本发明涉及光伏板清洁,具体而言,涉及一种光伏板清洁路径规划方法及系统。
背景技术:
1、光伏板,也被称为太阳能电池板或太阳能光伏板,是一种用于转换太阳能光线为电能的装置。它由多个太阳能电池组成,这些电池采用光电效应将光能转化为电能。
2、光伏板的清洁通常存在高空作业风险和人身安全隐患。因此现在很多领域开始开发清洁机器人代替人工进行清洁。但是频繁的清洁也会对光伏板造成损伤,因此,需要合理掌握清洁频率,每次进行清洁的时候可能不是所有的光伏板都必须需要进行清洁,此时如果还按照固有全覆盖路线进行清洁,比较浪费时间以及会造成过度的机器人消耗。
3、因此在进行光伏板清洁的时候,需要在考虑每个光伏板的清洁必要程度的情况下,进行清洁路径规划,实现快速、高效且适度的光伏板清洁。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种光伏板清洁路径规划方法及系统,其可以实现快速、高效且适度的光伏板清洁。
2、本发明的实施例通过以下技术方案实现:
3、一种光伏板清洁路径规划方法,包括以下步骤:
4、采集每块光伏板的积灰等级,所述积灰等级按照积灰量划分,所述积灰等级从积灰量由多到少分为一级积灰、二级积灰和三级积灰;
5、将一级积灰的光伏板标记为必须打扫,将二级积灰的光伏板标记为选择打扫,将三级积灰的光伏板标记为无须打扫;
6、在光伏阵列中选取两个光伏板分别设置为起点和终点;
7、在所述起点和终点之间进行最短路径的规划作为最佳清洁路径,所述最短路径覆盖所有标记为必须打扫的光伏板和不低于q%的标记为选择打扫的光伏板。
8、优选地,所述采集每块光伏板的积灰等级的方法为:
9、为积灰程度设置第一程度阈值和第二程度阈值,所述第一程度阈值大于所述第二程度阈值;
10、采集每块所述光伏板的积灰程度;
11、将积灰程度大于第一程度阈值的所述光伏板的积灰等级定义为一级积灰;
12、将积灰程度小于第二程度阈值的所述光伏板的积灰等级定义为三级积灰;
13、其他情况的所述光伏板的积灰等级定义为二级积灰。
14、优选地,所述采集每块所述光伏板的积灰程度的方法为:
15、采集干净的所述光伏板的图像作为参照图像,并对所述参照图像进行灰度化和均衡化处理;
16、提取所述参照图像的参照特征向量,参照特征矩阵包括所述参照图像在多个角度的灰度共生矩阵的元素;
17、采集所述光伏板的图像作为测量图像,对所述测量图像进行灰度化和均衡化处理;
18、提取所述测量图像的测量特征向量,测量特征矩阵包括所述测量图像在多个角度的灰度共生矩阵的元素;
19、通过预先训练好的比较模型基于所述测量特征向量和所述参照特征向量获取相似度f;
20、获取所述积灰程度g:
21、优选地,所述在光伏阵列中选取两个光伏板分别设置为起点和终点的方法为:
22、选取一个位于所述光伏阵列边缘且标记为必须打扫的所述光伏板为起点,选取一个位于所述光伏阵列边缘且标记为必须打扫的所述光伏板为终点。
23、优选地,选取所述光伏阵列中第一行标记为必须打扫的所述光伏板中最左侧或最右侧的所述光伏板作为起点;
24、选取所述光伏阵列中最后一行标记为必须打扫的所述光伏板中最左侧或最右侧的所述光伏板作为终点。
25、优选地,在所述起点和终点之间进行最短路径的规划的方法为:
26、获取标记为选择打扫的所述光伏板的数量x;
27、获取所述最短路径覆盖的标记为选择打扫的光伏板的最低数量y:
28、
29、其中,为向上取整运算;
30、构建选择打扫集合a:a=[mi],i=1,2,…,n,n为mi的总数;
31、其中mi为在x个标记为选择打扫的所述光伏板随机选取的y个所述光伏板的集合;
32、根据所述选择打扫集合a和标记为必须打扫的所述光伏板的集合获取最佳清洁路径。
33、优选地,所述获取最佳清洁路径的方法为:
34、初始化标记k=1;
35、构建遍历集合:b=[mk,u],其中为标记为必须打扫的所述光伏板的集合;
36、通过最佳路径构建算法在所述起点和终点直接寻找覆盖所述遍历集合全部元素的第k最佳路径,路径长度记为lk;
37、改变标记k的值:k=k+1;
38、重复以上步骤直到k=n;
39、获取第i最佳路径的路径长度li中的最小路径,i=1,2,…,n;
40、选择最小路径对应的最佳路径作为所述最佳清洁路径。
41、优选地,所述最短路径覆盖所有标记为必须打扫的光伏板和不低于q%的标记为选择打扫的光伏板时,q的值选取范围为:75≤q≤85。
42、为了解决以上问题,本发明还提供了一种光伏板清洁路径规划系统,应用于以上任意一项所述一种光伏板清洁路径规划方法,包括:
43、积灰情况采集模块:用于采集每块光伏板的积灰等级,所述积灰等级按照积灰量划分,所述积灰等级从积灰量由多到少分为一级积灰、二级积灰和三级积灰;
44、打扫情况标记模块:用于将一级积灰的光伏板标记为必须打扫,将二级积灰的光伏板标记为选择打扫,将三级积灰的光伏板标记为无须打扫;
45、起点终点设置模块:用于在光伏阵列中选取两个光伏板分别设置为起点和终点;
46、路径规划模块:用于在所述起点和终点之间进行最短路径的规划作为最佳清洁路径,所述最短路径覆盖所有标记为必须打扫的光伏板和不低于q%的标记为选择打扫的光伏板。
47、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果:
48、本发明在清洁前先对每块光伏板的清洁必要性进行判断,避免过度和过于频繁的清洁对光伏板造成磨损,有助于提升光伏板的使用寿命;
49、本发明通过正常干净光伏板作为参照物计算相似度,取相似度倒数作为积灰度,计算和数据获取都较为便捷,易于实现,且可靠性高;
50、本发明对于过度积灰的光伏板全面进行清洁,对于中度积灰的光伏板以路径最优为原则进行部分清洁,对于轻度积灰的光伏板直接不需要进行清洁,兼顾了成本节约、高效清洁和适度清洁;
51、本发明设计合理且简单,可适用于任何光伏阵列的清洁,便于推广和实施。
1.一种光伏板清洁路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁路径规划方法,其特征在于,所述采集每块光伏板的积灰等级的方法为:
3.根据权利要求2所述的一种光伏板清洁路径规划方法,其特征在于,所述采集每块所述光伏板的积灰程度的方法为:
4.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁路径规划方法,其特征在于,所述在光伏阵列中选取两个光伏板分别设置为起点和终点的方法为:
5.根据权利要求4所述的一种光伏板清洁路径规划方法,其特征在于,选取所述光伏阵列中第一行标记为必须打扫的所述光伏板中最左侧或最右侧的所述光伏板作为起点;
6.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁路径规划方法,其特征在于,在所述起点和终点之间进行最短路径的规划的方法为:
7.根据权利要求6所述的一种光伏板清洁路径规划方法,其特征在于,所述获取最佳清洁路径的方法为:
8.根据权利要求1所述的一种光伏板清洁路径规划方法,其特征在于,所述最短路径覆盖所有标记为必须打扫的光伏板和不低于q%的标记为选择打扫的光伏板时,q的值选取范围为:75≤q≤85。
9.一种光伏板清洁路径规划系统,应用于权利要求1-8任意一项所述一种光伏板清洁路径规划方法,其特征在于,包括:
