CN110910316B - 太阳能设备控制平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能设备控制平台，包括：能量转换设备，用于检测太阳能帆板输出给太阳能路灯的灯体的能量以作为实时转换能量输出；所述太阳能帆板位于太阳能路灯上以为其提供电力供应；面积选择设备，用于基于实时转换能量确定对应的太阳能帆板的展开面积；展幅控制设备，用于在确定的展开面积与实际展开面积不匹配时，基于确定的展开面积对所述太阳能帆板的展幅进行控制。本发明的太阳能设备控制平台操纵方便、具有一定的可控性。由于在帆板的实际展开面积与需要的展开面积不一致时，采用自适应控制机制以使得帆板的展开与输出的太阳能相匹配，从而提升了太阳能设备的可控性。

Description

太阳能设备控制平台

技术领域

本发明涉及太阳能设备领域，尤其涉及一种太阳能设备控制平台。

背景技术

太阳能(solar energy)，是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射)，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

发明内容

本发明需要具备以下两处重要的发明点：

(1)为了保证帆板对象的检测精度，对待处理图像中存在帆板对象的图像区域执行图像平滑动作，而对其他图像区域不执行图像平滑动作，以获得所述待处理图像对应的定制平滑图像，提高后续识别的有效性；

(2)在帆板的实际展开面积与需要的展开面积不一致时，采用自适应控制机制以使得帆板的展开与输出的太阳能相匹配。

根据本发明的一方面，提供了一种太阳能设备控制平台，所述平台包括：能量转换设备，分别与太阳能帆板和太阳能路灯的灯体连接，用于检测所述太阳能帆板输出给所述太阳能路灯的灯体的能量以作为实时转换能量输出；其中，所述太阳能帆板位于太阳能路灯上，用于为太阳能路灯提供电力供应。

更具体地，在所述太阳能设备控制平台中，还包括：面积选择设备，用于接收实时转换能量，并基于实时转换能量确定对应的太阳能帆板的展开面积；其中，在所述面积切换设备中，基于实时转换能量确定对应的太阳能帆板的展开面积包括：实时转换能量越高，确定的对应的展开面积越大。

更具体地，在所述太阳能设备控制平台中，还包括：展幅控制设备，分别与所述面积选择设备和所述太阳能帆板连接，用于在确定的展开面积与实际展开面积不匹配时，基于确定的展开面积对所述太阳能帆板的展幅进行控制；点阵摄像机，设置在太阳能帆板的对面，用于对所述太阳能帆板周围进行点阵摄像操作，以获得并输出相应的现场捕获图像；畸变校正设备，设置在太阳能路灯内，与所述点阵摄像机连接，用于接收所述现场捕获图像，并对所述现场捕获图像执行畸变校正处理，以获得并输出相应的畸变校正图像；导向滤波设备，与所述畸变校正设备连接，用于对接收到的畸变校正图像执行导向滤波处理，以获得相应的导向滤波图像，并输出导向滤波图像。

本发明的太阳能设备控制平台操纵方便、具有一定的可控性。由于在帆板的实际展开面积与需要的展开面积不一致时，采用自适应控制机制以使得帆板的展开与输出的太阳能相匹配，从而提升了太阳能设备的可控性。

具体实施方式

下面将对本发明的太阳能设备控制平台的实施方案进行详细说明。

太阳能路灯是采用晶体硅太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池(胶体电池)储存电能，超高亮LED灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯。

太阳能路灯系统可以保障阴雨天气15天以上正常工作！它的系统组成是由LED光源(含驱动)、太阳能电池板、蓄电池(包括蓄电池保温箱)、太阳能路灯控制器、路灯灯杆(含基础)及辅料线材等几部分构成。

太阳能电池组件一般选用单晶硅或者多晶硅太阳能电池组件；LED灯头一般选用大功率LED光源；控制器一般放置在灯杆内，具有光控、时控制、过充过放保护及反接保护，更高级的控制器更具备四季调整亮灯时间功能、半功率功能、智能充放电功能等；蓄电池一般放置于地下或则会有专门的蓄电池保温箱，可采用阀控式铅酸蓄电池、胶体蓄电池、铁铝蓄电池或者锂电池等。太阳能灯具全自动工作，不需要挖沟布线，但灯杆需要装置在预埋件(混凝土底座)上。

目前，太阳能路灯所使用的太阳能帆板都是固定的展开面积，无法灵活根据太阳能路灯耗费电量所需要的太阳能能量自适应调整其展开面积，导致在不需要较多太阳能能量时带来不必要的设备损耗，或者导致在需要较多太阳能能量时能量难以及时供应上。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种太阳能设备控制平台，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的太阳能设备控制平台包括：

能量转换设备，分别与太阳能帆板和太阳能路灯的灯体连接，用于检测所述太阳能帆板输出给所述太阳能路灯的灯体的能量以作为实时转换能量输出；

其中，所述太阳能帆板位于太阳能路灯上，用于为太阳能路灯提供电力供应。

接着，继续对本发明的太阳能设备控制平台的具体结构进行进一步的说明。

所述太阳能设备控制平台中还可以包括：

面积选择设备，用于接收实时转换能量，并基于实时转换能量确定对应的太阳能帆板的展开面积；

其中，在所述面积切换设备中，基于实时转换能量确定对应的太阳能帆板的展开面积包括：实时转换能量越高，确定的对应的展开面积越大。

所述太阳能设备控制平台中还可以包括：

展幅控制设备，分别与所述面积选择设备和所述太阳能帆板连接，用于在确定的展开面积与实际展开面积不匹配时，基于确定的展开面积对所述太阳能帆板的展幅进行控制；

点阵摄像机，设置在太阳能帆板的对面，用于对所述太阳能帆板周围进行点阵摄像操作，以获得并输出相应的现场捕获图像；

畸变校正设备，设置在太阳能路灯内，与所述点阵摄像机连接，用于接收所述现场捕获图像，并对所述现场捕获图像执行畸变校正处理，以获得并输出相应的畸变校正图像；

导向滤波设备，与所述畸变校正设备连接，用于对接收到的畸变校正图像执行导向滤波处理，以获得相应的导向滤波图像，并输出导向滤波图像；

范围匹配设备，与所述导向滤波设备连接，用于接收所述导向滤波图像，确定所述导向滤波图像的每一个像素的像素值确定是否落在帆板灰度阈值范围内，如果落在所述帆板灰度阈值范围之内，则将该像素确定为帆板像素，如果落在所述帆板灰度阈值范围之外，则将该像素确定为非帆板像素，基于所述帆板像素的数量确定是否存在相应帆板；

在所述范围匹配设备中，基于所述帆板像素的数量确定是否存在相应帆板包括：当所述帆板像素的数量超限时，确定存在相应帆板；

定制平滑设备，与所述范围匹配设备连接，用于在确定存在相应帆板时，对所述导向滤波图像中存在帆板的图像区域执行图像平滑动作，而对其他图像区域不执行图像平滑动作，以获得所述导向滤波图像对应的定制平滑图像；

实时锐化设备，与所述定制平滑设备连接，用于接收所述定制平滑图像，并基于Roberts算子执行对所述定制平滑图像的锐化处理，以获得并输出相应的实时锐化图像；

面积检测设备，与所述实时锐化设备连接，用于基于实时锐化图像中帆板的景深以及帆板区域占据实时锐化设备的面积比例确定帆板的实际展开面积，并将所述展幅控制设备发送给所述展幅控制设备；

其中，所述定制平滑设备由区域检测单元、平滑执行单元和数据拼接单元组成；

其中，在所述定制平滑设备中，所述区域检测单元与所述范围匹配设备连接，用于在确定存在相应帆板时，检测所述导向滤波图像中存在帆板的图像区域。

所述太阳能设备控制平台中还可以包括：

分辨率解析设备，设置在太阳能路灯内，与所述点阵摄像机连接，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像的分辨率进行现场解析操作，以获得并输出对应的现场分辨率；

等级识别设备，与所述分辨率解析设备连接，用于接收所述现场分辨率，并确定与所述现场分辨率成正比的分辨率等级，输出所述分辨率等级；

电力管理设备，与所述等级识别设备连接，用于在接收到的分辨率等级超限时，恢复对维纳滤波设备、同态滤波设备、中值滤波设备和高斯滤波设备的电力供应；

维纳滤波设备，用于接收来自分辨率解析设备的现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个青色分量组成的青色分量子图像执行维纳滤波处理，以获得青色滤波图像；

同态滤波设备，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个品红色分量组成的品红色分量子图像执行同态滤波处理，以获得品红色滤波图像；

中值滤波设备，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个黄色分量组成的黄色分量子图像执行中值滤波处理，以获得黄色滤波图像；

高斯滤波设备，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个黑色分量组成的黑色分量子图像执行高斯滤波处理，以获得黑色滤波图像。

所述太阳能设备控制平台中还可以包括：

叠加处理设备，分别与所述畸变校正设备、所述维纳滤波设备、所述同态滤波设备、所述中值滤波设备和所述高斯滤波设备连接，用于将青色滤波图像、品红色滤波图像、黄色滤波图像和黑色滤波图像进行叠加处理，以获得叠加处理图像，并将所述叠加处理图像替换所述现场捕获图像发送给所述畸变校正设备；

其中，所述电力管理设备用于在接收到的分辨率等级未超限时，切断对所述维纳滤波设备、所述同态滤波设备、所述中值滤波设备和所述高斯滤波设备的电力供应；

其中，所述维纳滤波设备、所述同态滤波设备、所述中值滤波设备和所述高斯滤波设备分别采用不同型号的SOC芯片来实现。

根据本发明实施方案示出的太阳能设备控制方法包括：

使用能量转换设备，分别与太阳能帆板和太阳能路灯的灯体连接，用于检测所述太阳能帆板输出给所述太阳能路灯的灯体的能量以作为实时转换能量输出；

其中，所述太阳能帆板位于太阳能路灯上，用于为太阳能路灯提供电力供应。

接着，继续对本发明的太阳能设备控制方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述太阳能设备控制方法还可以包括：

使用面积选择设备，用于接收实时转换能量，并基于实时转换能量确定对应的太阳能帆板的展开面积；

其中，在所述面积切换设备中，基于实时转换能量确定对应的太阳能帆板的展开面积包括：实时转换能量越高，确定的对应的展开面积越大。

所述太阳能设备控制方法还可以包括：

使用展幅控制设备，分别与所述面积选择设备和所述太阳能帆板连接，用于在确定的展开面积与实际展开面积不匹配时，基于确定的展开面积对所述太阳能帆板的展幅进行控制；

使用点阵摄像机，设置在太阳能帆板的对面，用于对所述太阳能帆板周围进行点阵摄像操作，以获得并输出相应的现场捕获图像；

使用畸变校正设备，设置在太阳能路灯内，与所述点阵摄像机连接，用于接收所述现场捕获图像，并对所述现场捕获图像执行畸变校正处理，以获得并输出相应的畸变校正图像；

使用导向滤波设备，与所述畸变校正设备连接，用于对接收到的畸变校正图像执行导向滤波处理，以获得相应的导向滤波图像，并输出导向滤波图像；

使用范围匹配设备，与所述导向滤波设备连接，用于接收所述导向滤波图像，确定所述导向滤波图像的每一个像素的像素值确定是否落在帆板灰度阈值范围内，如果落在所述帆板灰度阈值范围之内，则将该像素确定为帆板像素，如果落在所述帆板灰度阈值范围之外，则将该像素确定为非帆板像素，基于所述帆板像素的数量确定是否存在相应帆板；

在所述范围匹配设备中，基于所述帆板像素的数量确定是否存在相应帆板包括：当所述帆板像素的数量超限时，确定存在相应帆板；

使用定制平滑设备，与所述范围匹配设备连接，用于在确定存在相应帆板时，对所述导向滤波图像中存在帆板的图像区域执行图像平滑动作，而对其他图像区域不执行图像平滑动作，以获得所述导向滤波图像对应的定制平滑图像；

使用实时锐化设备，与所述定制平滑设备连接，用于接收所述定制平滑图像，并基于Roberts算子执行对所述定制平滑图像的锐化处理，以获得并输出相应的实时锐化图像；

使用面积检测设备，与所述实时锐化设备连接，用于基于实时锐化图像中帆板的景深以及帆板区域占据实时锐化设备的面积比例确定帆板的实际展开面积，并将所述展幅控制设备发送给所述展幅控制设备；

其中，所述定制平滑设备由区域检测单元、平滑执行单元和数据拼接单元组成；

其中，在所述定制平滑设备中，所述区域检测单元与所述范围匹配设备连接，用于在确定存在相应帆板时，检测所述导向滤波图像中存在帆板的图像区域。

所述太阳能设备控制方法还可以包括：

使用分辨率解析设备，设置在太阳能路灯内，与所述点阵摄像机连接，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像的分辨率进行现场解析操作，以获得并输出对应的现场分辨率；

使用等级识别设备，与所述分辨率解析设备连接，用于接收所述现场分辨率，并确定与所述现场分辨率成正比的分辨率等级，输出所述分辨率等级；

使用电力管理设备，与所述等级识别设备连接，用于在接收到的分辨率等级超限时，恢复对维纳滤波设备、同态滤波设备、中值滤波设备和高斯滤波设备的电力供应；

使用维纳滤波设备，用于接收来自分辨率解析设备的现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个青色分量组成的青色分量子图像执行维纳滤波处理，以获得青色滤波图像；

使用同态滤波设备，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个品红色分量组成的品红色分量子图像执行同态滤波处理，以获得品红色滤波图像；

使用中值滤波设备，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个黄色分量组成的黄色分量子图像执行中值滤波处理，以获得黄色滤波图像；

使用高斯滤波设备，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个黑色分量组成的黑色分量子图像执行高斯滤波处理，以获得黑色滤波图像。

所述太阳能设备控制方法还可以包括：

使用叠加处理设备，分别与所述畸变校正设备、所述维纳滤波设备、所述同态滤波设备、所述中值滤波设备和所述高斯滤波设备连接，用于将青色滤波图像、品红色滤波图像、黄色滤波图像和黑色滤波图像进行叠加处理，以获得叠加处理图像，并将所述叠加处理图像替换所述现场捕获图像发送给所述畸变校正设备；

其中，所述电力管理设备用于在接收到的分辨率等级未超限时，切断对所述维纳滤波设备、所述同态滤波设备、所述中值滤波设备和所述高斯滤波设备的电力供应；

其中，所述维纳滤波设备、所述同态滤波设备、所述中值滤波设备和所述高斯滤波设备分别采用不同型号的SOC芯片来实现。

另外，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。

由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。

常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。

最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。

所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种太阳能设备控制平台，其特征在于，所述平台包括：

能量转换设备，分别与太阳能帆板和太阳能路灯的灯体连接，用于检测所述太阳能帆板输出给所述太阳能路灯的灯体的能量以作为实时转换能量输出；

其中，所述太阳能帆板位于太阳能路灯上，用于为太阳能路灯提供电力供应；

面积选择设备，用于接收实时转换能量，并基于实时转换能量确定对应的太阳能帆板的展开面积；

其中，在所述面积选择 设备中，基于实时转换能量确定对应的太阳能帆板的展开面积包括：实时转换能量越高，确定的对应的展开面积越大；

展幅控制设备，分别与所述面积选择设备和所述太阳能帆板连接，用于在确定的展开面积与实际展开面积不匹配时，基于确定的展开面积对所述太阳能帆板的展幅进行控制；

点阵摄像机，设置在太阳能帆板的对面，用于对所述太阳能帆板周围进行点阵摄像操作，以获得并输出相应的现场捕获图像；

畸变校正设备，设置在太阳能路灯内，与所述点阵摄像机连接，用于接收所述现场捕获图像，并对所述现场捕获图像执行畸变校正处理，以获得并输出相应的畸变校正图像；

导向滤波设备，与所述畸变校正设备连接，用于对接收到的畸变校正图像执行导向滤波处理，以获得相应的导向滤波图像，并输出导向滤波图像；

范围匹配设备，与所述导向滤波设备连接，用于接收所述导向滤波图像，确定所述导向滤波图像的每一个像素的像素值确定是否落在帆板灰度阈值范围内，如果落在所述帆板灰度阈值范围之内，则将该像素确定为帆板像素，如果落在所述帆板灰度阈值范围之外，则将该像素确定为非帆板像素，基于所述帆板像素的数量确定是否存在相应帆板；

在所述范围匹配设备中，基于所述帆板像素的数量确定是否存在相应帆板包括：当所述帆板像素的数量超限时，确定存在相应帆板；

定制平滑设备，与所述范围匹配设备连接，用于在确定存在相应帆板时，对所述导向滤波图像中存在帆板的图像区域执行图像平滑动作，而对其他图像区域不执行图像平滑动作，以获得所述导向滤波图像对应的定制平滑图像；

实时锐化设备，与所述定制平滑设备连接，用于接收所述定制平滑图像，并基于Roberts算子执行对所述定制平滑图像的锐化处理，以获得并输出相应的实时锐化图像；

面积检测设备，与所述实时锐化设备连接，用于基于实时锐化图像中帆板的景深以及帆板区域占据实时锐化设备的面积比例确定帆板的实际展开面积，并将所述展幅控制设备发送给所述展幅控制设备；

其中，所述定制平滑设备由区域检测单元、平滑执行单元和数据拼接单元组成；

其中，在所述定制平滑设备中，所述区域检测单元与所述范围匹配设备连接，用于在确定存在相应帆板时，检测所述导向滤波图像中存在帆板的图像区域。

2.如权利要求1所述的太阳能设备控制平台，其特征在于，所述平台还包括：

分辨率解析设备，设置在太阳能路灯内，与所述点阵摄像机连接，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像的分辨率进行现场解析操作，以获得并输出对应的现场分辨率；

等级识别设备，与所述分辨率解析设备连接，用于接收所述现场分辨率，并确定与所述现场分辨率成正比的分辨率等级，输出所述分辨率等级；

电力管理设备，与所述等级识别设备连接，用于在接收到的分辨率等级超限时，恢复对维纳滤波设备、同态滤波设备、中值滤波设备和高斯滤波设备的电力供应；

维纳滤波设备，用于接收来自分辨率解析设备的现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个青色分量组成的青色分量子图像执行维纳滤波处理，以获得青色滤波图像；

同态滤波设备，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个品红色分量组成的品红色分量子图像执行同态滤波处理，以获得品红色滤波图像；

中值滤波设备，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个黄色分量组成的黄色分量子图像执行中值滤波处理，以获得黄色滤波图像；

高斯滤波设备，用于接收所述现场捕获图像，对所述现场捕获图像中各个像素点的各个黑色分量组成的黑色分量子图像执行高斯滤波处理，以获得黑色滤波图像。

3.如权利要求2所述的太阳能设备控制平台，其特征在于，所述平台还包括：

叠加处理设备，分别与所述畸变校正设备、所述维纳滤波设备、所述同态滤波设备、所述中值滤波设备和所述高斯滤波设备连接，用于将青色滤波图像、品红色滤波图像、黄色滤波图像和黑色滤波图像进行叠加处理，以获得叠加处理图像，并将所述叠加处理图像替换所述现场捕获图像发送给所述畸变校正设备；

其中，所述电力管理设备用于在接收到的分辨率等级未超限时，切断对所述维纳滤波设备、所述同态滤波设备、所述中值滤波设备和所述高斯滤波设备的电力供应；

其中，所述维纳滤波设备、所述同态滤波设备、所述中值滤波设备和所述高斯滤波设备分别采用不同型号的SOC芯片来实现。