[发明专利]一种光伏电站无人机巡检航线的规划方法及系统

权利要求书

1.一种光伏电站无人机巡检航线的规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取光伏电站的数字正射影像、包含地理位置和绝对高程的数字地理模型，以及无人机影像采集设备的像元尺寸、分辨率及镜头视角；

(2)根据获得的光伏电站的数字正射影像，运用图像识别算法获取每个光伏组件组串的四角所对应的地理位置成果；

(3)根据获得的每个光伏组件组串的四角地理位置成果，计算出每个光伏组件组串的中心点所对应的地理位置和该光伏组件组串的幅宽；

(4)根据获得的光伏组件组串的中心点成果与步骤(1)获得的数字地理模型，得到每个光伏组件组串的中心点的绝对海拔；

(5)根据光伏组件组串的四角对应的地理位置成果，确定无人机采集影像所对应的偏航角，使无人机所采集的影像的长边与光伏组件组串的长边平行，进而使获得的影像中的光伏组件组串的长边在影像中保持水平状态；

偏航角的具体计算过程为：计算光伏组件组串的下缘长边与正北方向的夹角并设置为β，设定采集影像左下角为原点，影像的y轴方向为影像的短边，x轴方向为影像的长边，默认的采集影像的y轴方向指向正北方向，则采集影像的偏航角α＝β-90°，为了实现影像中光伏组件组串的长边在影像中保持水平的状态即与影像的x轴平行的状态，当α为正值时需以正北方向为0°顺时针旋转α后进行采集，反之当α为负值时需以正北方向为0°逆时针旋转α后进行采集；

(6)根据步骤(1)获得的影像采集设备的像元尺寸、分辨率及镜头视角，结合步骤(3)获得的光伏组件组串的幅宽，计算出无人机巡检上述光伏组件组串的相对高程,式中：h为无人机巡检相对高程，θ为影像采集设备的镜头水平方向视角，L为光伏组件组串的幅宽；

(7)将步骤(4)获得的光伏组件组串中心点的绝对海拔与步骤(6)获得的无人机相对高程h相加，即得无人机巡检上述光伏组件组串的绝对高程H；

(8)将步骤(3)获得的每个光伏组件组串的中心点作为航点，然后将光伏组件组串的中心点依次顺序连接，并融合步骤(5)的偏航角及步骤(7)获得的无人机巡检绝对高程H，即得无人机巡检航线，无人机巡检时选择在每个光伏组件组串的中心点上方处进行图像采集。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电站无人机巡检航线的规划方法，其特征在于，步骤(1)中，所述数字地理模型为数字表面模型、数字高程模型或数字点云。

3.根据权利要求1所述的一种光伏电站无人机巡检航线的规划方法，其特征在于，在光伏电站较为规整，正东正西方向设置的情况下跳过步骤(5)偏航角的计算，并将偏航角预设为0°。

4.一种光伏电站无人机巡检航线的规划系统，其特征在于，基于权利要求1所述光伏电站无人机巡检航线的规划方法，包括：

获取模块，用于获取光伏电站的数字正射影像、包含地理位置和绝对高程的数字地理模型，以及无人机影像采集设备的像元尺寸、分辨率及镜头视角；

计算模块，用于根据获得的光伏电站的数字正射影像，运用图像识别算法获取每个光伏组件组串的四角所对应的地理位置成果，并根据获得的每个光伏组件组串的四角地理位置成果计算出每个光伏组件组串的中心点所对应的地理位置和该光伏组件组串的幅宽；再根据获得的影像采集设备的像元尺寸、分辨率及镜头视角，结合获得的光伏组件组串的幅宽，计算出无人机巡检上述光伏组件组串的相对高程h；

高程确定模块，用于将获得的光伏组件组串的中心点地理成果导入获得的数字地理模型，得到每个光伏组件组串的中心点的绝对海拔，再将该绝对海拔与获得的无人机相对高程h相加，即得无人机巡检上述光伏组件组串的绝对高程H；

偏航角设置模块，用于根据光伏组件组串的四角对应的地理位置成果，确定采集影像所对应的偏航角，使无人机所采集的影像的长边与光伏组件组串的长边平行；

航线生成模块，用于将计算模块获得的每个光伏组件组串的中心点作为航点，然后将光伏组件组串的中心点依次顺序连接，并融合偏航角及无人机巡检绝对高程H，自动生成无人机巡检航线。