CN112748114A - 一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法及系统，涉及太阳能板清洁技术领域，该方法包括：步骤1：识别太阳能板或定日镜的形态和绝对位置是否发生偏移；步骤2：根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置的偏移，来调整机器人的检测角度，调整完成之后，对太阳能板或定日镜的反射率进行识别，或者对太阳能板或定日镜进行图像数据的采集；步骤3：依据检测的太阳能板或定日镜的反射率或者图像数据，来判断太阳能板或定日镜镜面缺陷。本发明能够实时检测太阳能板或定日镜的镜面状态以及结构状态，使得太阳能板或定日镜端太阳能吸收或者发射效率得到保证，进而有效确保发电效率。

Description

一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法及系统
技术领域
本发明涉及太阳能板清洁技术领域，具体地，涉及一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法及系统。
背景技术
太阳能板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，大部分太阳能板的主要材料为“硅”，但因制作成本较大，以至于它普遍地使用还有一定的局限。
太阳能板或定日镜在长期的使用过程中，其板面上会积累大量的灰尘，从而会影响太阳能板的吸光率，进而降低太阳能板的发电量，因此需要对太阳能板进行清洁处理。太阳能板的清洁如果需要人工来清洁，则将花费大量的人力以及时间，所以大多数情况下太阳能板的清洁多数使用机器人进行清洁，从而能够提高清洁效率。
针对上述现有技术，本发明存在以下技术问题，在相关技术中如果使用机器人进行清洁，普通机器人在清洁过程中无法对太阳能板以及定日镜的太阳能板或定日镜状态进行检测，如若太阳能板或定日镜的镜面反射率较低或出现镜面缺陷等，从而影响发电率。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法及系统，能够实时检测太阳能板或定日镜的镜面状态以及结构状态，从而保证发电效率。
根据本发明提供的一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法及系统，所述方案如下：
第一方面，提供了一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法，所述方法包括：
识别太阳能板或定日镜的形态和绝对位置是否发生偏移；
根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置的偏移，来调整机器人的检测角度，调整完成之后，对太阳能板或定日镜的镜面反射率进行识别，或者对太阳能板或定日镜进行图像数据的采集；
依据检测的太阳能板或定日镜的镜面反射率或者图像数据，来判断太阳能板或定日镜镜面缺陷。
优选的，识别太阳能板或定日镜的形态和绝对位置是否发生偏移包括：
控制镜子到起始位置；
控制机器人，使机器人移动到镜子的背面；
利用倾角仪测量地球重力方向的矢量；
利用传感器提取反光镜背面的3D数据；
检测太阳能板或定日镜的结构；
计算镜子结构的三维矢量；
评估镜子的标准矢量值和被测值之间的误差。
优选的，识别太阳能板或定日镜的镜面反射率包括：
将机器人移至镜子正前方进行清洁，根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置实时调整机器人的检测角度；
沿太阳能板或定日镜移动机器人，并保持机器人与太阳能板或定日镜之间的距离；
机器人移动时，传感器模块测量反射率，同时检测机器人刷子触碰太阳能板或定日镜时产生的震动频率；
完成清洁后，将测量并计算得到的整个太阳能板或定日镜的反射率，与参考值进行对比，进而反馈给控制系统，同时将检测的震动频率反馈给控制系统。
优选的，识别太阳能板或定日镜的缺陷方式包括：
进行所述太阳能板或定日镜位置的校准检查或太阳能板或定日镜反射率的测量；
比对检查太阳能板或定日镜传感器数据；
如果数据范围超出正常情况，则可以认为存在太阳能板或定日镜的镜面缺陷。
优选的，识别太阳能板或定日镜的缺陷方式还包括：
机器人停留在镜子的正面进行拍照，并记录拍照数据；
比对前一次拍照与本次拍照的图像数据；
如果数据超出正常情况，则可以认为存在太阳能板或定日镜的镜面缺陷。
第二方面，提供了一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈系统，所述系统包括：
定位模块，识别太阳能板或定日镜的形态和绝对位置是否发生偏移；
测量模块，根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置的偏移，来调整机器人的检测角度，调整完成之后，对太阳能板或定日镜的镜面反射率进行识别，或者对太阳能板或定日镜进行图像数据的采集；
判断模块，依据检测的太阳能板或定日镜的镜面反射率或者图像数据，来判断太阳能板或定日镜镜面缺陷。
优选的，所述定位模块中对太阳能板或定目镜的形态和绝对位置是否发生偏移进行识别包括：
控制镜子到起始位置；
控制机器人，使机器人移动到镜子的背面；
利用倾角仪测量地球重力方向的矢量；
利用传感器提取反光镜背面的3D数据；
检测太阳能板或定日镜的镜面结构；
计算镜子结构的三维矢量；
评估镜子的标准矢量值和被测值之间的误差。
优选的，所述测量模块中对太阳能板或定日镜的镜面反射率进行识别包括：
将机器人移至镜子正前方进行清洁，根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置实时调整机器人的检测角度；
沿镜面移动机器人，使机器人与镜面之间保持一定距离；
机器人移动时，传感器模块测量反射率，同时检测机器人刷子触碰太阳能板或定日镜时产生的震动频率；
完成清洁后，将测量并计算得到的整个太阳能板或定日镜的反射率，与参考值进行对比，进而反馈给控制系统，同时将检测的震动频率反馈给控制系统。
优选的，所述判断模块中对太阳能板或定日镜的镜面是否存在缺陷进行识别包括：
进行所述太阳能板或定日镜位置的校准检查，或者太阳能板或定日镜反射率的测量；
比对检查太阳能板或定日镜传感器数据；
如果数据范围超出正常情况，则可以认为存在太阳能板或定日镜的镜面缺陷。
优选的，所述判断模块中对太阳能板或定日镜的镜面是否存在缺陷进行识别还包括：
机器人停在镜子正面拍照；
比对前一次拍照与本次拍照的图像数据；
如果数据超出正常情况，则可以认为存在太阳能板或定日镜的镜面缺陷。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中通过对太阳能板或定日镜反射率、太阳能板或定日镜的镜面缺陷以及清洁程度等进行检测，能够实时得知太阳能板或定日镜的镜面状态以及结构状态，从而有助于保证发电效率；
2、通过对太阳能板或定日镜的检测，能够实时得知太阳能板或定日镜是否发生损坏等情况，以便于能够及时对太阳能板或定日镜作出更换或其他相应措施，从而能够保证太阳能板或定日镜的正常使用；
3、机器人在移动过程中，可以通过检测震动频率然后反馈给机器人，进而调整转速或角度等措施来降低安全风险并优化清洗效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法的整体流程图；
图2为识别太阳能板或定日镜的形态和绝对位置偏移的示意图；
图3为地面沉降示意图；
图4为镜子结构发生改变的示意图；
图5为含有反射率测量装置的清洗机器人侧视图；
图6为含有反射率测量装置的清洗机器人俯视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法及系统。
实施例1：
参照图1和图2所示，一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法，首先需要对太阳能板或定日镜的形态和绝对位置是否发生偏移进行识别，再根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置的偏移，来调整机器人的检测角度，调整完成之后，对太阳能板或定日镜的镜面反射率进行识别，最后再依据检测的太阳能板或定日镜的镜面反射率或者图像数据，来判断太阳能板或定日镜镜面缺陷。
在识别太阳能板或定日镜的形态和绝对位置是否发生偏移的过程中，先控制太阳能板或定日镜的起始位置，本实施例中可以将太阳能板或定日镜垂直于地面。通过控制系统控制机器人使机器人移动至镜子的背面，机器人自身设置有倾角仪，机器人能够利用自身的倾角仪测量地球重力方向的矢量，机器人还能够利用传感器来提取反光镜背面的3D数据，检测太阳能板或定日镜当前垂直极与水平极的位置结构并通过算法计算镜子结构的三维矢量。
参照图3和图4所示，计算出镜子结构的三维矢量之后，设定镜子的标准矢量值，并以此值作为基本参照值，当遇到地面沉降或镜子的结构发生改变时，都能够在实际的检测当中，将实际情景当中的实际被测值与标准的矢量值之间的误差进行评估，进而识别太阳能板或定目镜的形态和绝对位置是否发生偏移，如果发生偏移，则会对机器人的检测角度进行调整。
参照图5和图6所示，对太阳能板或定目镜的形态及绝对位置是否发生偏移判断完成之后，需要对太阳能板或定目镜的镜面反射率进行检测。在测量太阳能板或定日镜反射率的过程中，控制系统控制机器人，将机器人移动至太阳能板或定日镜前方时，机器人在太阳能板或定日镜上进行清洁，并且根据太阳能板或定目镜的形态是否发生偏移来实时调整机器人的检测角度。在清洁的过程中，机器人会与太阳能板或定日镜的镜面之间保持一定的距离，机器人上佩戴有传感器模块，机器人在清洁移动的同时，可以由传感器模块对反射率进行测量，本实施例中的反射率测量，可以先测量红外线反射光强度，进而能够通过计算将其转化为反射率。
同时，机器人在移动过程中，机器人的刷子转起来之后碰到镜面边缘会有震动产生的现象，产生这种震动我们可以通过检测震动频率反馈给机器人之后，调整转速或角度等措施来降低安全风险并优化清洗效率。
机器人完成清洁之后，将测量并通过计算得到的太阳能板或定日镜反射率与标准值进行对比，本实施例中的标准值为设定的参照值，将测得值与标准值进行比较之后，若测得值小于标准值，则说明反射率偏低，反射率越低则证明太阳能板或定日镜越脏，需要的清洗力量越强；反之，反射率越高则太阳能板或定日镜越干净，对比完成之后可以将对比的结果反馈给控制系统。
进一步的，需要识别和判断太阳能板或定日镜的镜面是否存在缺陷，依照前序步骤对太阳能板或定日镜的位置进行校准以及对太阳能板或定日镜的反射率进行测量，通过比对和检查太阳能板或定日镜传感器所采集的数据记录，将实时检测的数据与标准值的标准数据值进行比对之后，如果检测数据的范围超出了正常标准值的范围，则可以认为该检测太阳能板或定日镜存在镜面缺陷；反之，则可认为没有缺陷。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于，识别和判断太阳能板或定日镜的太阳能板或定日镜是否存在缺陷还可以通过以下方式，机器人在对太阳能板或定日镜进行清洁时，可在机器人停留的过程中对镜子的正面进行拍照，并将拍照的数据进行纪录，本实施例中的拍摄数据实际包含了面积和形态两者。拍照完成之后，将本次拍照的图像数据与之前数据进行比对，当发现本次的图像数据超出了正常情况时，则可以认为该太阳能板或定日镜存在缺陷；反之，则可以认为没有缺陷。
本发明实施例提供了一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法，通过利用可移动平台搭载传感设备，如激光雷达、超声波传感器、深度摄像头等，再结合人工智能算法实时检测太阳能板或者定日镜的状态，这些状态包括构建空间结构，并比较其绝对位置和反射角度，进而检测太阳能板或定日镜反射率、太阳能板或定日镜的镜面缺陷和洁净程度等。
本发明实施例还提供了一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈系统。
实施例1：
一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈系统，该系统包含了定位模块、测量模块以及判断模块。其中定位模块主要是用于识别太阳能板或定目镜的形态及绝对位置是否发生偏移，在识别过程中，先控制镜子到起始位置，例如将镜子垂直于地面，再由控制系统将机器人移动至镜子的背面，在背面使机器人利用倾角仪测量地球重力方向的矢量并记录下来。
机器人还能通过传感器提取反光镜背面的3D数据，检测太阳能板或定日镜的垂直极以及水平极的镜面结构，通过以上的检测数据，根据实际情况计算镜子结构的三维矢量，计算得到被测值之后，依照设定的标准矢量值，评估镜子的标准矢量值与被测值之间的误差值，进而能够对太阳能板或定目镜的形态及绝对位置是否发生偏移进行识别，根据是否发生偏移调整机器人的检测角度。
而测量模块能够用于对太阳能板或定日镜的镜面反射率进行识别，其建立在定位模块的基础之上，根据太阳能板或定目镜的形态及绝对位置是否发生偏移，来对机器人的检测角度实时进行调整。在识别的过程中，由控制系统将机器人移动至太阳能板或定日镜的正前方，机器人开始对太阳能板或定日镜进行清洁，机器人在进行清洁的同时，会沿着太阳能板或定日镜进行移动，机器人的移动能够与太阳能板或定日镜之间保持一定的距离。机器人上安装有传感器模块，能够在移动的同时对反射率进行测量，本实施例中的反射率的测量可以先测量红外线反射光强度，进而经过计算将其转化为反射率。机器人在移动的同时，机器人的刷子在转动后会碰到镜面边缘产生震动现象，产生这种震动我们可以通过检测震动频率然后反馈给机器人，进而调整转速或角度等措施来降低安全风险并优化清洗效率。
最后，当机器人完成清洁，可以将测量并经过计算得到的整个太阳能板或定日镜的反射率与标准值进行比对，本实施例中的标准值为设定的参考值，且太阳能板或定日镜反射率越低，则表示太阳能板或定日镜越脏，由此可将对比之后的数据反馈给控制系统。
判断模块的作用主要用于识别太阳能板或定日镜的镜面缺陷，其识别方式可以通过前述方式对太阳能板或定日镜位置进行校准检查以及对太阳能板或定日镜的反射率进行测量，将检查太阳能板或定日镜传感器的数据进行比对，可以得知检测数据是否超出正常数据的情况，如果经对比之后，发现检查数据超出了正常情况，则可以认为太阳能板或定日镜的镜面存在缺陷；如果没有超出正常情况，则判断太阳能板或定日镜没有缺陷。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于，判断模块中识别太阳能板或定日镜的镜面缺陷的方式还可以选用，机器人在镜子面前进行清洁时，可使机器人停留在镜子正面进行拍照，通过拍照采集实时数据，再将实时采集的图像数据与前一次拍照所采集的图像数据进行比对，判断实时采集的数据是否超出正常情况，若超出正常情况，则认为太阳能板或定日镜的镜面存在缺陷；若未超出正常情况，则可认为太阳能板或定日镜的镜面不存在缺陷。
本发明实施例提供了一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈系统，通过定位模块、测量模块以及判断模块，三个模块进行相互配合，实时检测太阳能板或定日镜的镜面状态以及结构状态，如地面发生沉降或太阳能板或定日镜结构发生偏移等，解决了保证太阳能板或定日镜端太阳能吸收或者反射效率的问题，进而确保发电率。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：识别太阳能板或定日镜的形态和绝对位置是否发生偏移；
步骤2：根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置的偏移，来调整机器人的检测角度，调整完成之后，对太阳能板或定日镜的反射率进行识别，或者对太阳能板或定日镜进行图像数据的采集；
步骤3：依据检测的太阳能板或定日镜的反射率或者图像数据，来判断太阳能板或定日镜镜面缺陷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：
步骤1-1：控制太阳能板或定日镜的到起始位置；
步骤1-2：控制机器人，使机器人移动到镜子的背面；
步骤1-3：利用倾角仪测量地球重力方向的矢量；
步骤1-4：利用传感器提取反光镜背面的3D数据；
步骤1-5：检测太阳能板或定日镜的镜面结构；
步骤1-6：计算镜子结构的三维矢量；
步骤1-7：评估镜子的标准矢量值和被测值之间的误差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2包括：
步骤2-1：将机器人移至镜子正前方进行清洁，根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置实时调整机器人的检测角度；
步骤2-2：沿太阳能板或定日镜移动机器人，并保持机器人与太阳能板或定日镜之间的距离；
步骤2-3：机器人移动时，传感器模块测量反射率，同时检测机器人刷子触碰太阳能板或定日镜时产生的震动频率；
步骤2-4：完成清洁后，将测量并计算得到的整个太阳能板或定日镜的反射率，与参考值进行对比，进而反馈给控制系统，同时将检测的震动频率反馈给控制系统。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤3-1：进行所述太阳能板或定日镜位置的校准检查或反射率的测量；
步骤3-2：比对检查太阳能板或定日镜传感器数据；
步骤3-3：如果数据范围超出正常情况，则认为存在太阳能板或定日镜的镜面缺陷。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤3-1：机器人停在镜子正面拍照；
步骤3-2：比对前一次拍照与本次拍照的图像数据；
步骤3-3：如果数据超出正常情况，则认为存在太阳能板或定日镜的镜面缺陷。
6.一种太阳能板、定日镜状态动态检测反馈系统，其特征在于，所述系统包括：
定位模块，识别太阳能板或定日镜的形态和绝对位置是否发生偏移；
测量模块，根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置的偏移，来调整机器人的检测角度，调整完成之后，对太阳能板或定日镜的镜面反射率进行识别，或者对太阳能板或定日镜进行图像数据的采集；
判断模块，依据检测的太阳能板或定日镜的镜面反射率或者图像数据，来判断太阳能板或定日镜镜面缺陷。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述定位模块包括：
控制镜子到起始位置；
控制机器人，使机器人移动到镜子的背面；
利用倾角仪测量地球重力方向的矢量；
利用传感器提取反光镜背面的3D数据；
检测太阳能板或定日镜的镜面结构；
计算镜子结构的三维矢量；
评估镜子的标准矢量值和被测值之间的误差。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测量模块包括：
将机器人移至镜子正前方进行清洁，根据太阳能板或定日镜的形态和绝对位置实时调整机器人的检测角度；
沿太阳能板或定日镜移动机器人，并保持机器人与太阳能板或定日镜之间的距离；
机器人移动时，传感器模块测量反射率，同时检测机器人刷子触碰太阳能板或定日镜时产生的震动频率；
完成清洁后，将测量并计算得到的整个太阳能板或定日镜的反射率，与参考值进行对比，进而反馈给控制系统，同时将检测的震动频率反馈给控制系统。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述判断模块包括：
进行所述太阳能板或定日镜位置的校准检查或者太阳能板或定日镜反射率的测量；
比对检查太阳能板或定日镜传感器数据；
如果数据范围超出正常情况，则认为存在太阳能板或定日镜的镜面缺陷。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述判断模块包括：
机器人停在镜子正面拍照；
比对前一次拍照与本次拍照的图像数据；
如果数据超出正常情况，则认为存在太阳能板或定日镜的镜面缺陷。
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