[发明专利]利用天空图像的云团高度估算方法及系统

权利要求书

1.一种利用天空图像的云团高度估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取第一天空成像仪拍摄到的第一天空图像以及同一时刻第二天空成像仪拍摄到的第二天空图像，其中，所述第一天空成像仪和所述第二天空成像仪位于同一光伏站的不同位置；

根据光流法获取所述第一天空图像中的第一点以及和所述第一点配准的所述第二天空图像中的第二点的位置之间的距离；

根据所述第一点和所述第二点的位置之间的距离得到实际云团的高度估算值；

所述根据光流法获取所述第一天空图像中的第一点以及和所述第一点配准的所述第二天空图像中的第二点的位置之间的距离，包括：

根据光流法对所述第一天空图像和所述第二天空图像进行图像配准；

选取所述第一天空图像中的所述第一点，获取所述第一点对应的所述第二天空图像中的所述第二点，其中，所述第一点和所述第二点均对应所述实际云团的位置点；

计算所述第一点与所述第二点之间的距离；

所述根据所述第一点和所述第二点的位置得到所述实际云团的高度估算值，包括：

获取所述第一点和所述第一天空图像的中心点之间的第一距离X₁以及所述第二点和所述第二天空图像的中心点之间的第二距离X₂；

获取所述第一天空成像仪和所述第二天空成像仪之间的距离L；

获取所述位置点和所述第一天空成像仪所处位置的地面垂直线之间的第三距离X₃以及所述位置点和所述第二天空成像仪所处位置的地面垂直线之间的第四距离X₄；

获取天空成像仪的凸面镜半球的高度h；

计算所述实际云团的高度估算值H：

其中，所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离和所述第四距离存在以下关系：

且所述第一天空成像仪、所述第二天空成像仪、所述第三距离和所述第四距离存在如下关系：

若所述第一点和所述第二点均在所对应的天空图像的同一侧，则有：|X₃-X₄|＝L，

若所述第一点和所述第二点均不在所对应的天空图像的同一侧，则有：X₃+X₄＝L。

2.如权利要求1所述的利用天空图像的云团高度估算方法，其特征在于，所述根据所述第一点和所述第二点的位置得到所述实际云团的高度值，之后还包括：

检验所述实际云团的高度估算值的精准度。

3.如权利要求2所述的利用天空图像的云团高度估算方法，其特征在于，所述检验所述实际云团的高度估算值的精准度，包括：

建立地表辐照度预测模型；

训练所述地表辐照度预测模型；

根据所述地表辐照度预测模型得到当前时刻的地表辐照度映射图；

将所述当前时刻的地表辐照度映射图进行畸变修复处理以得到当前时刻的修正地表辐照度映射图；

根据线性外推法得到未来第一预设时间段内第一云团位移矢量；

根据所述第一云团位移矢量和所述当前时刻的修正地表辐照度映射图得到未来所述第一预设时间段内的修正地表辐照度映射图；

比较未来所述第一预设时间段内的修正地表辐照度映射图及未来所述第一预设时间段内的实际辐照度以检验所述实际云团的高度估算值的精准度。

4.如权利要求3所述的利用天空图像的云团高度估算方法，其特征在于，所述训练所述地表辐照度预测模型，包括：

获取间隔第二预设时间段的多张历史天空图像；

获取任一张所述历史天空图像之后的所述第一预设时间段内的各张所述历史天空图像中遮住太阳位置时对应的地表辐照度值，以及遮住所述太阳位置的云团区域在任一张所述历史天空图像上的第一平均RGB值和至所述太阳位置的第一距离值；

将所述第一平均RGB值以及所述第一距离值作为所述地表辐照度预测模型的输入变量，并将所述地表辐照度值作为所述地表辐照度预测模型的输出变量以对所述地表辐照度预测模型进行训练。