显示屏显示。

3.根据权利要求1所述的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏方法，其特征在于：测出当前车速；计算纠偏修正量时，将当前车速作为输入参数之一。

4.根据权利要求1或2所述的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏方法，其特征在于：当获取不到光伏阵列信息，或解算出的清洗车实际位姿与理想位姿之间的偏差超出预设的阈值时，报警装置报警。

5.应用如权利要求1~4所述的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏方法的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏系统，其特征在于：包括通过电缆依次连接的以下组件：用于实时采集清洗车行进前方图像信息的图像采集装置；用于对图像采集装置采集到的清洗车行进前方的图像信息进行实时处理、提取光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数、并将所述实测位置信息参数与其理想位置信息参数进行比较、进而计算出纠偏所需修正量并生成纠偏控制指令的智能运算控制单元；用于根据智能运算控制单元的纠偏控制指令驱动清洗车底盘行进装置的运动控制器输出纠偏动作、对行进中的清洗车实施纠偏的方向与速度执行单元。

6.根据权利要求5所述的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏系统，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏通过电缆与智能运算控制单元连接。

7.根据权利要求6所述的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏系统，其特征在于，所述显示屏为触控液晶显示屏，所述触控液晶显示屏与智能运算控制单元连接之间的连接电缆为总线电缆。

8.根据权利要求5所述的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏系统，其特征在于，还包括车速传感器，所述车速传感器通过电缆与智能运算控制单元连接。

9.根据权利要求5所述的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏系统，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置通过电缆与智能运算控制单元连接。

10.根据权利要求5所述的光伏阵列清洗车行进中的自动纠偏系统，其特征在于，所述智能运算控制单元包括：用于对图像采集装置采集到的清洗车行进前方的图像信息进行实时处理、提取光伏阵列下沿所在直线相对清洗车的实测位置信息参数的图像处理模块；

以及用于将所述实测位置信息参数与其理想位置信息参数进行比较、进而计算出纠偏所需修正量并生成纠偏控制指令的偏差解算模块。