[发明专利]一种基于机器视觉的太阳能板清洁系统

说明书

一种基于机器视觉的太阳能板清洁系统。步骤1，采集现场太阳能板照片，并通过WIFI上传至上位机；步骤2，上位机程序对图片进行多维特征向量提取；步骤3，计算多维特征向量与预先确定的各聚类中心的欧式距离；步骤4，将最小的欧氏距离与该类别预先确定的阈值进行对比；步骤5，清洁机器人完成任务，并反馈给上位机；步骤6，上位机将完成的信号通过WIFI传送至数据库；步骤7，数据库清除待办任务，并检查此时是否有待办任务，如果有，将数据发送重新发送至上位机程序，进入步骤2，否则，整个闭环过程结束。本发明有效的实现太阳能板的清洁，提高了发电效率。

技术领域

本发明涉及基于太阳能清洁能源应用领域，特别是涉及一种基于机器视觉的太阳能板清洁系统。

背景技术

随着社会的快速发展，各行各业的用电需求量都近乎于指数增长，传统的发电方式已经满足不了需求，同时考虑到地球可再生资源日益减少，所以发展清洁能源是非常有意义的。清洁能源的定义是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能(沼气)、地热能(包括地源和水源)海潮能。其中的太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠，同时我国76％的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀，这也为大力发展光伏产业提供了有力的保障，近年来，我国的光伏产业有了很大的发展，实现了很高的经济效益。

光伏发电量由多种因素决定，对于人为不可控制因素不可改善，但是对于可控因素一定要尽全力改善，如太阳能板表面的清洁度，在同一光照强度下，越清洁的太阳能板表面能发更多的电量。而这一因素也得到了企业广泛的重视，现存的清洗方式主要有以下三种：人工清洗，机械化清洗车和光伏板清洁机器人。对于第一种清洁方式，其清洗时间漫长，人员不好管理，浪水水资源，安全系数低，人员踩踏电池板容易造成隐裂；对于第二种清洁方式，其对现场安太阳能板的安装间距有要求，且清洗不均匀；而第三种清洁方式，其需要智能的控制策略，而现在一般都是扫盲式的清洁，也带来了一定的资源浪费。

针对光伏产业中太阳能板清洁的问题，国内涉及该问题解决方案的专利有“一种太阳能板智能除雪除尘机器人及其控制方法”(201810564474.7)，利用雪犁铲板、圆盘刷、绕绳机构和履带底盘，对太阳能板上的积雪进行清扫，但是该专利中并没有提及相关的控制策略，虽然机器人可以节约人力财力，但是必须要有一个精确的控制策略。同样的，国家发明专利“太阳能板材清洁机器人”(201810276806.1)，国家发明专利“太阳能板材清洗机器人”(201410554467.0)，都是针对机器人的结构进行设计，但是没有提及相关的控制系统，由此可见，开发一个控制机器人的太阳能板清洁系统亟待解决。

发明内容

为解决上述问题，本发明在图片特征提取、K-means聚类，MYSQL数据库的基础上，提出了一种基于机器视觉的太阳能板清洁系统，首先对不同清洁等级的太阳能板照片进行特征提取，再结合K-means聚类方法确定相应的聚类中心和类别阈值；而后应用到实际现场中。在整个过程中，将每次的判别信息储存于MYSQL数据库中，实现了对太阳能板持续性的监测，同时通过相应的更新策略实现了模型在线升级优化，真正的实现智能化。为达此目的，本发明提供一种基于机器视觉的太阳能板清洁系统，具体步骤如下，其特征在于：

步骤1，高清摄像机采集现场太阳能板照片，并通过WIFI上传至上位机；

步骤2，上位机程序对图片进行多维特征向量提取；

步骤3，计算多维特征向量与预先确定的各聚类中心的欧式距离；

步骤4，将最小的欧氏距离与该类别预先确定的阈值进行对比，如果比阈值低，则认为属于该类别，同时将判断结果传送给清洁机器人和SQL数据库；否则，需要对图片和正确的类别重新进行训练，更新各类别的聚类中心和阈值后回到步骤2；

步骤5，清洁机器人完成任务，并反馈给上位机；

步骤6，上位机将完成的信号通过WIFI传送至数据库；